【化学】10-11学年同步学案(人教版选修4)：第四章 第三节 电解池

第三节电解池

重难点一电解池电极的判断

重难点二原电池、电解池、电镀池的比较

原电池电解池电镀池定义

将化学能转变成电能

的装置

将电能转变成化学能

的装置

应用电解原理在某些

金属表面镀上一薄层

其他金属或合金的装

置装置举例

形成条件

①活泼性不同的两

电极②电解质溶液

(电极插入其中，并与

电极自发发生氧化还

原反应)③形成闭合

电路

①两电极接直流电源

②两电极插入电解质

溶液③形成闭合电路

①镀层金属接电源正

极，待镀金属接电源

负极②电镀液必须含

有镀层金属的离子

(电镀过程浓度不变) 电极名称

负极：氧化反应，金

属或H2失电子正极：

还原反应，溶液中的

阳离子得电子或者氧

气得电子

阳极：氧化反应，溶

液中的阴离子失电

子，或电极金属失电

子阴极：还原反应，

溶液中的阳离子得电

子

阳极：金属电极失电

子阴极：电镀液中镀

层金属阳离子得电子

(在电镀控制的条件

下，水电离产生的H＋

及OH－一般不放电) 电子流向负极――→

导线

正极

电源负极――→

导线

阴极

电源正极――→

导线

阳极

同电解池

(1)同一原电池的正、负极发生的电极反应得、失电子数相等。

(2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。

(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、

失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算分电极(判断阴、阳极)，

析溶液(分析电解质溶液中含有哪些离子)； 判流向(判断电子流动方向、离子移动方向)， 断微粒(确定在两极上反应的各是什么微粒)； 写电极(书写电极反应方程式)

写方程(书写电解质电解的化学方程式)。

1．化学反应设计原则

电解是最强有力的氧化还原手段，一些非自发进行的氧化还原反应可通过电解来实现，原电池反应则以自发进行的氧化还原反应为基础，实现物质与能量的转换。

2．电化学计算

电化学计算除依据化学方程式外，最好是用守恒法，即根据电子守恒关系或由此推导出的比例关系。

无论是原电池还是电解池，无论是一个“池”还是多个“池”任意串联，在电路和电极 上单位时间内通过的电量相同。

例1 如图，是电解CuCl 2溶液的装置，其中c 、d 为石墨电极。则下列判断正确的是( )

A ．a 为负极、b 为正极

B ．a 为阳极、b 为阴极

C ．电解过程中，d 电极质量增加

D ．电解过程中，氯离子浓度不变 答案 C

解析 由电流方向可知，a 端为电源正极，对应c 为阳极，而b 端为电源负极，对应d 为阴极，则c 电极上有Cl 2析出，d 电极上有Cu 析出。

1．对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化，若为金属电极，则被氧化的是电极本身。

2．若溶液中的阴、阳离子有多种，要根据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极方程式。

3．注意根据电子流向和电流流向判断电极是相反的。 例2 用石墨做电极，电解1 mol/L 下列物质的溶液，则溶液中的pH 保持不变的是( ) A ．HCl B ．NaOH C ．Na 2SO 4 D ．NaCl 答案 C

解析 用石墨做电极，电解HCl(aq)时，H ＋放电产生H 2，使溶液中c (H ＋

)减小，pH 增大，

所以A 不符；用石墨做电极，电解NaOH(aq)时，实质为电解水，使溶液中c (OH －

)增大，pH

增大，所以B 不符；用石墨做电极，电解NaCl(aq)时，生成NaOH ，溶液中c (OH －

)增大，pH 增大，则D 不符；只有电解Na 2SO 4(aq)时，实质为电解水，溶液仍为中性，pH 不变，故选项C 正确。

用惰性电极电解时，要使溶液的pH 保持不变，则电解质必须是活泼金属的含氧酸盐，因为活泼金属的含氧酸盐不能水解，溶液呈中性，电解的实质为电解水，所以不影响水的电离平衡，溶液仍为中性。

例3 关于电解NaCl 水溶液，下列叙述正确的是( ) A ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

B ．若在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液，溶液呈棕色

C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 答案 B

解析 电解食盐水时发生的反应：

阳极：2Cl －－2e －

===Cl 2↑

阴极：2H ＋＋2e －

===H 2↑ 总反应：2NaCl ＋2H 2O=====电解

2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑

对照分析选项，A 错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl 2，滴加KI 溶液后发生反应：Cl 2＋2I －===I 2＋2Cl －，溶液呈棕色，B 正确；阴极附近产生大量的OH －

，滴加酚酞后变红色，C 错误；电解后生成NaOH ，溶液呈碱性，D 错误。

电解饱和食盐水氯碱工业原理是电解知识的重要核心内容，也是高考的热点，此题体现了《考试大纲》中要求的将试题所给的新信息与课内已学过的有关知识结合起来解决问题的能力。

例4 用铂电极电解CuCl 2与CuSO 4的混合溶液(浓度均为2 mol/L)50 mL ，当阴极析出9.6 g 固体时，标准状况下阳极得到的气体是( )

A ．3.36 L

B ．2.8 L

C ．6.72 L

D ．4.48 L