电解池原理(人教版)

电解池原理

知识梳理

1．原电池和电解池的比较：

装置原电池电解池实例

原理

形成条件①电极：两种不同的导体相连；

②电解质溶液：能与电极反应。

①电源；

②电极（惰性或非惰性）；

③电解质（水溶液或熔化态）。

反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应

电极名称由电极本身性质决定：

正极：材料性质较不活泼的电极；

负极：材料性质较活泼的电极。

由外电源决定：

阳极：连电源的正极；

阴极：连电源的负极；

电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）

正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）

阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应）

电子流向电流方向能量转化

应用①抗金属的电化腐蚀；

②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀

铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④

精炼（精铜）。

4．电解反应中反应物的判断——放电顺序

⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K +

< Fe 2+

< Sn 2+

< Pb 2+

< (H +

) < Cu 2+

< Hg 2+

< Ag +

（阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）

⑵阳极A.阳极材料是惰性电极(C 、Pt 、Au 、Ti 等)时：阴离子失电子：S 2-

＞ I -

＞ Br -

＞ Cl -

＞ OH -

＞ NO 3-

等含氧酸根离子 ＞F -

B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

5．电解反应方程式的书写步骤：①分析电解质溶液中存在的离子；②分析离子的放电顺序；③确定电极、写出电极反应式；④写出电解方程式。如：

⑴电解NaCl 溶液：2NaCl+2H 2O 电解

====H 2↑+Cl 2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH 增大。

⑵电解CuSO 4溶液：2CuSO 4 + 2H 2O 电解

====2Cu + O 2↑+ 2H 2SO 4溶质、溶剂均发生电解反应， PH 减小。

⑶电解CuCl 2溶液：CuCl 2电解

==== Cu ＋Cl 2 ↑

电解盐酸： 2HCl 电解

==== H 2↑＋Cl 2↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PH 增大。 ⑷电解稀H 2SO 4、NaOH 溶液、Na 2SO 4溶液：2H 2O 电解

==== 2H 2↑ + O 2↑，溶质不变，实际上是电解水，PH 分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。

⑸电解熔融NaOH: 4NaOH 电解

====4Na + O 2↑ + H 2O↑

⑹用铜电极电解Na 2SO 4溶液: Cu +2H 2O 电解

==== Cu(OH)2 + H 2↑ （注意：不是电解水。）

8．电解原理的应用

A 、电解饱和食盐水（氯碱工业） ⑴反应原理

阳极： 阴极： 总反应：2NaCl+2H 2O 电解

====H 2↑+Cl 2↑+2NaOH

⑵设备（阳离子交换膜电解槽）

①组成：阳极—Ti、阴极—Fe

②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程（离子交换膜法）①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、

2

SO等）→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入4

离子交换剂(NaR) ②电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。

C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理：阳极 Zn－2eˉ = Zn2+

阴极 Zn2++2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成“阳极泥”。

试题枚举

【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为

A.4×10-3mol/L

B.2×10-3mol/L

C.1×10-3mol/L

D.1×10-7mol/L

【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:

Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:

A、放电时，负极上发生反应的物质是Fe.

B、放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2

C、充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O

D、充电时，阳极附近pH值减小.