電解原理?探究點一電解池

1．電解：電流通過電解質溶液(或熔融電解質)而在陰、陽兩極引起______________反應的過程。正確理解電解的概念應注意以下三點：①電解質溶液導電的過程就是________的過程；②電解是非自發地將________能轉化為________能；③電流是________流電。氧化還原電解電化學直

【知識梳理】

2．電解池：把電能轉化為化學能的裝置。(1)電解池的構成條件(見圖21－1)：①外加直流電源；②與電源相連的兩個電極；③電解質溶液或熔化的電解質。(2)電極名稱和電極材料①電極名稱陽極：接電源正極的為陽極，發生________反應；陰極：接電源負極的為陰極，發生________反應。②電極材料惰性電極：C、Pt、Au等，僅導電，不參與反應；活性電極：Fe、Cu、Ag等，既可以導電，又可以參與電極反應。圖21－1氧化還原1．電解原理圖解

【重點點撥】

2．離子放電順序(1)陽極：①活性材料作電極時：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進入溶液，陰離子不容易在電極上放電。②惰性材料作電極(Pt、Au、石墨等)時：溶液中陰離子的放電順序(由易到難)是：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子。(2)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發生反應的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上的放電順序是：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。例1

[2010·全國卷Ⅱ]圖21－3是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色——紅色，堿色——黃色)回答下列問題：(1)下列關于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號)；①A管溶液由紅變黃②B管溶液由紅變黃③A管溶液不變色④B管溶液不變色①④

【典例精析】

(2)寫出A管中發生反應的反應式：_____________________________________________

_________________________________；(3)寫出B管中發生反應的反應式：

________________________________________________________________________________；(4)檢驗a管中氣體的方法是______________________________________________

_________________________；

用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰

(5)檢驗b管中氣體的方法是_______________________________________________________________________________

；

用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內會復燃(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內，觀察到的現象是_____________________________________________；

溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)[點評]有關電解的試題關鍵是弄清電解的原理：陰、陽兩極及兩極發生的反應。本題容易忽視陰極反應的后續反應，即生成的氫氧根離子與原溶液中的鎂離子生成沉淀。下面的變式題則對電解原理及應用做了較全面的考查。變式題

下列敘述錯誤的是(

)A.鋼鐵表面發生吸氧腐蝕時，鋼鐵表面水膜的pH增大B.電解精煉銅時，同一時間內陽極溶解的銅的質量比陰極析出的銅的質量少C.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極D.工作時，在原電池的負極和電解池的陰極上都是發生失電子過程?探究點二電解規律項目物質類別代表物被電解物質陰極產物陽極產物電解方程式濃度變化pH溶液復原加入物質電解類型含氧酸H2SO4H2O電解水型可溶性堿NaOHH2O活潑金屬含氧酸鹽Na2SO4H2O不變無氧酸HClHCl電解自身型不活潑金屬無氧酸鹽CuCl2CuCl2活潑金屬無氧酸鹽NaClNaClH2ONaCl濃度減小，有NaOH生成放氫生堿型不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4CuSO4H2OCuSO4濃度減小，有H2SO4生成放氧生酸型增大降抵增大升高增大H2O減小升高減小升高升高降低CuO

【知識梳理】

離子的放電順序與電解規律的關系如果金屬做陽極(除金、鉑外)，金屬優先失去電子形成對應的金屬陽離子進入溶液，電解質溶液中的陰離子不失電子。如果陽極為惰性電極，則兩極按照下列順序放電：

【重點點撥】

離子區域電解類型溶液酸堿性變化規律實例Ⅰ與Ⅲ區電解質本身被電解溶液變稀，酸堿性變化根據具體溶質而定CuCl2、HClⅠ與Ⅳ區電解質和水被電解堿性增強NaClⅡ與Ⅲ區電解質和水被電解酸性增強CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區電解水型溶液被濃縮，酸堿性變化根據具體溶質而變Na2SO4、H2SO4、NaOH

例2

在如圖21－4所示的裝置中，電極均為石墨電極，通電一段時間后，發現a電極附近溶液呈紅色，甲、乙兩池中溶液的pH均減小，而①和④兩極電極產物的物質的量之比為1︰2，則下表中各組物質的水溶液符合上述條件的是(

)圖21－4

【典例精析】

ABCD甲KOHH2SO4CuSO4NaNO3乙CuSO4AgNO3HNO3HCl[點評]電解池串聯時，各個電極上通過的電子數相等，這是該類試題的突破口之一。此外，根據某極的現象推斷各個電極的類型是這類試題的切入點。本題集電源電極的判斷、電解產物的判斷及有關計算為一體，具有一定的綜合性，但只要熟悉電解的規律便能迅速解題。下面的變式題則需要對離子的放電規律較為熟悉才能正確解答。變式題

將0.3molNaCl和0.1molH2SO4溶于一定量的水中配成溶液，用石墨作電極電解該溶液時，根據電極產物，可分為三個階段，下列說法正確的是(

)①陰極始終只析出H2②第一階段相當于電解NaCl溶液③第一階段相當于電解HCl溶液④第二階段相當于電解NaCl溶液⑤第二階段相當于電解HCl溶液⑥第三階段相當于電解Na2SO4溶液A．①③④⑥B．①②④C．①②④⑥D．②④⑤⑥A?探究點三電解原理的應用電解食鹽水電解NaCl(熔融)電鍍鋅電解精煉銅裝置示意圖略陰極反應Zn2＋＋2e－＝Zn

__________________(精銅)

陽極反應

__________________(粗銅)

電解總反應2NaCl______________無無說明

(1)陰極室與陽極室應用隔膜分開

(2)食鹽水需經凈化，除去Mg2＋、Ca2＋、SO等離子電解法冶煉金屬常見的有：Na、Mg、Al，用的分別是熔融NaCl、熔融MgCl2、熔融Al2O3

(1)________必須作陰極

(2)____________作陽極

(3)用含______________的溶液作電鍍液

(1)________作陽極，溶解下來

(2)________作陰極

(3)電解質溶液常用______________

【典例精析】

1．原電池與電解池的區別與聯系原電池電解池能量轉化化學能→電能電能→化學能反應特征自發進行的反應非自發進行的反應電極名稱由電極本身決定負極：相對較活潑金屬正極：相對不活潑金屬(或非金屬)由電源決定陰極：與負極相連陽極：與正極相連電極反應負極：氧化反應正極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應裝置特征無電源，兩極不同有電源，兩極可以相同，也可以不同

【重點點撥】

原電池電解池電子流向

溶液中離子流向

陰離子→負極，陽離子→正極

陰離子→陽極，陽離子→陰極

舉例

Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

聯系

兩者均發生氧化還原反應

2.電化學的有關計算(1)原電池和電解池的計算包括：兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算、根據電荷量求產物的量與根據產物的量求電荷量等。(2)計算方法①根據電子守恒法計算：用于串聯電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電荷量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。②根據總反應式計算：先寫出電極反應式再寫出總反應式，最后根據總反應式列比例式計算。③根據關系式計算：依據得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。

例3利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是(

)①電解時以精銅作陽極②電解時陰極發生還原反應③粗銅連接電源負極，其電極反應是Cu－2e－＝Cu2＋④電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥A．①②B．②④C．②③D．③④

【典例精析】

B

電解精煉銅時粗銅做陽極，精銅作陰極，①錯誤；電解時陰極發生還原反應，②正確；粗銅是陽極應連