电解池教案

考点40电解原理及应用

二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH 值的变化规律及有关电化学的计算

1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序

阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是 K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H +)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+

放电由难到易

阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是

S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO 3-、SO 42-、CO 32-)、F -

失电子由易到难

若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。

要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度

相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H +的放电能力大于Fe 2+、

Zn 2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe 2+]或[Zn 2+]>>[H +]，则先在

阴极上放电的是Fe 2+或Zn 2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe 和Zn 。但在水溶液中，Al 3+、

Mg 2+、Na +等是不会在阴极上放电的。

2、电解时溶液pH 值的变化规律

电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH 值会发生变化。判断电解质溶液的pH 值变化，

有时可以从电解产物上去看。①若电解时阴极上产生H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液pH

值增大；②若阴极上无H 2，阳极上产生O 2，则电解后溶液pH 值减小；③若阴极上有H 2，

阳极上有O 2，且222O H V V =，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH 值不

变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH 值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH 值变大；④若

阴极上无H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液的pH 可能也会发生变化。如电解CuCl 2溶液

（CuCl 2溶液由于Cu 2+水解显酸性），一旦CuCl 2全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液。

电解原理的应用

（1）制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

（2）电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过

程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶

液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。

（3）精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，

阴极析出铜，溶液中Cu 2+浓度减小

（4）电冶活泼金属：电解熔融状态的Al 2O 3、MgCl 2、NaCl 可得到金属单质。

3．例题精讲

例1某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：

①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图24—1。

②强度为I A ，通电时间为t s 后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g 。

图24—1

试回答：

(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)

E 接____________，C 接____________，____________接

F 。

实验线路中的电流方向为________→_______→________→C →________→________

(2)写出B 电极上发生反应的离子方程式____________，G 试管中淀粉KI 溶液变化的现象为____________，相应的离子方程式是____________。

(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。 ①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重

(4)已知电子的电量为 1.6×10－19 C 。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：

N A =____________。

例2.用Pt 电极电解AgF(aq)，电流强度为a A ，通电时间为t min ，阴极增重m g ，阳极上生成标准状况下的纯净气体V L ，以q C 表示一个电子的电量，M r 表示Ag 的相对原子质量，则阿伏加德罗常数N A 可表示为( ) A.V

q t a 1344mol －1

B.m q tM a r mol －1

C.m q tM a r 60

D.以上答案都不对

例3.用图24—2所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI 试纸的C 端变为蓝色。则：

图24—2

(1)A 中发生反应的化学方程式为__________________。

(2)在B 中观察到的现象是________、________、________。

(3)室温下，若从电解开始到时间t s ，A 、B 装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L ，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A 中溶液体积恰为1000 mL ，则A 溶液的pH 为______。

例4.将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物。例如：

2CH 3COOK ＋H 2O −−→

−电解

CH 3—CH 3↑＋2CO 2↑＋H 2↑＋2KOH (阳)

(阳) (阴) (阴) 据下列衍变关系回答问题： ClCH 2COOK(aq)−−→−电解A(混合物)E D C B B

[O][O]−→−−→−−→−−→−+∆ (1)写出电极反应式 阳极 ，阴极 。

(2)写出下列反应方程式

A →

B ： ，B →

C ： 。

(3)D 和B 在不同条件下反应会生成三种不同的E ，试写出它们的结构简式 、 、 。

4．实战演练

一、选择题（每小题5分，共45分）

1.银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag ＋

Zn(OH)2 Ag 2O ＋Zn ＋H 2O,在此电池放电时，负极上发生反应的物质是

A.Ag

B.Zn(OH)2

C.Ag 2O

D.Zn

2.（2002年上海高考题）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 浓 H 2SO 4