第四单元 电解原理及其应用

电解原理及其应用姓名_____
第一节电解原理
1、使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做。

注意：①电流必须是直流而不是交流。

②熔融态的电解质也能被电解。

在电解反应中，电能转化为 ,而在原电池反应中是转化为电能.
2、借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做或电解槽。

3、构成电解池的条件（1）。

（2）。

其中与电源的正极相连的电极叫做，与电源的负极相连的电极叫做。

（3）或熔融态电解质。

4、电解质导电的实质
对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的极沿导线流入电解池的极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的极。

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）的过程。

5.电解氯化铜（如图）
（1）实验步骤
第一步：如图甲所示，把两根石墨棒插入
U形管里的CuCl2溶液内，观察现象。

第二步：如图乙所示，把用导线连接在一
起的两根石墨插入U形管里的CuCl2溶液内，
观察现象。

第三步：如图丙所示，将两根石墨棒、一只电流表和低压直流电源串联起来，将石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液内，接通电源。

把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与电源正极相连的电极附近。

观察现象，约5min 后切断电源。

（2）实验现象
在第一步中 (填有或无 )新现象发生,如果有那么现象是
在第二步中 (填有或无 )新现象发生,如果有那么现象是
在第三步中 (填有或无 )新现象发生,如果有那么现象是
（3）实验结论 :在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了如下电解反应：
Cu生成于极的石墨棒上，Cl2生成于极的石墨棒上。

相对应发生的电极反应式是: 阴极：阳极：
相对应发生的电解反应的离子方程式是:
6. 电解过程中离子的放电顺序: ①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做。

②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。

用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生反应。

③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在极上放电的先后顺序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性上放电的先后顺序是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞(F－、NO3－、SO42-等.
（6）以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为：
①分析的组成，找全离子并分为阴、阳两组；②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的；③合并两个得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

7.铜的电解精炼（1）电解法精炼铜的装置（如图）
（2）电解法精炼铜的化学原理
阳极（粗铜）：
阴极（纯铜）：
(3)①以铜为材料做的电极属于。

在一般的电解条件下，
活性阳极先于电解质溶液中的成分发生反应。

②粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时电子，如：Zn－2e－＝Zn2＋Ni－2e－＝Ni2＋
但是它们的阳离子比铜离子难以，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。

而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）③用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度可达到99.95%～99.98%。

8.电镀（1）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过程叫作 .
（2）电镀的目的主要是使金属增强能力、增加美观和表面的。

（3）电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。

电镀时，一般都是用含有的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与流电源的极相连，作为极；用镀层金属作为极，与直流电源极相连。

通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。

第二节氯碱工业
（1）电解饱和食盐水反应原理①实验步骤按图装置，在U形管里倒入饱
和食盐水，插入一根石墨棒作阳极，一根铁棒作阴极。

同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

接通直流电源
后，注意管内发生的现象。

②实验现象是:阳极区:
阴极区:
③实验结论:用惰性材料作阳极，电解食盐的饱和溶液，生成Cl2、H2和NaOH。

其电极反应为:
阳极：（放电顺序：Cl－>OH－）阴极：（放电顺序：H＋>Na＋）在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里的浓度增大而呈现 (填碱性或酸性)。

此过程总的电解反应的离子方程式为:
化学方程式是:
（2）离子交换膜法制烧碱
①离子交换膜电解槽由阳极（）、阴极（碳钢
网）、、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干
个单元槽串联或并联组成。

下图表示一个单元槽的示意图。

②阳离子交换膜的作用是:将电解槽隔成和，它只允
许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。

这样既能防止阴极产生的和阳极产生的相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程（如下
图）（3）食盐的精制①粗盐的成分:粗盐
中的主要成分是 ,此外还含有泥
沙、、Mg2＋、、SO42－杂质。

这样的
粗盐不符合电解要求，因此必须经过精制。

②杂质的危害：、Mg2＋、等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。

③除杂质的过程：
注意：①除杂质时所加试剂的顺序要求是：a、Na2CO3必须在BaCl2之后；b、加入盐酸在过滤之后。

这样做的原因是: ②试剂加入顺序有多种选择，试再写出两种来:
a、 b、
（05北京）27．X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。

已知：
①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。

请回答：
（1）Z2Y的化学式是Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是。

（2）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。

接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。

一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。

此时：C(Ⅰ)的电极名称是
（填写正极或负极）；
C(Ⅱ)的电极反应式是。

（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，
该反应的离子方程式是：。

27．⑴Na2O ⑵2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2↑
⑶负极Cl2 + 2e—== 2Cl—⑷Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O
（05全国卷I）11．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试液，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
（05广东）24、下列于化学有关的叙述正确的是
A.铜锌原电池中，铜为负极
B.0.1molN2与0.3molH2在一定条件下反应达到平衡时，生成0.2molNH3。

C. 1mol/LAlCl3溶液中，铝离子物质的量浓度为1mol/L。

D.18gH2O中含1mol氧原子。