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电解的原理

【学习目标】

1、了解电解池的工作原理；

2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法。

【要点梳理】

要点一、电解原理

1．定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。

2．装置特点：电能转化为化学能。

3．形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。

4．阴阳极的判断及反应原理（以电解熔融NaCl 、CuCl 2溶液为例）

对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移

向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）

里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电

解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。

【高清课堂：电解原理#电解反应类型】

要点二、电解类型

1．只有电解质参加的反应（电解CuCl 2溶液）

阳极： 2Cl －－ 2e－＝ Cl 2↑（氧化反应）阴极： Cu2++2e －＝Cu （还原反应）

总反应： CuCl 2 电解

Cu+Cl 2↑

2．只有水参加的反应（电解稀硫酸）

－－

阳极： 4OH --4e =2H 2 O+O2 阴极： 2H ++2e =H2

电解

总反应： 2H2O2H 2 +O 2

3．水和电解质均参加的反应（电解饱和食盐水）

－

阴极： 2H －

阳极： 2Cl --2e =Cl 2 + +2e =H 2

总反应： 2NaCl+2H 2O 电解

+2NaOH

H 2 +Cl 2

4．电极参加的反应

阳极反应： Cu-2e－=Cu2+ 阴极反应： 2H +-2e －=H 2

电解

Cu2++H 2

总反应： Cu+2H +

要点三、电解时电极反应式的书写

1．看电极。

主要是看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化发生氧化反应。阴极一般不参与电极反应。

2．看离子。

搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子，根据放电顺序书写电极反应式。

3．水溶液中始终有H+和 OH －，放电顺序中H+、OH －之后的离子一般不参与电极反应。

例如：电解 CuSO4 （ aq）的电极反应分析：

如图所示：（ 1）看电极。石墨作阳极，Fe 作阴极，所以两电极都不反应。

（ 2）看离子。

阳离子放电顺序：Cu2+＞ H +，故 Cu2+ －

+2e ＝Cu

－＞ SO42－，故 4OH －－ 4e－＝ 2H 2 2

↑阴离子放电顺序： OH O+O

总方程式为：

2+ 电解

+或 2CuSO 电解

2Cu +2H 2O 4+2H 2O Cu+O 2↑ +2HSO4

2Cu+O 2↑ +4H

要点诠释：书写电极反应式的步骤一般分为四步：

（1）列物质、标得失；

（2）选离子、配电荷；

（3）配个数、巧用水；

（4）两式加、验总式。

要点四、电解时电极产物的判断

1．阳极产物的判断。

首先看电极，如果是活性电极（除

Au 、Pt 、石墨以外的材料作电极） ，则电极材料失电子，电极被溶解，溶

液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（ Pt 、 Au 、石墨），则要再看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据

阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：

S 2－

＞ I －

＞ Br －

＞ Cl －

＞ OH －

＞含氧酸根（ SO 42－

、 NO 3－

等）。

2．阴极产物的判断。

直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：

+

＞ Hg 2+

3+

2+

++

2+

2+

＞Fe 2+

2+

++

浓度较小时） ＞Al 3+

＞ Mg 2+

。 Ag ＞ Fe ＞ Cu ＞ H （ H 浓度较大时） ＞ Pb ＞ Sn ＞ Zn ＞H （ H 要点诠释：（ 1）离子的放电顺序主要取决于离子的本性，但还与其他的因素有关（如离子的浓度、溶液的

酸碱性等），如在电镀条件下 Fe 2+、 Zn 2+的放电顺序在 H +

之前。

（ 2）阳离子的放电顺序基本上与金属活动性顺序相反，即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但需注意： Fe 3+氧化性较强，排在 Cu 2+之前。

【高清课堂： 电解规律 #电解规律】

要点 五、酸、碱、盐溶液电 解规律

类型 电极反应特点

电解

阴： 2H + － ＝ H 2

+2e

↑

水型

阳： 4OH －

－ 4e －

＝ 2H 2O+O 2 ↑

电解 电解质电离出的阴、阳离 电解型 子分别在两极放电 放 H 2 阴极： H 2O 放 H 2 生碱 生碱型 阳极：电解质阴离子放电 放 O 2

阴极：电解质阳离子放电 生酸型

阳极： H 2O 放 O 2 生酸

实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 NaOH 水 增大 增大 水 H 2SO 4 水 增大 减小 水 Na 2SO 4 水

增大 不变 水 HCl 电解质 减小 增大 氯化氢 CuCl 2 电解质 减小

—— 氯化铜 NaCl

电解质和水 生成新电解质 增大 氯化氢

CuSO 4

电解质和水

生成新电解质

增大

氧化铜

要点诠释：（ 1）用惰性电极电解电解质溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成．找全离子并分为阴、阳离子两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。

（ 2）若阴极为 H +放电，则阴极区 c (OH －)增大；若阳极为 OH －

放电，则阳极区 c (H +)增大；若阴、阳极同

时有 H +、 OH －

放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。

（ 3）用惰性电极电解时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循 “缺什么加什么，缺多少加多少 ”的原则，

一般加入阴极产物与阳极产物的化合物，

例如电解 CuSO 4 溶液，发生反应 2CuSO 4 +2H 2O

电解

2↑ +2HSO 4，

2Cu+O 若使溶液恢复原状态， 可向溶液中加入 CuO ，若加入 Cu(OH) （2 可拆写成 CuO ·H 2O ）会使溶液中水量增多， CuSO 4 溶液被稀释，其他如电解

NaOH 溶液 —— 加 H 2O ，电解食盐水 —— 通入 HCl 气体等。

要点六、电化学计算的基本方法

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、

根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：

1．根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等（或阴、阳两极得、失电子守恒）

2．根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。