电解原理一轮复习课件

电解原理►探究点一电解池

1．电解：电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起______________反应的过程。正确理解电解的概念应注意以下三点：①电解质溶液导电的过程就是________的过程；②电解是非自发地将________能转化为________能；③电流是________流电。氧化还原电解电化学直

【知识梳理】

2．电解池：把电能转化为化学能的装置。(1)电解池的构成条件(见图21－1)：①外加直流电源；②与电源相连的两个电极；③电解质溶液或熔化的电解质。(2)电极名称和电极材料①电极名称阳极：接电源正极的为阳极，发生________反应；阴极：接电源负极的为阴极，发生________反应。②电极材料惰性电极：C、Pt、Au等，仅导电，不参与反应；活性电极：Fe、Cu、Ag等，既可以导电，又可以参与电极反应。图21－1氧化还原1．电解原理图解

【重点点拨】

2．离子放电顺序(1)阳极：①活性材料作电极时：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。②惰性材料作电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子的放电顺序(由易到难)是：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。(2)阴极：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。阳离子在阴极上的放电顺序是：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。例1

[2010·全国卷Ⅱ]图21－3是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色①④

【典例精析】

(2)写出A管中发生反应的反应式：_____________________________________________

_________________________________；(3)写出B管中发生反应的反应式：

________________________________________________________________________________；(4)检验a管中气体的方法是______________________________________________

_________________________；

用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰

(5)检验b管中气体的方法是_______________________________________________________________________________

；

用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内，观察到的现象是_____________________________________________；

溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)[点评]有关电解的试题关键是弄清电解的原理：阴、阳两极及两极发生的反应。本题容易忽视阴极反应的后续反应，即生成的氢氧根离子与原溶液中的镁离子生成沉淀。下面的变式题则对电解原理及应用做了较全面的考查。变式题

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pH增大B.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C.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生失电子过程►探究点二电解规律项目物质类别代表物被电解物质阴极产物阳极产物电解方程式浓度变化pH溶液复原加入物质电解类型含氧酸H2SO4H2O电解水型可溶性碱NaOHH2O活泼金属含氧酸盐Na2SO4H2O不变无氧酸HClHCl电解自身型不活泼金属无氧酸盐CuCl2CuCl2活泼金属无氧酸盐NaClNaClH2ONaCl浓度减小，有NaOH生成放氢生碱型不活泼金属含氧酸盐CuSO4CuSO4H2OCuSO4浓度减小，有H2SO4生成放氧生酸型增大降抵增大升高增大H2O减小升高减小升高升高降低CuO

【知识梳理】

离子的放电顺序与电解规律的关系如果金属做阳极(除金、铂外)，金属优先失去电子形成对应的金属阳离子进入溶液，电解质溶液中的阴离子不失电子。如果阳极为惰性电极，则两极按照下列顺序放电：

【重点点拨】

离子区域电解类型溶液酸碱性变化规律实例Ⅰ与Ⅲ区电解质本身被电解溶液变稀，酸碱性变化根据具体溶质而定CuCl2、HClⅠ与Ⅳ区电解质和水被电解碱性增强NaClⅡ与Ⅲ区电解质和水被电解酸性增强CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区电解水型溶液被浓缩，酸碱性变化根据具体溶质而变Na2SO4、H2SO4、NaOH

例2

在如图21－4所示的装置中，电极均为石墨电极，通电一段时间后，发现a电极附近溶液呈红色，甲、乙两池中溶液的pH均减小，而①和④两极电极产物的物质的量之比为1︰2，则下表中各组物质的水溶液符合上述条件的是(

)图21－4

【典例精析】

ABCD甲KOHH2SO4CuSO4NaNO3乙CuSO4AgNO3HNO3HCl[点评]电解池串联时，各个电极上通过的电子数相等，这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。下面的变式题则需要对离子的放电规律较为熟悉才能正确解答。变式题

将0.3molNaCl和0.1molH2SO4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，可分为三个阶段，下列说法正确的是(

)①阴极始终只析出H2②第一阶段相当于电解NaCl溶液③第一阶段相当于电解HCl溶液④第二阶段相当于电解NaCl溶液⑤第二阶段相当于电解HCl溶液⑥第三阶段相当于电解Na2SO4溶液A．①③④⑥B．①②④C．①②④⑥D．②④⑤⑥A►探究点三电解原理的应用电解食盐水电解NaCl(熔融)电镀锌电解精炼铜装置示意图略阴极反应Zn2＋＋2e－＝Zn

__________________(精铜)

阳极反应

__________________(粗铜)

电解总反应2NaCl______________无无说明

(1)阴极室与阳极室应用隔膜分开

(2)食盐水需经净化，除去Mg2＋、Ca2＋、SO等离子电解法冶炼金属常见的有：Na、Mg、Al，用的分别是熔融NaCl、熔融MgCl2、熔融Al2O3

(1)________必须作阴极

(2)____________作阳极

(3)用含______________的溶液作电镀液

(1)________作阳极，溶解下来

(2)________作阴极

(3)电解质溶液常用______________

【典例精析】

1．原电池与电解池的区别与联系原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能反应特征自发进行的反应非自发进行的反应电极名称由电极本身决定负极：相对较活泼金属正极：相对不活泼金属(或非金属)由电源决定阴极：与负极相连阳极：与正极相连电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应装置特征无电源，两极不同有电源，两极可以相同，也可以不同

【重点点拨】

原电池电解池电子流向

溶液中离子流向

阴离子→负极，阳离子→正极

阴离子→阳极，阳离子→阴极

举例

Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

联系

两者均发生氧化还原反应

2.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、溶液pH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。(2)计算方法①根据电子守恒法计算：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，其依据是电路中转移的电子数相等。②根据总反应式计算：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。③根据关系式计算：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。

例3利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(

)①电解时以精铜作阳极②电解时阴极发生还原反应③粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－＝Cu2＋④电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥A．①②B．②④C．②③D．③④

【典例精析】

B

电解精炼铜时粗铜做阳极，精铜作阴极，①错误；电解时阴极发生还原反应，②正确；粗铜是阳极应连