电解:基础知识
- 当电流通过a时熔融离子化合物化合物分解或分解
- 该过程也发生在水的解决方案离子化合物
- 共价化合物不能导电,因此不会发生电解
- 固态的离子化合物也不能导电,因为它们本来就导电没有游离离子可以移动并携带电荷
离子化合物中的粒子在固体状态下处于固定位置,但在熔化或溶解时可以四处移动
关键术语
- 电极电流通过金属棒或石墨棒流入或流出电解质吗
- 电解液离子化合物是在熔融的还是溶解的溶液中导电
- 阳极电解池的正极是吗
- 阴离子带负电荷的离子被吸引到阳极上吗
- 阴极电解池的负极是吗
- 阳离子带正电的离子被吸引到阴极上吗
电解槽的基本结构
考试技巧
使用PANIC助记符来记住哪个电极是正极,哪个是负极:
正的是阳极,负的是阴极
电解:一般原理
正极(阳极)
- 非金属离子(氢以外的)被吸引到正极
- 非金属离子会失去电子而形成非金属
- 形成的产物取决于哪个离子失去电子更多容易,反应性更强的离子留在溶液中
负极(阴极)
- H+金属离子被吸引到负极但只有一个会得到电子
- 要么产生氢气,要么产生金属
- 如果金属是上面的氢在反应性系列中,会产生氢气,并在阴极处看到鼓泡
熔融二元离子化合物的电解
- 二元离子化合物是由两个元素通过离子键结合而成的化合物
- 当这些化合物经过电解时,它们总是产生相应的元素
- 要预测每个电极产生的产物,首先要识别离子
- 的积极的离子会向阴极和负离子会向阳极
- 因此,阴极产品永远是金属,产物在阳极将永远是非金属
例:电解熔化的铅(二)溴化物
方法:
- 向烧杯中加入二溴化铅并加热,使其熔化,使离子可以自由移动并导电
- 添加两个石墨棒作为电极,并将其连接到电源组或电池上
- 打开电源组或电池,允许电解发生
- 负溴离子移动到正极(阳极),每个离子失去一个电子形成溴分子。阳极处有气泡,呈褐色释放出溴气
- 正极的铅离子移动到负极(阴极)并获得电子形成阴极灰铅金属哪种物质沉积在电极表面
溴化铅电解示意图
工作的例子
鉴定电解熔融氯化钾时在阳极和阴极处形成的产物。
答:
- 存在的离子是钾(K+氯(Cl .-)
- 氯离子被吸引到阳极并形成氯气
- 钾离子被吸引到阴极上形成金属钾
水溶液的电解
- 水溶液中总是有水存在(H2O)
- 在电解水溶液时,水分子解离生成氢+噢,- - - - - -离子:
H2O⇌H++哦- - - - - -
- 这些离子也参与了这个过程,必须考虑它们的化学性质
- 我们现在有一种电解质,它含有化合物离子和水离子
- 哪些离子在哪个电极上被释放取决于相对反应活性所涉及的元素
- 浓缩和稀释溶液相同复合给不同的产品
- 对于阴离子,是更加集中离子会倾向于在较稀的离子上被放电
正极(阳极)
- 带负电的OH- - - - - -离子和非金属离子被吸引到正极上
- 如果卤化物离子(Cl-、溴-,我-)和羟基-存在时,卤化物离子在阳极放电,获得电子并形成卤素(氯,溴或碘)
- 如果没有卤化物离子存在,则OH-在阳极放电,获得电子并形成氧气
- 在这两种情况下,另一个负离子都留在溶液中
- 溶液的浓度也会影响排出的离子:
- 如果一个集中卤化物溶液正在被电解卤素在阳极形成
- 如果一个稀释卤化物溶液被电解,氧气形成
- 例如:
- 对于氯化钡的浓缩溶液,Cl-离子比OH更容易被释放-离子,所以氯气在阳极产生
- 如果溶液稀释,则只有OH-离子被释放出来,氧气就形成了
负极(阴极)
- 带正电荷的H+金属离子被吸引到负极上但只有一个会得到电子
- 要么产生氢气,要么产生金属
- 如果金属是上面的氢在反应性系列中,会产生氢气,并在阴极处看到鼓泡
- 这是因为更多的活性离子将留在溶液中,导致活性最低的离子被排出
- 因此,在阴极上,氢气会产生,除非离子化合物中的正离子比氢的活性低,在这种情况下金属生产
金属的反应性系列,包括氢和碳
用于常见水溶液的产品
决定产生什么气体
- 如果气体在阴极当一个样品被点燃的夹板点燃时,气体就会“砰”的一声燃烧氢
- 如果气体在阳极点燃一个发光的夹板沾上气体样本然后气体就氧气
- 卤素气体都产生自己的颜色(溴是红棕色,氯是黄绿色氟是苍白的黄色的)
电极反应&离子半方程
扩展
- 在电化学中,我们主要关注电子的转移,因此氧化和还原的定义是根据电子的损失或获得来应用的,而不是添加或去除氧
- 氧化当一种物质失去电子而且减少当一种物质获得电子
- 当离子与电极接触时,要么失去电子,要么获得电子,形成电子中性的年代物质而
- 然后在电极上作为产物放电
- 在阳极,带负电荷的离子失去电子并因此被氧化
- 在阴极,带正电的离子获得电子从而减少了
- 一半方程显示所涉及的离子的氧化和还原
- 确保电荷平衡是很重要的
阴极还原反应表
考试技巧
为了帮助你记住氧化和还原的定义,请使用OIL RIG
Oxidation我年代l(电子的)OssR排出我年代GAin(电子)
电解及电荷转移产品
扩展
押记转移
- 在电解过程中,电子从电源向电极移动阴极
- 电解液中的正离子向消极的即阴极的带电电极
- 他们在这里接受电子从阴极和金属或氢气产生
- 电解液中的负离子向积极带电电极,即阳极
- 如果阳极为惰性(如石墨或铂),离子失去电子到达阳极,形成非金属气体或氧气
- 如果阳极为a无功金属,然后阳极的金属原子失去电子,以离子的形式进入溶液,使阳极变薄
在NaCl电解过程中电子和离子运动方向的图解
铜精炼
- CuSO的电解4使用惰性电极(石墨棒)产生氧气和铜
- 通过将电极从石墨改为纯铜和不纯铜,可以在每个电极上改变产品
- 电解可以通过将金属从杂质中分离出来来提纯金属
- 在设置中,阳极是不纯铜
- 的阴极是薄纸吗纯铜
- 的电解液在这种情况下,使用的是可溶性盐的水溶液硫酸铜溶液
- 在阳极:
- 铜原子失去电子,以离子的形式进入溶液
Cu→Cu2 ++ 2 e-
-
- 阳极的质量由于原子的损失而减少,杂质以污泥的形式落在电池的底部
- 在阴极上:
- 溶液中的铜离子被吸引到阴极上,在那里它们获得电子,形成纯净的铜原子
铜2 ++ 2 e-→铜
-
- 铜聚集在阴极上,使其质量增加
电能
扩展
- 简单的电池是一种电源能源
- 最简单的设计包括两个由金属制成的电极不同的反应浸泡在电解液中,通过电线连接到外部电压表,形成一个完整的电路
- 一个常见的例子是锌和铜
- 锌是更活泼的金属,更容易形成离子释放电子
- 电子给出的越多活性电极一个负充电并设置一个费用的区别电极之间
- 然后电子在电路中流动到铜电极,这是现在更多积极的电极
- 的区别电极释放电子的能力会产生电压
- 金属的差异越大反应性那么电压生产
- 电解液也会影响电压,因为不同的离子以不同的方式与电极反应
用铜和镁制成的简单细胞。这些金属在反应性系列上比铜和锌相隔更远,产生更大的电压
考试技巧
使用金属的反应性系列来比较不同的电池,并推导出相对电压。