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05 · 电解池 整理中

电解池基本概念

定义: 利用电能使非自发的氧化还原反应发生的装置

能量转换:

电能 → 化学能

工作原理:

  1. 阴极:发生还原反应,得电子,与外电源负极相接。
  2. 阳极:发生氧化反应,失电子,与外电源正极相接。
  3. 离子移动:阴离子往阳极移动,阳离子往阴极移动。

记忆口诀 正阳氧,负阴还,阴阳相吸

构成条件:

  1. 有外加电源(可能是直接的外加电源,也可能是原电池)
  2. 有导线的两极(电极只要导电即可,对活泼性无要求)
  3. 有电解质环境(内环境可以是电解质溶液,还可以是熔融的电解质)
  4. 形成闭合回路

区分方法:

阳极阴极
物质失电子,发生氧化反应物质得电子,发生还原反应
化合价升高的一极化合价降低的一极
外电路中电子流出的一极外电路中电子流入的一极
内电路中阴离子移向的一极内电路中阳离子移向的一极
电势高的一极电势低的一极

补充:

  1. 阴、阳相互矛盾,由于矛盾的对立性,阴阳极的特征往往相反,为了事半功倍,重点记忆一极的现象即可。
  2. 矛盾既对立又统一,阴阳电极分别得失的电子数目相同。
  3. 注意学科中的联系,充分利用物理学中的电学知识来理解并掌握电化学知识。
  4. 电极还有“活性”与“惰性”之分,活性电极参与反应,惰性电极不参与反应,惰性电极一般包括金、铂、石墨,以及其他特殊材料。
  5. 记忆“阳极”口诀: (正痒痒,失声音,子出解)

正: 外加电源的正极连接电解池的阳极。
痒: 阳极或阳极周围的活性物质被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
痒: 阳极
失: 阳极失去电子,电子流出阳极进入外电路。
声: 阳极化合价升高。
音: 溶液中的阴离子往阳极移动。
子: 电子
出: 从阳极流出
解: 阳极若为活性电极(如 ZnCuAg 等金属单质)阳极往往会溶解。

电解池模型:(以惰性电极电解氯化钠溶液为例)

解决电解问题的思维建模:

  1. 先根据外加电源的正负极,确定电解池的阴阳极,若阳极为活性电极必须圈出加以强调。
  2. 将电解池中的离子归类并排序(阳离子一类按氧化性由强到弱排序,阴离子一类按还原性,由强到弱排序)。
  3. 根据谁强谁优先,以及电极反应式的通式,书写电极反应式。
  4. 得失电子守恒的基础上加和阴、阳电极反应,即可获得总反应。
  5. 完成选择题时,先通过“阳极口诀”,确定阳极特征,排除定性选项,再根据得失电子守恒进行定量计算, PH 的变化以及两极溶液的差值计算尽量用排除法确定。

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