电解原理及其规律

【例2】某水溶液中含等物质的量的硫酸铜和氯化镁， 惰性电极电解，写出各阶段的电解反应式及化学方程 式。
第一阶段：
阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 总反应：CuCl2 电解 Cl2 ↑+ Cu 第二阶段：
阳极：4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑ 阴极：4H ++ 4e- = 2H2 ↑ 总反应：2H2O 电解 2H2 ↑+O2 ↑
1.（2017卷2—11）用电解氧化法可以在铝制品表面形 成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 H2SO4 H2C2O4
混合溶液。下列叙述错误的是（ C ）
A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为：Al3 3e Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
2CN- +5ClO- +2H+ = N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
3、（2016年全国乙11）三室式电渗析法处理含Na2SO4废 水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交
换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通 过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间
电 固体电极材料、
硫酸溶液
极 形成闭合回路。
电解是最强有 力的氧化还原 手段
阳极： Cu - 2e- = Cu2+
阴极：2H+ + 2e- = H2 ↑ 总反应： Cu+2H+ 通电电解 Cu2+ + H2
一、电解原理
1上.分电别解发定生义—：氧—在化——反—直——应流————电和—流————还作—原—用反—下应——，—电的解过质程在。两个电极 2.能量转化形式:
2H2 ↑+O2 ↑
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
Ⅰ
Ⅱ
K+、Ca2+、Na+、Mg2+·······H+ Cu2+、Fe3+、
Ag+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ与Ⅲ区：电解水型（如 Na2SO4）
Ⅰ与Ⅳ区：电解电解质型(如 CuCl2)
Ⅰ与Ⅲ区：放氢生碱型 (如 NaCl)
Ⅱ与Ⅳ区：放氧生酸型（如 CuSO4、AgNO3）
电能转化为化学能。 3.电解池:
(1)构成条件：直流电源、电解质溶液或熔融电解质、 固体电极材料、形成闭合回路。
(2)工作原理：
阳极移向正极 负极移向阴极
阳极
阴极
2Cl- - 2e- = Cl2
2Na+ +2e- = 2Na
氧化
还原 阴离子移向阳极，
阳离子移向阴极
与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极
隔室。
下列叙述正确的是（ B ）
A.通电后中间隔室的SO42-离子向正 极迁移，正极区溶液增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到
NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为
,负极区溶
液PH降低
D.当电路中通过1mol电子的电量时，会
有0.5mol的O2生成
(2)阴极上（还原反应）
电极不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子 在阴极上放电顺序是：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+ > H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >H+
Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
浓度大
上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属，
其阳离子越难得到电子，但Fe3+氧化性较Cu2+强。
电解是最强有 力的氧化还原
长时间电解：阳极继续消耗，
阴极析出紫红色固体
手段
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阳极： Cu - 2e- = Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
思考： 为什么阴极会有铜析出？
4.离子放电顺序：
(1)阳极上（氧化反应 Pt、Au、C除外 ）：阴离子放电 顺序
活泼金属作阳极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根
【例1】如何实现反应：Cu+H2SO4=CuSO4+H2 画 出简图，写出相应的电极反应。 若长时间电解将会有什么现象？写出相应的电极反应。
阳极： Cu - 2e- = Cu2+
Cu 电 极
硫酸溶液
石 墨
阴极：2H+ + 2e- = H2 ↑
电 极
总反应： Cu+2H+ 通电电解 Cu2+ + H2
1.了解电解池的构成，理解电解原理。
2.掌握常见离子在阴阳两极上的放电顺序，能够准 确判断两极的产物及变化，能够正确书写电极反 应及总反应方程式。
【例1】如何实现反应：Cu+H2SO4=CuSO4+H2 画 出简图，写出相应的电极反应。
构成电解池条件：
直流电源、
Cu 电 极
石 墨
电解质溶液或熔融电解质、
总结
一、电解原理
二、电解规律
2.(2015·四川卷)用右图所示装置除去含有CN-、Cl-废水 中的CN-时，控制溶液pH为9~10，阳极产生的ClO-将 CN- 氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是
( )D
A．用石墨作阳极，铁作阴极 B． 阳极的电极反应式： Cl-+2OH--2e- = ClO-+H2O C． 阴极的电极反应式： 2H2O+2e- = H2↑+2OHD． 除去CN-的反应：
类型
【例3】
以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电 解池反应的说法正确的是（C ） A．阳极反应式相同 B．电解结束后所得液体的pH相同 C．阴极反应式相同 D．通过相同电量时生成的气体总体积相等（同温同压）
【变式】用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶
液，在电解的过程中，溶液的PH依次为升高，不变，
【过渡训练】
某溶液中含有氯化钠和硝酸两种溶质，他们的物质的
量之比为3:2，用石墨作电极电解该混合溶液时，回答：
(1)根据电极产物，电解过程可分为几个阶段？
(2)电解过程中，溶液的pH如何变化？
(3)电解过程中，阳极产物和阴极产物分别为？
第一阶段：
第二阶段：
阳极：2Cl- - 2e- =Cl2 ↑
阳极：2Cl- -2e- = Cl2 ↑
降低的是（ B ）
A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2
B．KCl C．CaCl2 D．HCl
Na2SO4 KOH
HNO3
CuSO4 NaNO3 K2SO4
小结： 分析电解反应的一般思路：
判断电解池的阴阳极
明确溶液中存在哪些离子
结合题意中的特殊信息 根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴
极还原分析得出产物
电解—— 第1课 电解原理和规律
年份 2013
2014 2015 2016
1卷
原电池原理
原电池原理
电解池原理的应用
2卷
原电池原理的应用 原电池原理
原电池原理
3卷
原电池原理
2017
电解池原理的应用、 电解池原理的应用 原电池原理的应
金属的腐蚀与防护
用
电解池和原电池是高考中几乎每年必考，试 题题目常考常新，通常联系生产生活、物质 制备等为背景考查。其中电极反应式的书写 ，根据电极变化判断电极材料，电解池、原 电池的判断，综合运用知识解决问题等，是 重点考查内容。
阴极：2H++2e- = H2 ↑
阴极：2H++2e- = H2 ↑
总反应：2HCl
通电
==
H2
第三阶段：
↑
+Cl2
↑
总反应： 2NaCl+2H2O
通电
= H2
↑+Cl2
↑+2NaOH
阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
阴极： 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
总反应：
通电
2H2O =