q高三化学一轮复习(电解池)

电解原理及其应用一、电解基本概念参考教材P791.电解定义：在_____的作用下，在两极上分别_______________的过程叫做电解。电解池：将______转变为_____

的装置。2.电极:阴极:

相连,发生

反应。阳极:

相连,发生

反应。直流电发生氧化反应和还原反应电能化学能与负极相连与正极相连还原氧化思考讨论：如何判断电解池的阴阳极？阳极：失去电子，化合价升高，发生氧化反应，阴离子流向的极，质量减轻……阴极：得到电子，化合价降低，发生还原反应，阳离子流向的极，质量增加……⑴阳极：二、电解池的工作原理１.离子的放电顺序活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

⑵阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+酸水①活泼金属电极：本身失去电子。（如Fe、Cu等）②惰性电极：溶液中的阴离子失去电子。溶液中的阳离子得电子。阳极：4OH——4e—=2H2O+O2

↑阴极：2Cu2++4e—=2Cu↓2CuSO4+2H2O==2H2SO4+O2↑+2Cu↓电解1、通电前2、通电后电解硫酸铜溶液总反应：CuSO4=Cu2++SO42-H2O

H++OH-2Cu2++2H2O==4H++O2↑+2Cu↓电解用石墨做电极，电解下列溶液，写出电解反应的化学反应方程。电极反应

阳极

活泼金属作电极由电极本身失电子

R

-ne-=Rn+惰性电极溶液中较易失电子的阴离子优先放电阴极一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电

Rn++ne-=R电解时电极产物的判断Rn--ne-=R

（Pt、Au、石墨）[特别提醒]

(1)Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔化状态下放电。(2)电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程，是化学变化。(3)在水溶液中，含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH－和H＋放电。[特别提醒]当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H＋或OH－放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H＋或OH－均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。电解类型举例电极反应溶液pH变化

溶液复原方法

物质类别

实例水电解含氧酸H2SO4

强碱NaOH

活泼金属的含氧酸盐Na2SO4

溶质电解无氧酸HCl

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2

溶质和水同时电解活泼金属的无氧酸盐NaCl

不活泼金属的含氧酸盐CuSO4

3.电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：

阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e-

=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH-阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小增大不变增大增大减小H2OHClCuCl2

HClCuO电解水型！电解电解质型！放氧生酸型！放氢生碱型！只放氢pH升；只放氧pH降；放氢放氧浓度增；无氢无氧少本身。歌诀：

1.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加的是（）电解液的pH减小的是（）电解液的pH升高的是（）电解液的pH不变的是（）两极都有气体产生的是（）

A.CuSO4B.AgNO3

C.KCl

D.H2SO4E.NaNO3F.CuCl2巩固与训练ABFABDCFECDE１、氯碱工业三、电解原理的应用参考教材

（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出

，H2O电离出

。通电后，在电场的作用下，

向阴极移动，

向阳极移动。在阳极，由于

容易失去电子，被氧化生成

。阳极方程式：

;（2）在阴极，由于

容易得到电子被还原生成

．使H2O电离向右移动，因此阴极

浓度增大PH

。阴极方程式：

。2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+氯碱工业总化学方程式：

;总离子方程式:

.(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：___________

，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？

阴极附近的溶液无色变为红色阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:

.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:

.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:(1)生产设备名称：阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用：a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸b、避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响

NaOH的产量。提示：第二个问题：精制食盐水

由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、

Fe3+、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—1、用什么方法除去泥沙？电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+

Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略过量BaCl2溶液除SO42-略过量Na2CO3溶液除Ca2+.

Ba2+

略过量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

适量HCl溶液调节PH除CO32-、OH-（02上海）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Cl2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NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaClB负正变式训练：电解KI溶液、MgCl2溶液。写出电极反应及电池反应方程式。阳极：阴极：总反应：阳极：阴极：总反应：2I--2e-=l22Cl--2e-=Cl22H++2e-=H22H++2e-=H2或2H2O+2e-=H2+2OH-或2H2O+2e-=H2+2OH-2Kl+2H2O=H2

↑+l2

+2KOH通电MgCl2+2H2O=H2

↑+Cl2↑

+Mg(OH)2通电2NaCl

（熔融）2Na+Cl2↑电解２、冶金工业（1）钠的冶炼（3）铝的冶炼（2）镁的冶炼MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑电解阳极：2Cl-

-2e-

=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na阳极：6O2-

-12e-

=3O2↑阴极：4Al3++12e-=4Al3、电镀铜电镀1)定义：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2)目的：4)电镀的特点：3)电镀材料的选择：阴极——镀件电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。1）阳极本身参加电极反应2）电解质溶液的浓度保持不变电解原理的应用CuSO4溶液粗铜精铜Cu(Zn、Ag、Au)①②CuZn2+Cu2+CuCuAgAu4、电解精炼铜铜的电解精炼知识点粗铜纯铜CuSO4溶液阳极：粗铜阴极：纯铜薄片电解质溶液：CuSO4溶液Cu－2e－=Cu2+

a、比铜活泼的杂质也会同时失去电子而溶解：Zn－2e－=Zn2+

Fe－2e－=Fe2+

Ni－2e－=Ni2+

b、比铜不活泼的杂质（Au、Ag）不会溶解而从阳极上脱落下来而形成阳极泥。Cu2+＋2e－=Cu解质溶液硫酸铜的浓度略有减小提炼金、银等贵重金属。电镀铜精炼铜形成条件电极反应溶液变化镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子阳极Cu－2e-=Cu2+阴极Cu2++2e-=Cu电镀液的浓度不变粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液阳极Zn－2e-=Zn2+

Cu-2e-=Cu2+等阴极Cu2++2e=Cu溶液中溶质浓度减小分析与比较(2009·惠州)

利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 （1）

a电极的材料应为

，电极反应式

。（2）电解液c可以是

A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液（3）d可以是__，作用是

，在加d之前对电解液c应作何简单处理？

。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是

A.改用稀H2SO4作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度（5）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象是?FeFe-2e-==Fe2+

BC隔绝空气防止Fe(OH)2氧化苯加热煮沸，排出溶解的O2BC白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色BC

思考与训练1、某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是

()A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反应方程式为：

C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大用铂电极电解CuSO4溶液，当Cu2+浓度降低至原来一半时停止通电，若加入下列物质能使溶液恢复成原来浓度的是

A．无水CuSO4B．CuO

C．Cu(OH)2D．CuSO4·5H2O(B)电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液既要考虑“质”又要考虑“量”.例如:电解CuSO4溶液：抓住溶液的变化若加入CuO、Cu(OH)2，均能与H2SO4反应生成CuSO4.①

CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O②Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O比较①、②消耗的H2SO4、生成的CuSO4、H2O即可知道:加入1molCu(OH)2能与1molH2SO4反应能生成1molCuSO4和2molH2O.不符合电解时的相关物质的比例.若改加CuO，则很合适.思考2：

如何确定所加物质的量?(惰性电极)分析：由于两极上通过的电子数相等,故阴、阳两极产物的物质的量间一定满足确定的关系.因而加入物与其也有一定关系.例如:

电解含0.4molCuSO4溶液一段时间后，阳极上生成2.24L气体(S.T.P),则应加入CuO多少克？(用惰性电极)

解析

O2

～2CuO1mol2mol0.1mol0.2molm(CuO)＝0.2×80＝16(g)

故加入16gCuO即能恢复４、工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4。①电解时