常见的电解原理的应用及电极反应式书写

【例1】在25℃和1×105 Pa下，用铂电极电解硫酸 铜溶液，当阴极产生6.4 g铜时，阳极放出 （ ） A．1.2 L氢气 B．1.2 L氧气 C．2.4 L氢气 D．2.4 L氧气
分析：用铂电极进行电解，两极反应为： 阴极：Cu2+ + 2e－=Cu， 阳极：4OH－－4e－=2H2O + O2↑ 电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数， 且两极产物的关系为Cu---1/2O2. 阳极上产生气体为氧气，其体积为： 6.4÷64×22.4/2=1.12L(标况） 则25℃和101Kpa下体积：1.12×(273+25)÷273=1.2L 答案：B
阴极：2H+ + 2e- = H2↑ 阳极：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O
总反应式：2H2O
电解
2H2↑+ O2↑
只让水的H＋(水) 、OH－(水) 放电 放电顺序在Cl－ 以后的阴离子、Cu2＋ 以前的阳离子 所组成的酸、碱、盐溶液，但阳极用惰性电极
（Pt、Au、C等）
如电解：H2SO4 、NaOH 、Na2SO4 等；并分析其
0.005mol 0.01mol
0.32g
所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=1
一、电解产物的产量的计算： 依据电极反应式中，转移电量与产量成正比， 且各电极通过的电量相等，即可求解。 [例] 用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中， 通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设 电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前 后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质 量是（ ）。 A．27mg C．108mg B．54mg D．216mg
电解CuSO4溶液：用惰性电极
阴极：2Cu2+ + 4e- = 2Cu
阳极：2H2O－4e- = O2↑+4H+
总反应式：2Cu2+ + 2H2O 电解
又如：Cu(NO3)2、AgNO3
2Cu + O2↑+ 4H+
写出电极反应式及电解方程式；分析溶液 PH
的变化、溶液减少的量是？
电解水（Na2SO4溶液）：用惰性电极
应用电解原理在某些金属 表面镀上一层其它金属的 装置。
①镀层金属接电源正极， 待镀金属接电源负极 ②电镀液须含有镀层金属 的离子
形成 ①活动性不同两电极 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路
电极 负极：较活泼金属； 阳极：电源正极相连 正极：较不活泼金属( 名称 或能导电的非金属等) 阴极：电源负极相连
阳极：镀层金属； 阴极：镀件
电极 负极：氧化反应 反应 正极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
氯碱工业
电极反应及总反应：
阳极反应：2Cl－－wk.baidu.come－ ＝ Cl2↑（氧化反应）
阴极反应：2H+ + 2e－＝H2↑（还原反应）
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2O
电解
pH变化？
电解精炼铜原理
①粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu ②比铜活泼的金属：
Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；
③比铜不活泼的金属：Au.Pt.不溶解，而以单质沉积
形成阳极泥； ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；
例：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x· nH2O，式量为 242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性 电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金 属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。 Mx+ + xe= M
适量盐酸 含少量 阳离子交换塔 过滤 2 ) Ca2+.Mg2+ (除Ca 2 .Mg 2 ) (除泥沙及沉淀 ) (除CO 3
精制 盐水
Cl2 +
H2 － NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
3、食盐的精制：
（1）粗盐的成份：
泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与 碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜；
（2）杂质的除去过程：
过量BaCl2 过量NaOH 粗盐水 2 3 (除SO 2 ) ( 除 Mg . Fe ) 4
过量Na 2CO3 (除Ca 2 .Ba 2 )
电镀铜
1、电镀铜的装置：
镀件作阴极，镀层金属 作阳极， 含镀层金属离子的电解 质配成电镀液；
铜片
2、电镀铜的原理：
阳极（镀层金属）：Cu－2e- = Cu2+ 阴极（镀件）： Cu2+ + 2e- = Cu
电镀液浓度不变
－ ＋ 待镀铁 制品 CuSO4溶液
要点一：原电池、电解池、电镀池的比较
原电池 化学能转变成电能的 定义 装置。 电解池 将电能转变成化学能 的装置。 ①两电极接直流电源 ②电极插人电解质溶 液 ③形成闭合回路 电镀池
将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子 （Na+）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和 气体通过。 可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2与NaOH 反应。
Cl2 +
H2 － NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
2OH－ + H2↑ + Cl2↑
总反应：
2NaCl + 2H2O
电解
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
阴极区
阳极区
离子交换膜法制烧碱：
1、离子交换膜电解槽的组成：
由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交
换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；
每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；装置
2、阳离子交换膜的作用：
[解]H+物质的量=0.5L×（10-3-10-6） mol/L=0.5L×10-3mol/L=5×10-4mol （1） 利用关系式求解： H＋————OH－―——e－———Ag 1mol (放电) 108g 5x10-4mol 则54x10-3g=54mg
（2） 利用方程式求解： 4AgNO3+2H2O 4HNO3+O2↑+4Ag↓ 1mol 108g 5x10-4mol 则54x10-3g=54mg 答：B。