高三化学总复习专题攻略之电化学5电解原理

电解原理

【高考预测】

1.（★★★）电解原理和判断电解池的阴、阳极以及两电极的反应式和总反应式；

2. （★★）掌握惰性材料做电极时，离子的放电顺序。

1．（2016课标Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na 2SO 4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab 、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na +

和2-

4SO 可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是

A ．通电后中间隔室的2-

4SO 离子向正极迁移，正极区溶液pH 增大 B ．该法在处理含Na 2SO 4废水时可以得到NaOH 和H 2SO 4产品 C ．负极反应为2H 2O − 4e –

= O 2+4H +

，负极区溶液pH 降低 D ．当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.5mol 的O 2生成 1.【答案】D 一． 电解

使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。

二． 电解池 1．电解池的构成条件

(1) 有与电源相连的两个电极。

(2) 两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。 (3) 形成闭合回路。 2．电极名称及电极反应式

以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例： 总反应方程式：CuCl 2=====电解

Cu ＋Cl 2↑。 3．电解池中电子和离子的移动

(1) 电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 (2) 离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 三． 电解产物的判断及有关反应式的书写 1．判断电解池的阴、阳极

(1) 根据外接电源的正、负极判断：电源正极连接阳极；电源负极连接阴极。

(2) 根据电极产物判断：电极溶解、逸出O 2(或电极区变酸性)或逸出Cl 2的为阳极；析出金属、逸出H 2(或电极区变碱性)的为阴极。

2．分析电解质水溶液的组成

找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H ＋

和OH －

)。

3．离子的放电顺序

阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阳极：

(1) 是活性电极时：电极本身溶解放电

(2) 是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）：

S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-

4．写出两极电极反应式

(1) 阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。

(2) 阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。

5．写出电解总反应式

在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。

典例1（2015四川）用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，

阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确

．．．的是（）A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式为：Cl－+ 2OH－－2e－= ClO－+ H2O

C．阴极的电极反应式为：2H2O + 2e－= H2↑ + 2OH－

D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－+ 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O

【答案】D

一. 用惰性电极电解电解质溶液规律总结

1．电解水型

2

222所示，电解总反应为2Cu ＋H 2O=====电解

Cu 2O ＋H 2↑。下列说法正确的是( )

A ．石墨电极上产生氢气

B ．铜电极发生还原反应

C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成

【答案】A

典例2 某化学小组设计的电解饱和食盐水的装置如图所示，通电后两极均有气泡产生。下列说法正确的是( )

A．观察到铜电极附近有黄绿色气体产生

B．通电后，石墨电极附近溶液立即变红色

C．溶液中的Na＋向石墨电极移动

D．铜电极上发生还原反应

【答案】D

【解析】根据电解饱和食盐水的装置，如果通电后两极均有气泡产生，则金属铜电极一定是阴极，该电极上的反应为2H＋＋2e－===H2↑，阳极上氯离子失电子，发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。铜电极上产生的H2为无色气体，A项说法错误；石墨电极是阳极，该电极上发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，可以观察到黄绿色气体产生，由于阳极反应不产生OH－，而阴极反应产生的OH－迁移至阳极附近需要一段时间，故通电后，石墨电极附近溶液不能立即变红色，B项说法错误；电解池中，阳离子移向阴极，即Na＋移向铜电极，C项说法错误；金属铜电极是阴极，阴极发生还原反应，D项说法正确。

典例3 以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。

下列说法正确的是( )

A．燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出

C．a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等

D．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出

【答案】D