电解池原理及其应用

电解池原理及其应用高三化学复习1考纲要求1、理解电解原理。2、了解电解池的应用，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。3、能写出电解池的电极反应式。4、掌握电解质的电解规律，能判断电解产物和利用电解原理进行计算。2一、电解原理使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程，叫电解。⑴、电流是发生氧化—还原反应的根源、动力。电源为直流电⑵、阴阳离子在做定向运动——导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；而金属导电是由自由电子的定向运动形成，无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。3定义：组成：电极阳极：阴极：把电能转化为化学能的装置。直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融电解质）、形成闭合回路与电源正极相连的电极，氧化反应。与电源负极相连的电极，还原反应。惰性电极：C、Pt、Au等活性电极：Zn、Fe、Cu、Ag等电极材料二、电解装置——电解池4直流电源电极电解质电极反应阴极:Cu2++2e＝Cu（还原反应）阳极:2Cl－－2e＝Cl2↑

（氧化反应）CuCl2

＝

Cu2++2Cl–电解氯化铜原理阴极阳极ee正极负极电源总反应:Cu2++2Cl－电解CuCl2电解Cu+Cl2↑Cu+Cl2↑（氧–还反应）被还原（析出Cu）Cu2+得e被氧化（放出Cl2↑）

Cl–失e视频5三、电解原理电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在通电时发生定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应，这就是电解的原理。

电子流动方向：离子移动方向：电流方向：

电源正极→电解池阳极→电解池阴极→电源负极电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极阴离子→电解池阳极阳离子→电解池阴极6阴离子在阳极放电：失电子阳离子在阴极放电：得电子K+、Ca2+

、Na+、Mg2+

、Al3+

、Zn2+

、Fe2+

、Sn2+

、Pb2+

、H+(酸)Cu2+

、Hg2+

、Ag+.

得e能力依次增强除Au、Pt外的金属、S2－、X－、OH－、含氧酸根离子、F－失e能力依次减弱四、离子放电顺序视频7五、电极反应式、电解方程式的书：例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，方法③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；阳极：4OH－

－4e＝O2↑+2H2O阴极：2Cu2+＋4e＝2Cu①、首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、阳离子的放电顺序：②、然后写电极反应式：电解电解2Cu＋O2↑+4H+或2CuSO4+2H2O（电解化学方程式）2Cu＋O2↑+2H2SO42Cu2++2H2O（电解离子方程式）H2OH++OH－

CuSO4＝Cu2++SO4

2－OH－

SO4

2－

阴极：阳极：＞H+

Cu2+＜8水增大增大水增大减小水增大不变电解质减小增大电解质减小——电解质和水得新电解质增大电解质和水得新电解质减小1、用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：练习9类型

电极反应特点

实例

电解水型

阴：2H++2e-=H2↑阳：4OH—4e-=2H2O+O2↑

NaOHH2SO4

Na2SO4

电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HClCuCl2

放氢生碱型阴极：水放H2产生碱阳极；电解质阴离子放电NaCl放氧生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：水放O2产生酸CuSO4

六、用惰性电极进行溶液电解的规律：

10Ⅰ、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+Ⅱ、Cu2+、Hg2+、Ag+Ⅲ、S2－、I－、Br－、Cl－Ⅳ、OH－、含氧酸根离子、F－ⅠⅣⅡⅢⅠⅢⅣⅡ小结：惰性电极进行溶液电解，电解质组成情况112、如图所示，X、Y分别是直流电源的电极，通电后发现A极质量增加，B极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（）练习A123、下列有关电解的说法正确的是（）①电解是把电能转变成化学能②电解是把化学能转变成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤D134、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（）A、CuSO4B、H2OC、CuOD、Cu(OH)2C145、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

B

156、用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（）A、Cu2+＞X3+＞H+B、H+＞X3+＞Cu2+C、X3+＞H+＞Cu2+D、Cu2+＞H+＞X3+D

167、将1L含有0.4molCuSO4和0.2molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3molCu，另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是多少?此时溶液的pH值是多少?4.48L;1-2lg217对比原电池与电解池18比较项目电解池原电池能量转换电能转化为化学能化学能转化为电能能否自发反应一般不自发反应一定自发两个电极氧化反应失去电子接电源正极，阳极作为负极，对外电路送出电子还原反应获得电子接电源负极，阴极作为正极，接受由外电路流回的电子电池内离子的迁移方向阴离子向正极（阳极）迁移阳离子向负极（阴极）迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移相同点两个电极、导线、电解质溶液19阳极Zn—2e==Zn2+阴极Zn2++2e==Zn镀件:

阴极

镀层金属:

阳极电镀液:

含有镀层金属阳离子的可溶盐溶液,其浓度和PH值不变七、电镀原理:(以铜棒镀锌为例):20八、粗铜精练电解质溶液的浓度是否变化？精铜粗铜(ZnFeAgAu)阳极:Zn－2e=Zn2+Cu–2e=Cu2+阴极：Cu2++2e=CuCuSO4溶液ZnFe以何形式存在？AgAu以何形式存在？2122九、氯碱工业视频2324阳离子交换膜的作用：(1)防止H2、Cl2混合电火花下反应爆炸H2+Cl2==HCl(2)防止防止Cl2进入阴极区与NaOH反应，影响烧碱的质量和产量。Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O电火花25精制食盐水：(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)①加入稍过量的NaOH溶液②加入稍过量BaCl2溶液。(其中①、②顺序可以交换)③加入稍过量的Na2CO3溶液④过滤[除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等]；⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的pH）；⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等离子）。26例表面皿中电解质溶液已经滴加酚酞。问哪些区域先变红？为何？FeB：O2+2H2O+4e-=4OH-E：2H++2e-=H2↑278、装置工作一段时间后，发现B池中有一极的质量减少。以下有关的推断中正确的（）①M是电源的负极②B中Cu电极的质量减少③C中溶液的pH升高④D中溶液的pH下降⑤B中电解液的浓度基本不变⑥相同条件下的A，C，D池中生成气体的总体积为C>A>DA只有⑤⑥B只有③④⑤⑥C全部D除②

C练习289、近年来，加“碘”食盐主要使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液(加少量K2C