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电解的原理 【基础知识】CuCl2CC一、电解的原理1、实验现象：现象分析：2、电解池的两个极的确定3、活动电电极和惰性电极4、电解池内部离子定向移动的方向5、电解池两个极发生的反应6、电解的概念7、电解池8、离子放电顺序9、电解规律（用惰性电极电解）电解类型物质类型电解反应电解实质电解质溶液中浓度变化溶液pH变化电解质溶液复原来电解溶剂型强碱（NaOH）含氧酸（H2SO4）活泼金属的含氧酸盐（Na2SO4）电解溶质型无氧酸（HCl）不活泼金属的无氧酸盐（CuCl2）溶质溶剂同时被电解活泼金属的无氧酸盐（NaCl）不活泼金属的含氧酸盐（CuSO4）不活泼金属的含氧酸盐（AgNO3）10、电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。待镀金属作 极，镀层金属作 极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。如：电镀铜，阳极反应 ，阴极反应 ，电镀液 ， 电解前后电解质的浓度 。11、精练铜： 作阳极， 作阴极，电解质为 。粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，阳极泥中会有 。电解质的浓度有无变化？ 12、氯碱工业：.电极材料：阳极 ，阴极 。电极反应及总反应： 。阳极 ，阴极 ，阴极周围PH 。设备：立式隔膜电解槽粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是 。3、冶炼Na、Mg、Al等较活泼的金属：反应原理分别是 ； ； 。14：电解总结：阳极：发生氧化反应 ，还原性强的先反应。 还原性顺序为：活性电极S2IBrClOH含氧酸根离子F阴极：发生还原反应， 氧化性强的先反应。Ag+Fe3+Cu2+H+（酸）Fe2+Zn2+H+（水）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+活性电极注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电 （2）阴极任何时候都是阳离子放电【典型例题】【例1】（2004，上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）Aa为负极、b为正极 Ba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【例2】写出右图的电极反应(电解质溶液为NaCl溶液)阴极： NaClCC总方程式： 。电子的流向： 实现的能量转化是： 随着电解的进行溶液的pH将会： （填升高，减低或不变）若让电解后的溶液恢复到原来的浓度，应该加的物质是： 。请分析氢氧化钠在哪个极上产生的，原因是： 【例3】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 高.考.资.源.网【例4】铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：（1）工业冶炼铝的化学方程式是 。（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是 。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 （填写“A”或“B”）导出。【例5】（09全国卷一）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和l00 g 10.00的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为 ；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： ；电极c的质量变化是 g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液 ；乙溶液 ；丙溶液 ；(2)如果电解过程中铜全部析出此时电解能否继续进行，为什么? 。【巩固提高】1、pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是（ ）A、NaoH B、H2SO4 C、AgNO3 D、Na2SO42、X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为 ( ) A. XZYM B. XYZM C. MZXY D. XZMY3、用惰性电极电解下列溶液一段时间，再加入一定量的一种纯净物质（方括号内）后，假定产生的气体全部逸出，能使电解后的溶液与原来溶液的成分、浓度都相同的是 ( )ACuCl2CuCl2 BNaOHNaOH CNaClHCl DCuSO4Cu(OH)24、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( ) A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:15、可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个反应 Br2+2e=2Br- 2Br2e=Br2Zn-2e=Zn2+ Zn2+2e=Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是 ( )A 和 B 和 C 和 D 和6、在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是 ( )A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子7、下列关于铜电极的叙述正确的是( )A铜锌原电池中铜是正极 B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极8、将质量分数为0052(52%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 gcm3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( )NaOH的质量分数阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/gA0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4D0.042(4.2%)9.41.29、能够使反应Cu+2H2O Cu（OH2）+H2发生，且Cu（OH）2能在电极上析出的是（ ）A铜片作原电池负极，碳棒作原电池正极，电解质溶液为NaCl溶液B用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4的水溶液 C用铜片作阴、阳极，电解NaOH的水溶液 D用铜片作阴、阳极，电解CuSO4的水溶液11、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）A、a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B、a为负极，b为正极；NaClO和NaClC、a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl12、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分 别 生 成的物质的物质的量之比为：2。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度。13、（09北京崇文）如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：（1）B极是电源的 ，一段时间后，甲中溶液颜色 ，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明 ，在电场作用下向Y极移动。（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 （填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是 溶液。（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 。14、（09朝阳）按右图所示装置连接，X、Y均为惰性电极。请回答：（1）Zn为 极，其电极反应式为 。（2）接好装置后，烧杯中的溶液发生反应的离子方程式是 。（3）上图中通过膈膜的SO42-向 （填“左”“右”或“不”）迁移，Y极及其附近出现的现象 。 电解的原理 参考答案【典型例题】例1：C 例2：答案： 2H+2e=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 从负极流到电解池的阴极，再从电解池的阳极流回外加电源的正极 电能转化成化学能 升高 HCl 在阴极2H+2e=H2，破坏水的电离平衡，最终c（OH）大于c（H+），溶液显碱性。例3 ：D 例4：答案：（1）2Al2O3 4Al+3O2（2）2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2（3） 4OH4e=2H2O+O2 H+ 放电，促进水的电离，OH 浓度增大 B例5、(1)正（1分）4OH4e2H2OO2（2分）水减少的质量：100 g（1）4.5 g生成O2体积：22.4 Lmol12.8 L（3分）16 （1分）碱性增大，因为电解后，水量减少溶液中NaOH浓度增大；（2分）酸性增大，因为阳极上OH生成O2，溶液中H离子浓度增加；（2分）酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性。(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应（2分）【巩固提高】1、A 2、A 3、AC 4、D 5、A 6、A 7、AC 8