电解池知识点及习题答案详解整

1、三.电解池1、定义：借助外加电流引起的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置 2电解池及其应用电解池是将电能转化为化学能的装置2.1电解的原理2.1.1电解池装置构成 阴阳两个电极； 电解质溶液（或熔化的电解质）。说明：与外接电源负极相连作为电解池的阴极，发生还原反应。与外接电源正极相连的作为电解池的阳极。 发生氧化反应。当然若要发生电解，还要有外接直流电源设备，并构成闭合回路。2.1.2电解原理分析以惰性电极电解硫酸铜溶液为例说明2+2 +通电前 CuSO = Cu + SO 4- , H 20 = H + OH -溶液中存在由电离产生的两种阳离子（Cu和H ）,两种阴离子（S04和0H ）

2、通电后 离子定向移动 阳离子（Cu*和H）移向阴极，阴离子（S&-和0H）移向阳极 电极反应阴极：由于Cu+比H+易得电子，故 2Cu 2+ + 4e - = 2Cu （发生还原反应）阳极：由于0H比S04易失电子，故40H - 4e = 2H0 + Qf （发生氧化反应）（或2H2O4e = Q + 4H ） 溶液pH变化在阳极区，由于水电离出的 0H得到电子形成02逸出，而H+仍留在溶液中，造成溶液中n（H+）n（0H-）, 使溶液显酸性。总化学反应方程式 2CuS04 + 2H20 = 2Cu + 0 2 f + 2H2SQ2.1.3放电顺序阴极A.阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。B

3、. 阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表：邙日离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）K Ca2+ Na + Mg2+ Al 3+ Zn 2+ Fe 2+ Sn 2+ Pb 2+ （H +） Cu 2+ Hg 2+ I Br Cl 0H NOT等含氧酸根离子 F【说明】：若阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。活性电极主要是指金属活动性顺序表中排在Pt前的金属2.1.4电解规律（1）常见酸碱盐溶液的电解规律 （惰性阳极）电解反应类型电解质类型规律例PH变化溶液复原法电解水含氧酸实质电解水- H 2 + 0 2电解稀H2SO降低加H2O强碱溶液实质电解水- H 2 + 02电解NaO

4、l溶液升高加H2O活泼金属含氧酸盐实质电解水- H 2 + 0 2电解NaSO溶液不变加H2O电解质分 解无氧酸酸- H 2 +非金属2HCl=H2 + Cl 2升高加HCl不活泼金属无氧酸盐盐- 金属+非金属CuCl2 = Cu + Cl 2中性加 CuCl2放氧生酸不活泼金属含氧盐+水- 金属+0+酸2CuSO+2HO =降低加 CuO (CuCO酸盐2Cu+O+2H2SO放氢生碱活泼金属无氧酸盐盐+水- H 2 +非金属+碱2KCI + 2H 2O =H2+CI2+2KOH升高力口 HCI溶液电解pH变化规律若水中0H在阳极放电生成Q,则阳极区溶液增生H+, pH降低；若水中H（在阴极放

5、电生成则阴极区溶液增生OH，pH升高；总反应的结果，若溶液生成酸，则溶液pH降低；若生成碱，则pH升高。4、电解反应方程式的书写步骤： 分析电解质溶液中存在的离子； 看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电 确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：（阳极材料为惰性电极材料）电解NaCI溶液（放氢生碱型）：由解2NaCI+2fO电解=H f +CI2T +2NaOH溶质、溶剂均发生电解反应，pH增大。电解CuSO溶液（放氧生酸型）pH减小。电解CuCl2溶液（电解电解质本身）由解CuC

6、l2里些 Cu+ CI2 ?电解盐酸:2HCI电解= H2 f+ CI2 ?溶剂不变,实际上是电解溶质,pH增大。2CuSO + 2H 20电解=2Cu + 02? + 2H2SO溶质、溶剂均发生电解反应,电解稀H2SQ、NaOH溶液、Na2SQ溶液（电解水型）：2HO= 2H2? + 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）。若阳极材料为活性电极如用铜电极电解NazSQ溶液：Cu +2H 2O电解= Cu（OH）2 + H 2?（注意：不是电解水。）5.电解池的阴阳极判断：由外电源决定：阳极：连电源的正

7、极；阴极：连电源的负极；根据电极反应：氧化反应t阳极；还原反应t阴极根据阴阳离子移动方向：阴离子移向T阳极；阳离子移向 T阴极，根据电子几点流方向：电子流向：电源负极T阴极；阳极T电源正极电流方向：电源正极T阳极；阴极T电源负极2.2电解的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业）H+ NaOH 液1F 1r亡椿制饷和_MaClMiftOH-W（含少谴NaOH）2NaCI+2H 2。电=H 2 ? +Q? +2NaOH反应原理,阳极：2CI - 2e= CI2?阴极：2H+ + 2e-= H2I总反应:设备（阳离子交换膜电解槽）组成：阳极一Ti、阴极一Fe图 20-1阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子

8、通过而阻止阴离子和气体通过。制烧碱生产过程（离子交换膜法）食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等）宀加入NaOH液宀加入BaC溶液宀加入NazCOs溶液宀过滤加入盐酸t加入离子交换剂（NaR）电解生产主要过程（见图20-1 ）： NaCl从阳极区加入，出0从阴极区加入。阴极H+放电，破坏了水的电离平 衡，使0H-浓度增大，0H-和Na+形成NaOH溶液。2.2.1电镀电镀装置：以镀层金属作阳极，镀件挂在阴极，含镀层金属离子的盐为电镀液。 电镀特点：电镀过程中镀层金属离子浓度不变。2.2.3电解精炼（电解精炼铜为例）（1） 装置：阳极-粗铜；阴极一纯铜；电解质溶液

9、-铜盐溶液（如CuSO（2）电极反应阳极： 粗铜失电子放电“溶解”，Cu-2e-=Cif+ 。粗铜中比铜活泼的金属溶解变成阳离子进入溶液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag等贵重金属则落入阳极泥中。阴极： 溶液中Cu2+得电子放电，Cu2+ + 2e - = Cu 生成的Cu沉积在阴极上而得到精铜。3原电池与电解池的比较项目原电池电解池反应性质氧化还原反应自发进行的反应多为非自发，但也可以是自发反应装置性质化学能转为电能电能转为化学能电极名称负极和正极阴极和阳极电极反应式负极：失电子氧化反应阴极：得电子还原反应正极：得电子还原反应阳极：失电子氧化反应离子迁移方向阳离子移向正极，阴离子移向负 极阳离

10、子移向阴极，阴离子移向阳 极5.电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极，镀件作阴极，电 镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO溶液作电解液电极反应-2+阳极 Cu 2e = Cu2+阴极 Cu +2e- = Cu-2+-2+阳极：Zn - 2e = Zn Cu - 2e = Cu 等 阴极：Cu + 2e - = Cu溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小NaCl、NaOh溶液为电解溶液,4-02如图 甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极，并用导线相连接，以 有关该装置的描述正确的是（D ）A. 乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg+B

11、. 甲池中,Pt极的电极反应是 2CI 2e=Cl2fC. 随着反应的进行.乙池中n（NaOH）保持不变D. 反应过程中，甲池中两极附近溶液PH( C )PH(Pt)先判两池，乙为原电池，甲为电解池。乙池中，因为在NaO溶液中AI比Mg易失电子，故Al为原电池的负极，其电极反应式为：AI-3e-+4OH = =AIO 2+2H2O ； M前正极，其电极反应式为：3H2O+3e=1.5H2 f+3OH。甲池中,Pt电极为阴极：2H +2e- =H2仁 碳棒(C)电极为阳极2CI - -2e-=Cbf ,电解后溶液为NaOH溶液。练4-03如图A、B为两个串联的电解池，已知B池中c为铁，d为石墨，

12、电AB解质溶液为NaCI溶液。试回答：(1) 若A池为用电解原理精练铜装置，则a电极名称为 阴_极，电极材料是 精铜，电极反应式为Cu2+2e=Cu_，电解质溶液可以是 CuSO溶液 。(2) B池中c极(Fe)电极反应式为2H+2e=H f(2HO+2e=H +20H)，若在B池中加入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈 _红 _色。(3) 若A也a极增重12.8g,则B池d极(石墨)上放出气体在标况下的体积为4.48L _。练4-04金属镍有广泛的的用途。粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质，可电解法制备高纯度原镍(已知：氧化性：Fe2+Ni2+Fe2+Zn2+,所以只有Ni 2+2e-=Ni ,可见，阳极质量减少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而阴极质量增加的只是析出的镍，两者质量是不相等的，故B错。；电解后，溶液中除留下Fe2+、Zn2+外，还有Ni 2+，C也错。练4-06 x，y分别为直流电源的两极，通电后，发现a极质量加，b极处有无色无味气体放出，符合此情况的是：(A )备选项a电极B电极x电极溶液A锌(Zn)石墨(C)负CuSOB石墨(C)石墨(C)负NaOHC银(Ag)铁(Fe)正AgNOD铜(Cu)石墨(C)负CuCL练4-13用惰性电极和串联电路电解下列物质的水溶液:(1)HCI (2)NaNO 3CuCI 2 (4)AgNOs在相同时