6、16 学生 第十六次课 电解原理专题

第十六次课电解原理专题基础知识1．电解电解CuCl2使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

如用惰性电极电解CuCl2溶液时，电极反应式：阳极阴极电解方式为：2．电解池阴极；阳极。

3．铜的电解精炼和电镀铜⑴铜的精炼以粗铜做阳极，精铜做阴极，硫酸铜（加入一定量的硫酸）做电解液，如图：电解精炼铜原理两极反应式如下：阳极阴极⑵电镀铜。

［重点难点点拨］一、电解原理1．电解质溶液的导电物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的，对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。

2．电解（1）概念（2）电子流动的方向：（3）电极反应的类型：3、电极名称的进一步理解原电池：电解池：⑴在原电池中，称正极、负极，其中负极电子⑵在电解池中，称阳极、阴极，其中阴极电子⑶电解池的阳极与原电池的相连，电解池的阴极与原电池的相连4、电极反应式和电解方程式的书写<2>电极反应式与电解方程式的书写书写电极反应，首先要搞清楚电极材料，然后分析溶液中离子情况，再根据阴、阳极放电的规律，得出相应的结论。

电解过程总反应方程式叫电解方程式(指电解时总的化学方程式或离子方程式)。

要正确书写电解方程式，首先要正确写出电极反应式，然后分析参加电极反应的离子来自何种物质，这样才能正确写出反应物、生成物，配平且在等号上方注明“电解”或“通电”。

书写的具体步骤：⑴先查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类如用C电极电解CuSO4溶液：⑵由放电顺序确定放电产物和电极反应C电极为惰性电极，不参加反应。

放电能力电极反应：阴极阳极溶液中余下的H+和SO42—结合成新物质H2SO4。

⑵由电极反应产物，写出总反应式――电解方程式78、电解时电极放电顺序的判断离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度和温度、电流的大小、电极的材料及电极间的距离等都有关系。

中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响。

⑴阳极放电顺序⑵阴极放电顺序910、电解质溶液电解时（均为惰性电极），pH变化情况，电解液复原所需加入物质及电解类型（与上面的9相互对照补充）（1）分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。

阴极：4H++4e-=2H2↑阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O总反应：2H2O2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2。

电解质溶液复原加入物质：H2O。

pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸（含氧酸）强碱的正盐溶液pH不变。

（2）分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）的电解，如HCl、CuCl2等。

阴极：Cu2++2e-=Cu阳极：2Cl--2e-=Cl2↑总反应：CuCl2Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2，盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质。

电解液复原加入物质为原溶质，如电解CuCl2溶液，需加CuCl2。

pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定（如：电解CuCl2溶液时，由于生成的Cl2溶于水产生的酸性强于Cu2+水解产生的酸性，所以pH下降；电解Na2S溶液时，由于生成NaOH使pH升高）。

（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。

阴极：2H++2e-=H2↑阳极：2Cl--2e-=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质。

电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2。

电解液复原加入物质为卤化氢。

电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需加入HCl。

pH变化情况：电解液pH显著变大（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如CuSO4、AgNO3等。

阴极：2Cu2++4e-=Cu阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气，本例中分别是Cu以及H2SO4、O2。

电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物（金属价态与原盐中相同）。

如电解CuSO4溶液，复原需加入CuO。

pH变化情况：溶液pH显著变小。

例1．用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。

当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量是（）A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg例2．如图所示A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸，a、b为两张紧贴在滤纸上的铂片，并用导线和直流电源M、N两极相连接，通电后，在a周围观察到无色溶液变为蓝色。

（1）电源哪一个极是正极？哪极是负极？（2）b周围可观察到什么现象？为什么？例3．若在铁片上镀锌，以下叙述中错误的是（）A．可把铁片与电源的正极相连B．电解质必须用含有锌离子的可溶性盐C．锌极发生氧化反应D．铁极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn例4．串联电路中的四个电解池分别装有0.1mol·L-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（）A．CuCl2B．NaCl C．AgNO3D．KNO3例5．将两个铂电极插入500mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064g(设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化)，此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为（）A．1×10-3mol·L-1B．4×10-3mol·L-1C．2×10-3mol·L-1D．1×10-7 mol·L-1例7．（04广东、11）pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是（）A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3D．Na2SO4例8．（05天津、12）金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－＝NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt例9．（04全国Ⅱ、28）（14分）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。

上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。

接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。

停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。

静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为________________________________。

（2）阴极上的电极反应式为________________________________。

（3）原上层液体是_______________________________________。

（4）原下层液体是_______________________________________。

（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是：________________________________。

（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是：________________，现象是：__________________。

课后练习判断两池(原电池还是电解池)—②标注电极名称—③写出电极反应式—(根据电极产物、溶液成分变化)—④描述或解释现象或进行有关计算。

[练4-01] 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近[4-02] 如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极，并用导线相连接，以NaCl、NaOH溶液为电解溶液，有关该装置的描述正确的是A.乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg2+B.甲池中,Pt极的电极反应是 2Cl—2e-=Cl2↑C.随着反应的进行.乙池中 n(NaOH)保持不变D.反应过程中,甲池中两极附近溶液 PH( C )<PH(Pt)[练4-03]如图A、B为两个串联的电解池，已知B池中c为铁，d为石墨，电解质溶液为NaCl溶液。

试回答：（1）若A池为用电解原理精练铜装置，则a电极名称为极，电极材料，电极反应式为，电解质溶液可以是（2）B池中c极(Fe)电极反应式为，若在B池中加入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈色。

（3）若A池a极增重12.8g,则B池d极(石墨)上放出气体在标况下的体积为。

电解后,若B池余下的溶液为 400ml,则溶液的PH值是。

[练4-04] 金属镍有广泛的的用途。

粗镍中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质，可电解法制备高纯度原镍（已知：氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+）, 下列叙述正确的是A．阳极发生还原反应,其电极反应式是Ni2+ + 2e- = NiB．电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+、Zn2+D．电解后,电解模底部阳极泥中中存在Cu、Pt[练4-05] 铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO 2+4H ++2SO2-42PbSO 4+2H 2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:(1) 放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H 2SO 4的浓度将变________;当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加________g 。

(2) 在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A 电极上生成__________、B 电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________。

[练4-07] 以铂为电极，在两极上分别通入 H 2 和 O 2 ，可组成氢氧燃烧电池。

分别写出以硫酸为电解质和KOH 为电解质溶液中的有关电极反应式。

[练4-08] 将两块铂片连接后插入 KOH 溶液中作电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气从而组成了碱性燃烧电池，试写出有关电极反应式，并说明溶液PH 变动情况。