高中化学电解池

电解池Array一、电解原理

1.概念

(1)使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电

解。

(2)把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

(3)当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程

2.电解原理：CuCl2＝Cu2+＋2Cl-

与电源负极相连的电极为阴极：Cu2+＋2e-＝Cu(还原反应)

与电源正极相连的电极为阳极：2Cl-－2e-＝Cl2↑(氧化反应)

CuCl2Cu＋Cl2↑

3.电解池中的电子的移动方向

电源负极→电解池阴极→电解液中的阳离子(被还原)

电解池中阴离子(被氧化)→电解池阳极→电源正极

4. 电极产物的判断

离子的放电顺序

阴极：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+

阳极：M(金属，金铂除外)＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根

5.电极反应式的书写：电子守恒、电荷守恒、原子守恒(特别注意电解质及所处环境)。

6.电解规律

二、电解原理的应用

1．电镀

①电镀即是特殊情况下的电解，一般不必把它当做一个新知识处理。

②由于电镀的特殊性(镀层作阳极，失电子，发生氧化反应，镀层阳离子得电子，发生还原反应)使电

镀的结果是除了阳极变薄(金属溶解)，阴极变厚(镀层金属吸附)之外，无任何其他变化。其电极方程

式一般为：

阳极：M－ne-＝M n+

阴极：M n+＋ne-＝M

2．电冶金

铜的电解精炼

以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液进行电解

阳极：Zn－2e-＝Zn2+Fe－2e-＝Fe2+Ni－2e-＝Ni2+Cu－2e-＝Cu2+

阴极：Cu2+＋2e-＝Cu

思考冶炼钠、镁、铝

3．氯碱工业—工业上用电解饱和食盐水(NaCl溶液)的方法制取烧碱(NaOH)、氯气(Cl2)、氢气(H2)，以及以烧碱(NaOH)、氯气(Cl2)、氢气(H2)为原料生产一系列其他化工产品的化工生产过程统称氯碱工业。(基础化工之一)

氯碱工业的应用：化工、轻工、纺织、冶金、石化及公用事业。

原理：2NaCl＋2H2O H2↑＋2NaOH＋Cl2↑

(2)离子交换膜法制烧碱

①生产设备名称：离子交换膜电解槽

阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)

阴极：碳钢网(有镍涂层)

阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室

②离子交换膜的作用：

A防止氯气和氢气混合而引起爆炸

B避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠产量

(3)精制食盐水

步骤及原理如下：(所加试剂必须过量，过量试剂必须除去，步骤必须最简单)

①过滤以除去泥沙

②加稍过量的BaCl2溶液：SO42-＋Ba2+＝BaSO4↓。

③加稍过量的Na2CO3溶液：CO32-＋Ca2+＝CaCO3↓；CO32-＋Ba2+＝BaCO3

④加入稍过量的NaOH溶液：Mg2+＋2OH-＝Mg(OH)2↓；Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓

⑤过滤以除去上述产生的沉淀。

⑥这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金属离子，必须用离子交换树脂除去。

设备：阳离子交换膜电解池(槽)

三、原电池、电解池、电镀池对比

四、例题

例1．如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、

C分别为四电极，当闭合开关后，下列叙述中正确的是( )

A．Cu极为原电池负极

B．Cu极附近显碱性

C．C极发生氧化反应

D．电子流向为由C极流向Pt极

例2．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+)( )

A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2+＋2e-＝Ni

B．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3．通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1)溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)＝2:1，则下列叙述中正确的是( ) A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(Ag):n(Hg)＝2:1

B．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等

C．硝酸亚汞的分子式为HgNO3

D．硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2

例4．下列关于如图所示装置的叙述中正确的是( )

A．铜是阳极，铜片上有气泡产生

B．铜片质量逐渐减少

C．电流从锌片经导线流向铜片

D．氢离子在铜片表面被还原

例5．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6．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )