一轮复习电解原理

1、 考纲导学 考纲要求考纲要求命题预测命题预测 了解电解池的工作原理。了解电解池的工作原理。 能写出电极反应。能写出电极反应。 了解电解原理的应用了解电解原理的应用 1.电解原理。近年来，该考点电解原理。近年来，该考点 通常以选择题形式考查，重点通常以选择题形式考查，重点 考查该部分基础知识，难度中考查该部分基础知识，难度中 等。等。 2.电解原理的应用。该命题点电解原理的应用。该命题点 一般是在非选择题中出现，结一般是在非选择题中出现，结 合元素化合物知识或基本理论，合元素化合物知识或基本理论， 难度较大。难度较大。 探究点一电解原理探究点一电解原理 【知识梳理知识梳理】 1电解：电流通过电解

2、质溶液电解：电流通过电解质溶液(或熔融电解质或熔融电解质)而在阴、阳两而在阴、阳两 极引起极引起_反应的过程。反应的过程。 正确理解电解的概念应注意以下三点：正确理解电解的概念应注意以下三点： 电解质溶液导电的过程就是电解质溶液导电的过程就是_的过程；的过程；电解是非自发电解是非自发 地将地将_能转化为能转化为_能；能；电流是电流是_流电。流电。 氧化还原氧化还原 电解电解 电电化学化学直直 2电解池：电解池：把电能转化为化学能的装置把电能转化为化学能的装置。 (1)电解池的构成条件：电解池的构成条件： 外加直流电源外加直流电源； 与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极； 电解质溶液或熔化的

3、电解质电解质溶液或熔化的电解质。 (2)电极名称和电极材料电极名称和电极材料 电极名称电极名称 阳极：接电源正极的为阳极，发生阳极：接电源正极的为阳极，发生_反应；反应； 阴极：接电源负极的为阴极，发生阴极：接电源负极的为阴极，发生_反应。反应。 电极材料电极材料 惰性电极：惰性电极：C、Pt、Au等，仅导电，不参与反应；等，仅导电，不参与反应； 活性电极：活性电极：Fe、Cu、Ag等，既可以导电，又可以参等，既可以导电，又可以参 与电极反应。与电极反应。 氧化氧化 还原还原 【要点深化要点深化】 1电解原理图解电解原理图解 2离子放电顺序离子放电顺序 (1)阳极：阳极： 活性材料作电极时活性

4、材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳：金属在阳极失电子被氧化成阳 离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 惰性材料作电极惰性材料作电极(Pt、Au、石墨等、石墨等)时时：溶液中阴离：溶液中阴离 子的放电顺序子的放电顺序(由易到难由易到难)是：是：S2 IBrClOH 含氧酸根离子。 含氧酸根离子。 (2)阴极：阴极： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发 生反应的是溶液中的阳离子。生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上的放电顺序是：阳离子在阴极上的放电顺序是：Ag Fe3Cu2 H Fe2

5、Zn2Al3Mg2Na。 。 阴极：阴极：4H+4e- =2H2 阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 总反应式：总反应式： 2H2O = 2H2 + O2 通电通电 （1）Na2SO4溶液溶液 (2)NaOH溶液溶液 阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阴极：阴极：4H+4e- =2H2 总反应式：总反应式：2H2O = 2H2 + O2 通电通电 以惰性电极电解下列溶液，请写出电极反应及总反应以惰性电极电解下列溶液，请写出电极反应及总反应: 阴极：阴极：4H+4e- =2H2 阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 （4）盐酸）盐

6、酸 阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 阳极：阳极：2Cl- - 2e- = Cl2 总反应式：总反应式： 2HCl = H2 + Cl2 通电通电 总反应式：总反应式： 2H2O = 2H2 + O2 通电通电 (3)稀硫酸稀硫酸 2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 阳极：阳极： 阴极：阴极： 总反应式：总反应式： 通电通电 2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H2O = 2OH- + Cl2 + H2 通电通电 （5）氯化钠溶液）氯化钠溶液 （6）AgNO3溶液溶液 4Ag+ + 4e- = 4Ag 4OH - 4e-

7、= 2H2O + O2 4Ag+ + 2H2O = 4Ag + O2+ 4H+ 通电通电 阴极：阴极： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 阳极：阳极： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 （7）CuSO4溶液溶液 2Cu2+2H2O= 2Cu + O2 + 4H+ 通电通电 总反应：总反应： 阳极：阳极： 阴极：阴极： 总反应：总反应：4AgNO3+ 2H2O = 4Ag + O2+ 4HNO3 通电通电 2CuSO4+2H2O= 2Cu + O2 + 2H2SO4 通电通电 探究点二电解规律探究点二电解规律 【知识梳理】 项目项目 物质物质 类别类别 代表物代表物 被电解被电解

8、 物质物质 阴极阴极 产物产物 阳极阳极 产物产物 电解方程式电解方程式浓度变化浓度变化pHpH 溶液复原溶液复原 加入物质加入物质 电解类型电解类型 含氧酸含氧酸H H2 2SOSO4 4H H2 2O O 电解 水型 可溶性碱可溶性碱NaOHNaOHH H2 2O O 活泼金属活泼金属 含氧酸盐含氧酸盐 NaNa2 2SOSO4 4H H2 2O O不变不变 无氧酸无氧酸HClHClHClHCl 电解电解 自身型自身型 不活泼金不活泼金 属属 无氧酸盐无氧酸盐 CuClCuCl2 2CuClCuCl2 2 活泼金属活泼金属 无氧酸盐无氧酸盐 NaClNaCl NaClNaCl H H2 2

9、O O NaClNaCl浓度减浓度减 小，小， 有有NaOHNaOH生成生成 放氢生碱放氢生碱 型型 不活泼金不活泼金 属属 含氧酸盐含氧酸盐 CuSOCuSO4 4 CuSOCuSO4 4 H H2 2O O CuSOCuSO4 4浓度减浓度减 小，小， 有有H H2 2SOSO4 4生成生成 放氧生放氧生 酸型酸型 增大增大 降抵降抵 增大增大 升高升高 增大增大 H2O 减小减小升高升高 减小减小 升高升高 升高升高 降低降低 CuO 将将0.3 mol NaCl和和0.1 mol H2SO4溶于一定量的水中配溶于一定量的水中配 成溶液，用石墨作电极电解该溶液时，根据电极产物，可分成溶液

10、，用石墨作电极电解该溶液时，根据电极产物，可分 为三个阶段，下列说法正确的是为三个阶段，下列说法正确的是() 阴极始终只析出阴极始终只析出H2 第一阶段相当于电解第一阶段相当于电解NaCl溶液溶液 第一阶段相当于电解第一阶段相当于电解HCl溶液溶液 第二阶段相当于电解第二阶段相当于电解NaCl溶液溶液 第二阶段相当于电解第二阶段相当于电解HCl溶液溶液 第三阶段相当于电解第三阶段相当于电解Na2SO4溶液溶液 AB C D A 探究点三电解原理应用探究点三电解原理应用 2NaCl+2H2O H2+ Cl2+2NaOH 电解电解 + Cl2 Cl2 Cl H2 Na+ H+ OH 淡盐水淡盐水

11、NaOH溶液溶液 精制饱和精制饱和 NaCl溶液溶液 H2O（含少量（含少量NaOH） 阳离子交换膜阳离子交换膜 阳阳 极极 金属钛网金属钛网 阴阴 极极 碳钢网碳钢网 阳阳 极极 室室 阴阴 极极 室室 在工业生产中，用阳离子交换膜在工业生产中，用阳离子交换膜（允许允许Na+）将将阴极阴极 区与阳极区隔开，使阴极区的区与阳极区隔开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，不能进入阳极区， 为什么要这么做？为什么要这么做？ 电火花电火花 电镀铜原理电镀铜原理 铜片铜片 待镀件待镀件 硫酸铜溶液硫酸铜溶液 2. 2.电镀电镀 阳极阳极: : 电镀池要求：电镀池要求： 阳极：阳极： 电镀液：电镀液： 阴极

12、：阴极： Cu- 2eCu- 2e- - = Cu = Cu2+ 2+ 阴极阴极: : CuCu2+ 2+ + 2e + 2e- - = Cu = Cu 思考：电镀池中电解质溶液的浓度如何变化？思考：电镀池中电解质溶液的浓度如何变化？ 镀层金属镀层金属. 含有镀层金属含有镀层金属离子离子的电解质的电解质 待镀金属制品待镀金属制品. 3. 3.冶炼金属冶炼金属. . (1).(1).电解熔融状态的氯化钠电解熔融状态的氯化钠. . 阳极阳极: :2Cl2Cl- - 2e2e- - = Cl= Cl2 2 阴极阴极: : 2Na2Na+ + + 2e + 2e- - = 2Na= 2Na 总反应式：

13、总反应式： 2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl) 2Na + Cl2 2 通电通电 (2).(2).冶炼铝冶炼铝. . 阳极阳极: : 阴极阴极: : 总反应式：总反应式： 6O6O2- 2-12 e-12 e- - =3O=3O2 2 4Al4Al3+ 3+ + 12e + 12e- - =4Al=4Al 通电通电 2Al2Al2 2O O3 3 ( (熔融熔融) ) 4Al+3O4Al+3O2 2 (3).(3).冶炼冶炼镁镁. . 思考：思考：1.1.为什么不电解熔融的为什么不电解熔融的AlClAlCl3 3制铝？制铝？ 2.工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的工业

14、上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的 氯化镁？氯化镁？ MgClMgCl2 2( (熔融熔融) ) MgMg + Cl + Cl2 2 通电通电 4、铜的电解精炼、铜的电解精炼 粗铜所含的杂质粗铜所含的杂质 Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等 + 纯铜纯铜 粗铜粗铜 CuSO4溶液溶液 粗铜的精炼粗铜的精炼 以粗铜为阳极，以纯以粗铜为阳极，以纯 铜为阴极，铜为阴极， 以以CuSO4溶液溶液 为电解液进行电解为电解液进行电解 阳极：阳极： Zn 2e Zn2+ Fe2e Fe2+ Ni 2e Ni2+ Cu2e Cu2+ 阴极：阴极： Cu2+ +2e Cu 探究点三电解原理的应用探究点三电解原理

15、的应用 【知识梳理】 电解食盐水电解食盐水电解电解NaCl(熔融熔融)电镀锌电镀锌电解精炼铜电解精炼铜 装置示装置示 意图意图 略略 阴极反应阴极反应Zn2 2e Zn _ (精铜精铜) 阳极反应阳极反应 _(粗铜粗铜) 电解总电解总 反应反应 2NaCl_无无无无 说明说明 (1)阴极室与阳极室应用阴极室与阳极室应用 隔膜分开隔膜分开 (2)食盐水需经净化，除食盐水需经净化，除 去去Mg2 、 、Ca2 、 、SO等离子等离子 电解法冶炼金属常见的电解法冶炼金属常见的 有：有：Na、Mg、Al，用的分，用的分 别是熔融别是熔融NaCl、熔融、熔融MgCl2、 熔融熔融Al2O3 (1)_必须

16、作阴极必须作阴极 (2)_作阳极作阳极 (3)用含用含_ 的溶液作电镀液的溶液作电镀液 (1)_作阳极，溶解作阳极，溶解 下来下来 (2)_作阴极作阴极 (3)电解质溶液常用电解质溶液常用 _ 【要点深化要点深化】 1原电池与电解池的区别与联系原电池与电解池的区别与联系 原电池原电池电解池电解池 能量能量 转化转化 化学能化学能电能电能电能电能化学能化学能 反应反应 特征特征 自发进行的反应自发进行的反应非自发进行的反应非自发进行的反应 电极电极 名称名称 由电极本身决定由电极本身决定 负极：相对较活泼金属负极：相对较活泼金属 正极：相对不活泼金属正极：相对不活泼金属( (或非金属或非金属)

17、) 由电源决定由电源决定 阴极：与负极相连阴极：与负极相连 阳极：与正极相连阳极：与正极相连 电极电极 反应反应 负极：氧化反应负极：氧化反应 正极：还原反应正极：还原反应 阴极：还原反应阴极：还原反应 阳极：氧化反应阳极：氧化反应 装置装置 特征特征 无电源，两极不同无电源，两极不同 有电源，两极可以相同，有电源，两极可以相同， 也可以不同也可以不同 原电池原电池电解池电解池 电子电子 流向流向 溶液溶液 中中 离子离子 流向流向 阴离子阴离子负极，阳离子负极，阳离子正极正极 阴离子阴离子阳极，阳离子阳极，阳离子 阴极阴极 举例举例 ZnCuSO4=CuZnSO4 联系联系 两者均发生氧化还

18、原反应两者均发生氧化还原反应 2.电化学的有关计算电化学的有关计算 (1)原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、 溶液溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、 根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等。根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等。 (2)计算方法计算方法 根据电子守恒法计算：根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产用于串联电路、阴阳两极产 物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是 电路中转移的电子数相

19、等。电路中转移的电子数相等。 根据总反应式计算：根据总反应式计算：先写出电极反应式再写出总反先写出电极反应式再写出总反 应式，最后根据总反应式列比例式计算。应式，最后根据总反应式列比例式计算。 根据关系式计算：根据关系式计算：依据得失电子守恒关系建立已知依据得失电子守恒关系建立已知 量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 2010海南卷改编海南卷改编利用电解法可将含有利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等等 杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是() 电解时以精铜作阳极电解时以精铜作阳极 电解时阴极发生还原反应电解

20、时阴极发生还原反应 粗铜连接电源负极，其电极反应是粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu2e Cu2 电解后，电解槽底部会形成含少量电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳等金属的阳 极泥极泥 AB C D 【典例精析【典例精析】 B B电解精炼铜时粗铜做阳极，精铜作阴极，电解精炼铜时粗铜做阳极，精铜作阴极，错误；错误； 电解时阴极发生还原反应，电解时阴极发生还原反应，正确；粗铜是阳极应连接电源正确；粗铜是阳极应连接电源 正极，正极，错误；电解后，电解槽底部会形成含少是错误；电解后，电解槽底部会形成含少是Ag、Pt等等 金属的阳极泥，金属的阳极泥，正确，因为这些金属不活泼，不易失电子。正

21、确，因为这些金属不活泼，不易失电子。 点评点评 电解精炼铜时以粗铜为阳极，以精铜作阴极，阳极电解精炼铜时以粗铜为阳极，以精铜作阴极，阳极 上除了铜失电子外，比铜活泼的金属杂质也失电子而进入溶上除了铜失电子外，比铜活泼的金属杂质也失电子而进入溶 液，而阴极上只有铜离子放电，根据两极上转移的电子守恒，液，而阴极上只有铜离子放电，根据两极上转移的电子守恒， 阳极质量的减小不等于阴极质量的增加，电解质溶液的成分阳极质量的减小不等于阴极质量的增加，电解质溶液的成分 也会发生变化。本题只要熟悉离子也会发生变化。本题只要熟悉离子(或电极或电极)的放电规律即可迎的放电规律即可迎 刃而解。下面的变式题则主要考查

22、了有关电解的计算，电子刃而解。下面的变式题则主要考查了有关电解的计算，电子 守恒是解决有关电解计算题的法宝。守恒是解决有关电解计算题的法宝。 B 下列叙述错误的是下列叙述错误的是() A. 钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的pH增大增大 B. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比 阴极析出的铜的质量少阴极析出的铜的质量少 C. 在镀件上电镀锌，用锌作阳极在镀件上电镀锌，用锌作阳极 D. 工作时，在原电池的负极和电解池的阴极上都是发工作时，在原电池的负极和电解池的阴极上都是发 生失电子过程生失电子过程

23、D 【典例精析典例精析】 在如图在如图214所示的装置中，电极均为石墨电极，通电一段时所示的装置中，电极均为石墨电极，通电一段时 间后，发现间后，发现a电极附近溶液呈红色，甲、乙两池中溶液的电极附近溶液呈红色，甲、乙两池中溶液的pH均均 减小，而减小，而和和两极电极产物的物质的量之比为两极电极产物的物质的量之比为12，则下表，则下表 中各组物质的水溶液符合上述条件的是中各组物质的水溶液符合上述条件的是()C ABCD 甲甲KOHH2SO4CuSO4NaNO3 乙乙CuSO4AgNO3HNO3HCl 点评点评 电解池串联时，各个电极上通过的电子数相等，这电解池串联时，各个电极上通过的电子数相等，

24、这 是该类试题的突破口之一。此外，根据某极的现象推断各是该类试题的突破口之一。此外，根据某极的现象推断各 个电极的类型是这类试题的切入点。本题集电源电极的判个电极的类型是这类试题的切入点。本题集电源电极的判 断、电解产物的判断及有关计算为一体，具有一定的综合断、电解产物的判断及有关计算为一体，具有一定的综合 性，但只要熟悉电解的规律便能迅速解题。下面的变式题性，但只要熟悉电解的规律便能迅速解题。下面的变式题 则需要对离子的放电规律较为熟悉才能正确解答。则需要对离子的放电规律较为熟悉才能正确解答。 例例12010全国卷全国卷图图213是是 一个用铂丝作电极，电解稀的一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4 溶液的装置，电解液中加有中性红指溶液的装置，电解液中加有中性红指 示剂，