高中化学 | 电解原理的应用

今天的文章是关于高中化学|电解原理的应用。让我们看看。

电解可以将电能转化为化学能，在化工生产中有着重要的应用。电解在材料制备、电镀、金属精炼、金属保护和污水处理方面有着广泛的应用，是多年来高考的重点和焦点。(点击标题下的蓝色单词“高中化学”,立即获得更多学习方法和干货！)

一个

电解饱和盐水的反应原理

1.实验分析:电解饱和盐溶液

用饱和盐溶液填充U型管，滴几滴酚酞试液，用碳棒作阳极，铁棒作阴极，将湿碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，打开电源，观察管内出现的现象和试纸的颜色变化。

注意:铁条不能用作阳极，否则铁-2e-= Fe2+；碘化钾淀粉试纸应事先用水润湿。

现象:阴极和阳极都有气体排放，阳极气体有刺鼻气味，会使湿碘化钾淀粉试纸变蓝。阴极区的溶液变成红色。结果表明，阴极区产物为碱性物质和H2，阳极区产物为Cl2。

2.电解饱和盐水的反应原理

饱和盐水组成:溶液中含有四种离子:钠离子、氯离子、氢离子、氢氧根离子。

电极反应公式:

阴极:2h++2e-= H2 =还原反应；

阳极:2Cl-2e-= Cl2↓=氧化反应。

实验现象的解释:

(1)阴极区变红的原因:由于消耗了氢离子，阴极区的氢离子浓度增加(事实上，附近水的电离平衡被破坏；因为Kw是一个固定值，c(H+)由于电极反应而减少，导致c(OH-)增加和酚酞测试溶液变红)。

(2)碘化钾淀粉试纸变蓝的原因:氯可以代替碘化钾中的碘。Cl2+2K = C1+I2，I2使淀粉变成蓝色。

注意:如果试纸熏蒸时间过长，蓝色会因湿氯的漂白作用而褪色。

电解饱和盐水的总反应公式:

2NaCl+2H2OCl2↓+H2↓+2NaOH

电解反应属于析氢产碱型。电解液和水参与电解反应，K2S、MgBr2等参与电解反应。相似。

二

铜的电解精炼

原理:电解时，粗铜板作为阳极，与DC电源的阳极相连。纯铜板用作阴极，连接到电源的阴极，硫酸铜溶液(加入一定量的硫酸)用作电解液。

硫酸铜溶液主要含有Cu2+、SO42-、H+、OH-、H+和Cu2+在通电后向阴极移动，Cu2 ++ 2e-= Cu2+、OH-和SO42-在阴极向阳极移动。然而，阳极是活性电极，所以阴离子不放电，主要是因为阳极(活性和更活性的金属)经历氧化反应并溶解，阳极反应:铜-2e-=铜离子。

在电解过程中，锌、铁和镍等金属杂质比铜更活泼，它们将失去电子形成金属阳离子，并在铜溶解时溶解。此时，Cu2 ++ 2e-=铜仍然存在于阴极中，这将导致电解质浓度没有变化。银和金比铜挥发性小。当铜溶解时，它们以阳极泥的形式沉积下来，可以用来提炼贵金属，如金和银。

该工艺实现了净化铜的目的。

离子在电极上获得和失去电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等有关。在中学阶段，我们通常只讨论电极材料的性质、离子的氧化和还原对它们获得和失去电子能力的影响。

三

铝电解熔炼

工业上，纯氧化铝被用作通过电解生产铝的原料。

纯氧化铝熔点高(2045℃)，难以熔化。现在熔融冰晶石(Na3AlF6)被用作熔剂，在大约1000℃下将氧化铝溶解在液态冰晶石中，形成冰晶石和氧化铝的熔体，然后电解。

电极反应公式:

阴极:4AL3++12E-= 4Al

阳极:6O 2-+12E-= 3O 2←

总反应式:2al 2 O3 = = 4Al+3o 2 ↓(只能电解Al2O3，不能电解三氯化铝)

当铝被熔化时，阳极产生氧气，石墨阳极将在如此高温的条件下被氧气连续氧化和消耗，因此有必要连续补充石墨阳极。

四

电腐蚀

1.原理:电镀时，含电镀金属离子的电解液一般用作电镀液；将待镀金属成品浸入电镀液中，以DC电源负极为负极，以镀金属为正极。阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移动到负极，并被还原成负极上的金属分离出来。

电镀铜的规律可以概括为“阳极溶解、阴极沉积、电解液不变”。

有毒的电镀液常用于工业电镀。因此，电镀废水应在回收有用物质并降低有害物质含量后排放，以防止环境污染。

2.实验分析:电镀铜实验

(1)待镀零件需要酸洗去除表面铁锈。

(2)在硫酸铜电镀液中加入氨水配制铜氨溶液，降低Cu2+浓度，使镀层光亮。

提示:

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