二、掌握電解反應産物及電解時溶液pH值的變化規律及有關電化學的計算
1、要判斷電解産物是什麼,必須理解溶液中離子放電順序,陰極放電的總是溶液中的陽離子,與電極材料無關。放電順序是
若是非惰性電極作陽極,則是電極本身失電子。
要明确溶液中陰陽離子的放電順序,有時還需兼顧到溶液的離子濃度。如果離子濃度相差十分懸殊的情況下,離子濃度大的有可能先放電。
如理論上H 的放電能力大于Fe2 、Zn2 ,但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液時,由于溶液[Fe2 ]或[Zn2 ]>>[H ],則先在陰極上放電的是Fe2 或Zn2 ,因此,陰極上的主要産物則為Fe和Zn。但在水溶液中,Al3 、Mg2 、Na 等是不會在陰極上放電的。
2、電解時溶液pH值的變化規律
電解質溶液在電解過程中,有時溶液pH值會發生變化。判斷電解質溶液的pH值變化,有時可以從電解産物上去看。
①若電解時陰極上産生H2,陽極上無O2産生,電解後溶液pH值增大;
②若陰極上無H2,陽極上産生O2,則電解後溶液pH值減小;
③若陰極上有H2,陽極上有O2,且,則有三種情況:a如果原溶液為中性溶液,則電解後pH值不變;b如果原溶液是酸溶液,則pH值變小;c如果原溶液為堿溶液,則pH值變大;
④若陰極上無H2,陽極上無O2産生,電解後溶液的pH可能也會發生變化。如電解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2 水解顯酸性),一旦CuCl2全部電解完,pH值會變大,成中性溶液。
3、進行有關電化學計算,如計算電極析出産物的質量或質量比,溶液pH值或推斷金屬原子量等時,一定要緊緊抓住陰陽極或正負極等電極反應中得失電子數相等這一規律。
三、理解金屬腐蝕的本質及不同情況,了解用電化學原理在實際生活生産中的應用1、金屬的腐蝕和防護
(1)金屬腐蝕的實質是鐵等金屬原子失去電子而被氧化成金屬陽離子的過程,可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。金屬與氧化劑(一般非電解質)接觸,直接發生化學反應引起的腐蝕叫化學腐蝕,如鐵與氯氣接觸發生的腐蝕為化學腐蝕。而更普遍存在的,危害也更為嚴重的是電化學腐蝕,即不純的金屬或合金與電解質溶液發生原電池反應引起的腐蝕。如鋼鐵在水膜酸性較強條件下發生析氫腐蝕Fe-2e-=Fe2 ,2H 2e-=H2↑;在水膜酸性很弱或中性條件下,則發生吸氧腐蝕:2Fe-4e-=2Fe2 ,2H2O O2 4e-=4OH-。
(2)金屬的防護方法
①改變金屬的内部結構;
②覆蓋保護層;
③使用電化學保護法
2、原電池原理的應用
(1)制作多種化學電源,如幹電池、蓄電池、高能電池、燃料電池
(2)加快化學反應速率。如純鋅與鹽酸反應制H2反應速率較慢,若滴入幾滴CuCl2溶液,使置換出來的銅緊密附在鋅表面,形成許多微小的原電池,可大大加快化學反應。
(3)金屬的電化學保護,犧牲陽極的陰極保護法
(4)金屬活動性的判斷
3、電解原理的應用
(1)制取物質:例如用電解飽和食鹽水溶液可制取氫氣、氯氣和燒堿。
(2)電鍍:應用電解原理,在某些金屬或非金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時,鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。
(3)精煉銅:以精銅作陰極,粗銅作陽極,以硫酸銅為電解質溶液,陽極粗銅溶解,陰極析出銅,溶液中Cu2 濃度減小
(4)電冶活潑金屬:電解熔融狀态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質。
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