高中化学电化学基础专题电解原理新人教

有关电解金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。一、电解原理（以电解氯化钠为例）实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：

阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)阴极：有金属钠析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl☆实验分析：通电前：分析熔融电解质中的离子情况阳离子：Na+

阴离子：Cl-——做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：

阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）——与电极材料无关（2）判断电极产物并书写电极反应:

阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电

阳极：2Cl-→Cl2↑+

2e-氧化反应

阴极：2Na++2e-→2Na

还原反应

总式：

2NaCl2Na+Cl2↑通电

电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。★构成条件:(1)外加直流电源

(2)与电源相连的两个电极：

接电源正极的为阳极，发生氧化反应接电源负极的为阴极，发生还原反应

(3)电解质溶液或熔化的电解质

电子的流向:

电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）离子定向移动的方向:

阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动.惰性电极与活性电极：

惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，

也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：

阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)

阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阳极氯气铜CuCl2溶液实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况

阳离子：H+、Cu2+

阴离子：OH-、Cl-

做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：

阳极（接电源正极）

阴极（接电源负极）

与电极材料无关

（3）判断电极产物并书写电极反应:

阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电

阳极：2Cl-→Cl2↑+

2e-氧化反应

阴极：Cu2++2e-→Cu还原反应

总式：（2）判断离子的放电顺序：

阳离子：Cu2+>H+

阴离子：Cl->OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：

CuCl2溶液浓度降低

CuCl2Cu+Cl2↑电解★离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。

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用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3-、SO42-(等含氧酸根离子）>F-Ag+>Fe3+

>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）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。阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：★电解规律阴极阳极氯气铜实例电极反应

浓度PH值复原CuCl2

阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu↓减小减小CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑电解1、电解电解质型阳极阴极氧气氢气实例电极反应

浓度PH值复原Na2SO4

阳极:4OH-→4e-＋2H2O+O2↑阴极:

4H++4e-→2H2↑变大不变

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑电解2、电解水型阳极阴极氯气氢气实例电极反应

浓度PH值复原NaCl

阳极:2Cl-→2e-＋Cl2↑阴极:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑电解减小增大加HClNaCl溶液3、放氢生碱型实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-→4e-＋2H2O+O2

↑阴极：Cu2++2e-→

Cu减小减小加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4电解3、放氧生酸型电解规律（惰性电极）小结

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2

、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。1.分析电解问题的基本方法思路(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。归纳总结(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。2.电极反应规律(1)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。阳离子放电顺序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……归纳总结电解质及类别电极反应式电解物质pH变化复原方法电解水H2SO4(含氧酸)阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－=2H2↑H2O减小加入H2ONaOH(强碱)增大Na2SO4(活泼金属的含氧酸盐)不变电解电解质HCl(无氧酸)阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H＋＋2e－=H2↑HCl增大加入HClCuCl2(不活泼金属的无氧酸盐)阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－=CuCuCl2加入CuCl2电解水和电解质NaCl(活泼金属的无氧酸盐)阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H＋＋2e－=H2↑NaCl、H2O增大加入HClCuSO4(不活泼金属的含氧酸盐)阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－=2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO