-高中化学选修四第四章第三章电解池知识点

第三节电解池电解原理电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池或电解槽。2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程。反应条件：eq\o\ac(○,1)连接直流电源eq\o\ac(○,2)阴阳两极阴极：与电源负极相连；极：与电源正极相连。eq\o\ac(○,3)两极处于电解质溶液或熔融电解质中eq\o\ac(○,4)两电极形成闭合回路4、电子流向：电源负极—电解池阴极—离子定向运动（电解质溶液）—电解池阳极—电源正极5、电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应失去电子；阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应得到电子。7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程8、反应规律：阳极：活泼金属—电极失电子（Au，Pt除外）；惰性电极—溶液中阴离子失电子阴离子失电子能力：活泼金属（除Pt，Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-阳离子得电子能力：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即金属活泼性顺序表的逆向）规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件。9、四类电解型的电解规律（当阳极为惰性电极时）①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐），pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。电解质溶液复原—加适量水。②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐），无氧酸pH变大，不活泼金属的无氧酸盐pH不变。电解质溶液复原—加适量电解质。③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐），pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸。④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐），pH变小。电解质溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物。10、注事项（1）无氧酸是其本省的电解（2）含氧酸时水的电解（3）可溶性碱式水的电解（4）活泼型金属的含氧酸盐也是水的电解（5）活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性，阳极析出非金属单质（6）不活泼金属的无氧盐时该盐的电解（7）中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属，阳极得到氧气同时酸性提高。【习题一】（2018•长春一模）铝表面空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是（）A．阴极上有金属铝生成B．电极A为石墨，电极B为金属铝C．OH-在电极A上放电，有氧气生成D．阳极的电极反应式为：2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为：2Al+3H2O电解Al2O3+3H2↑，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，阳极反应为：2Al+H2O-6e-=Al2O3+6H+，阴极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析。【解答】解：A、阴极反应为：2++2e-=H2↑，故A错误；

B、电极A为Al，故B错误；

C、电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，阳极反应为：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，故C错误；

D、阳极反应为：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，故D正确；

故选：D【习题二】（208•新课标Ⅱ）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO3二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液。钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na⇌2Na2CO3+C，下列说法错误的是（）A．放电时，ClO4-向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e-2CO32-+CD．充电时，正极反应为：Na++e-═N+【考点】原电池和电解池的工作原理．【分析】A．放电时，Na失电子作负极、Ni作正极，电解质溶液中阴离子向负极移动；

B．放电时Na作负极、Ni作正极，充电时Ni作阳极、Na作阴极，则放电电池反应式为3CO2+4Na⇌2Na2CO3+C、充电电池反应式为2Na2CO3+C⇌3CO2+4Na；

C．放电时负极反应式为Na-e-=Na+、正极反应式为3CO2+4e-═2CO32-+C；

D．充电时，原来的正极作电解池的阳极，失电子发生氧化反应。【解答】解：A．放电时，Na失电子作负极、Ni作正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以ClO4-向负极移动，故A正确；

B．放电时Na作负极、Ni作正极，充电时Ni作阳极、Na作阴极，则放电电池反应式为3CO2+4Na⇌2Na2CO3+C、充电电池反应式为2Na2CO3+C⇌3CO2+4Na，所以充电时释放CO2，放电时吸收CO2，故B正确；

C．放电时负极反应式为Na-e-=Na+、正极反应式为3CO2+4e-═2CO32-+C，故C正确；

D．充电时，原来的正极Ni作电解池的阳极，Na作电解池阴极，则正极发生的反应为原来正极反应式的逆反应，即2CO32-+C-4e-=3CO2，负极发生的反应为Na++e-═Na，故D错误；

故选：D。【习题三】用惰性电解电解饱和食盐水时，阴极发生的离子反应方程式为（）A．2H++2e-→H2↑B．2H20+2C1-→H2↑+C12↑+20H-C．2Cl--2e-→Cl2↑D．2H20+2NaCl→H2↑+Cl2↑+2Na0H【考点】电极反应和电池反应方程式．【专题】化学用语专题．【分析】用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，据此分析解答．【解答】解：用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl--2e→Cl2↑，阴极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e→H2↑，电池离子反应方程式为2H20+2C1-电解H2↑+C12↑+20H-，故选A。【习题四】下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（）A．电解饱和食盐水阴极：Na++e-═NaB．电解Na2SO4溶液阳极：4OH--4e-═2H2O+O2↑C．电解熔融NaCl阴极：Na++e-═NaD．电解NaOH溶液阳极：4OH--4e-═2H2O+O2↑【考点】电极反应和电池反应方程式．【专题】电化学专题．【分析】A、电解池的阴极阳离子发生得电子的还原反应，根据离子的放电顺序来回答；

B、电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，根据离子的放电顺序来回答；

C、电解池的阴极阳离子发生得电子的还原反应；

D、电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，根据离子的放电顺序来回答．【解答】解：A、电解饱和食盐水阴极：2H++2e-═H2↑，故A错误；

B、电解Na2SO4溶液阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故B正确；

C、电解熔融NaCl阴极上是钠离子得电子的还原反应，即：Na++e-═Na，故C正确；

D、电解NaOH溶液阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故D正确。

故选：A。电解原理的应用氯碱工业：电解饱和食盐水制取氯气、氢气、烧碱。电极反应：阴极：2H++2e-=H2↑（还原反应）阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）总反应化学方程式：2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑用离子方程式表示：2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或者合金的过程。条件：①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子电极反应：阳极（镀层金属）：Mn－e-=Mn+阴极（待镀金属）：Mn++e-=Mn镀铜反应：阳极（纯铜）：Cu-2e-=Cu2+阴极（镀件）：Cu2++2e-=Cu电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液。铜的精炼：阳极：粗铜阴极：纯铜电解液：硫酸铜电冶金：使矿石中的金属阳离子获得电子，才哦你个它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝电解氯化钠：通电前，氯化钠在高温下熔融：NaCl=Na++Cl-通直流电后，阳极：2Na++2e-=2Na阴极：2Cl-—2e-=CL2原电池，电解池，电镀池的比较性质类别原电池电解池电镀池定义（装置特点）将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属反应特征自发反应非自发反应非自发反应装置特征无电源，两级材料不同有电源，两级材料可同可不同有电源形成条件活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路两电极连接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路1镀层金属接电源正极，待镀金属接负极；2电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（能导电非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应，金属失去电子正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀）阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子阳极：金属电极失去电子阴极：电镀液中阳离子得到电子电子流向负极→正极电源负极→阴极电源正极→阳极同电解池溶液中带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池联系在两极上都发生氧化反应和还原反应【习题五】（2012•茂名二模）如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是（）A．Cu2+在A极被还原B．溶液蓝色逐渐变浅C．铜片连接A极，铁制品连接B极D．A极和B极直接相连，铜片被氧化【考点】电解原理的应用实验．【专题】电化学专题．【分析】根据电镀原理：用Cu在Fe片上镀铜时，镀件铁为阴极，镀层金属铜为阳极，电镀液是含有的镀层金属铜离子的盐，根据电极反应来判断即可．【解答】解：用Cu在Fe片上镀铜时，镀件铁为阴极，镀层金属铜为阳极，电镀液是含有的镀层金属铜离子的盐。

A、电镀池中，和电源的正极相连的金属铜是阳极，该极上是金属铜发生失电子的氧化反应，Cu-2e-=Cu2+，故A错误；

B、在电镀池的阴极上是Cu2++2e-=Cu，阳极上是Cu-2e-=Cu2+，电镀液中铜离子浓度不变，所以溶液蓝色不变，故B错误；

C、用Cu在Fe片上镀铜时，镀件铁为阴极，连接B极，镀层金属铜为阳极，连接A极，故C正确；

D、A极和B极直接相连，金属铜和金属铁构成原电池的两个电极，金属Cu为正极，该极上是铜离子发生得电子的还原反应，故D错误。

故选：C。【习题六】（2015秋•邯郸校级月考）关于电解精炼铜的说法正确的是（）A．粗铜作阴极B．用CuSO4作电解质溶液C．阳极只发生Cu-2e-═Cu2+反应，其它杂质沉淀为阳极泥D．电解质溶液的组成和浓度都不改变【考点】铜的电解精炼．【分析】电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，电解质溶液为硫酸铜，阳极材料是粗铜，阳极上失电子变成离子进入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，根据电解原理来回答．【解答】解：A、电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，故A错误；

B、电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，故B正确；

C、阳极上失电子变成离子进入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，故C错误；

D、阳极上失电子变成离子进入溶液，Cu-2e-=Cu2