§12－2電解原理及其應(yīng)用高考目的要求：1、了解電解池的構(gòu)成條件及其工作原理、電極反應(yīng)、電池反應(yīng)的書寫2、了解電解原理的應(yīng)用——電解精煉、電鍍、氯堿工業(yè)3、有關(guān)電池（原電池、電解池）的判斷與計(jì)算一、電解池的工作原理和構(gòu)成條件（以惰性電極電解CuCl2溶液為例）實(shí)驗(yàn)：用惰性電極電解CuCl2溶液現(xiàn)象：（1）接通電源（直流電），電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（2）陰極C棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)（3）陽極C棒上有有刺激性氣味的黃綠色氣體生成，且氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)（4）溶液顏色變淺直至消失結(jié)論：CuCl2溶液能夠?qū)щ?，在?dǎo)電的同時(shí)，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成Cu和Cl2。CuCl2Cu＋Cl2(陰極)（陽極）電解原理分析：（I）通電前（電離）CuCl2Cu2+＋Cl－H2OH＋＋OH－（Ⅱ）通電時(shí)H＋、Cu2＋向陰極遷移，OH－、Cl－向陽極遷移；（Ⅲ）電極反應(yīng)陰極（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－Cu(還原)陽極(Cl－＞OH－)2Cl－－2e－Cl2(氧化)總反應(yīng)（電解反應(yīng)方程式）CuCl2Cu＋Cl2(陰極)（陽極）（Ⅳ）現(xiàn)象（前面已述略）（Ⅴ）本質(zhì)CuCl2(電解質(zhì)本身)被電解流出經(jīng)導(dǎo)線流向過程電子從外電源（直流電）的負(fù)極陰極流出經(jīng)導(dǎo)線流向溶液中的陽離子在電場力作用下遷移到陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)溶液中的陰離子在電場力作用下遷移到陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)流進(jìn)經(jīng)導(dǎo)線流回電子外電源的正極（形成閉合回路）流進(jìn)經(jīng)導(dǎo)線流回即：在外電路中依靠電子定向移動(dòng)形成電流，在電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）中依靠離子定向移動(dòng)形成電流，在電極和電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）之間依靠依靠氧化還原反應(yīng)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而導(dǎo)電。所以，電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）的電解過程就是電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）的導(dǎo)電過程，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，就肯定發(fā)生了電解。1、基本概念（1）電解：電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解（電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）導(dǎo)電，必定發(fā)生了電解）（2）電解池（電解槽）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池（電解槽）①兩個(gè)電極（可同可不同）電解池（電解槽）的組成②電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）③外接電源（直流電）并形成閉合回路（3）電極的名稱（由外接直流電源決定）陰極——與外接電源負(fù)極相連的電極，陽極——與外接電源正極相連的電極；電極材料：可以是惰性電極（如C、Pt、Au等），也可以是金屬電極（如Zn、Fe、Cu、Ag等）；未指明電極材料的電極通常指惰性電極。2、電極上陰陽離子放電的一般規(guī)律陰陽離子在電極上得失電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程統(tǒng)稱放電，放電的先后順序主要決定于陰離子的還原能力和陽離子氧化能力的大小，一般規(guī)律如下：陽極放電順序及對應(yīng)的氧化產(chǎn)物：金屬陽極（Zn、Fe、Cu、Ag等）＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞F－（失電子變成陽離子陽極溶解進(jìn)入溶液）（失去電子，生成單質(zhì)）（生成氧氣）（在水溶液中不放電）陰極放電（陽離子得電子被還原）順序及對應(yīng)的還原產(chǎn)物（一般與金屬活動(dòng)性順序相反）Ag＋＞（Fe3＋）＞Hg2＋＞Cu2＋＞(H＋酸)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞(H2O中的H＋)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋沉淀金屬單質(zhì)（Fe2＋）析出氫氣沉淀金屬單質(zhì)析出氫氣在水溶液中不放電3、電離和電解的比較（教師指導(dǎo)學(xué)生完成）電離電解條件過程特點(diǎn)聯(lián)系5、歸納小結(jié)（1）電解池電能變成化學(xué)能，電極名稱電源定，電源正極接陽極，外接負(fù)極便是陰；金陽溶解被氧化，惰陽放電離子陰，陰極沉淀或析氫，還原反應(yīng)此極生。（2）電極變化規(guī)律惰性陽極，不予考慮，金屬電極，不可不理；陽極溶解，進(jìn)入溶液，陰極沉淀，或析氫氣。6、學(xué)生練習(xí)用惰性電極電解下列溶液的電解過程的分析⑴HCl溶液⑵H2SO4溶液⑶KNO3溶液⑷NaOH溶液⑸NaCl溶液⑹CuSO4溶液從（Ⅰ）通電前（電離），（Ⅱ）通電時(shí)（遷移），（Ⅲ）電極反應(yīng)（陰極反應(yīng)陽極反應(yīng)電解化學(xué)方程式離子方程式）（Ⅳ）可能有的現(xiàn)象，（Ⅴ）本質(zhì)（實(shí)質(zhì)）五個(gè)方面對每種溶液進(jìn)行分析。7、歸納用惰性電極電解酸、堿、鹽水溶液的規(guī)律（四種類型）（教師指導(dǎo)學(xué)生完成）類型電解質(zhì)的組成特點(diǎn)實(shí)例電解對象電解質(zhì)濃度PH電解質(zhì)溶液復(fù)原電（分）解電解質(zhì)型無氧酸及不活潑金屬無氧酸鹽HClCuCl2電（分）解水型含氧酸、強(qiáng)堿及活潑金屬含氧酸鹽HNO3NaOHNa2SO4（陰極）放氫生堿型活潑金屬無氧酸鹽NaCl生成新電解質(zhì)（陽極）放氧生酸型不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4生成新電解質(zhì)二、電解原理的應(yīng)用1、電解精煉銅（1）電解精煉銅電解池的組成①純銅陰極②粗銅（含雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）陽極③含Cu2＋的鹽溶液（如CuSO4溶液）做電解質(zhì)溶液并與外電源形成閉合回路。（2）電解精煉銅的原理（過程）分析（Ⅰ）通電前（電離）CuSO4Cu2+＋SO42－H2OH＋＋OH－（Ⅱ）通電時(shí)（離子遷移）Cu2＋、H＋向陰極遷移，OH－、SO42－向陽極遷移。（Ⅲ）電極反應(yīng)陰極（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－Cu(還原)陽極（金屬陽極＞OH－＞SO42－）M－2e－M2＋（氧化）（M＝Zn、Fe、Ni、Cu）Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋比Cu2＋難放電而除去，Cu2＋在陰極獲得電子析出純銅，Ag、Au比銅難失電子從陽極脫落形成陽極泥（提取貴重金屬金和銀），所得金屬銅叫做電解銅（含－％）制電器電線。電解Cu2＋電解方程式（一般不寫）Cu(陽極金屬銅溶解)Cu電解Cu2＋（Ⅳ）現(xiàn)象陽極逐漸溶解，底部有泥狀物質(zhì)沉淀；陰極析出紅色物質(zhì)。（Ⅴ）本質(zhì)粗銅陽極上的銅在直流電的作用下逐漸轉(zhuǎn)移到陰極，粗銅中的雜質(zhì)進(jìn)入溶液或陽極泥而除去。2、電鍍（以鍍銅為例來說明）（1）電鍍池(電解池)的組成①被鍍鍍件做陰極②鍍層金屬（如銅）做陽極③含鍍層金屬陽離子（如CuSO4溶液）的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，并與外電源形成閉合回路。電鍍原理（過程）分析（Ⅰ）通電前（電離）CuSO4Cu2+＋SO42－H2OH＋＋OH－（Ⅱ）通電時(shí)（離子遷移）Cu2＋、H＋向陰極遷移，OH－、SO42－向陽極遷移。（Ⅲ）電極反應(yīng)陰極（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－Cu(還原)陽極（金屬陽極＞OH－＞SO42－）Cu－2e－Cu2＋（氧化）電解電解Cu2＋Cu(陽極金屬銅溶解)Cu(陰極金屬銅析出)（Ⅳ）現(xiàn)象陽極逐漸溶解；陰極析出紅色物質(zhì)。（Ⅴ）本質(zhì)銅陽極上的銅在直流電的作用下逐漸轉(zhuǎn)移到陰極，陰極鍍件上析出金屬銅。鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳等與鍍銅類似。（3）電鍍的概念利用電解原理在金屬或非金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程叫做電鍍。（4）電鍍的目的（意義）使金屬或非金屬物件更加美觀耐用，增強(qiáng)抗銹抗腐能力。（5）電鍍池（槽）的組成①被鍍鍍件與直流電源負(fù)極相連（做陰極）②鍍層金屬與直流電源正極相連（做陽極）③含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，并與外電源形成閉合回路。3、電冶金屬（電解冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等）電解Na3AlF6如2Al2O電解Na3AlF6電解電解熔融2NaCl2Na＋Cl2↑電解電解熔融MgCl2Mg＋Cl2↑4、氯堿工業(yè)——工業(yè)上用電解飽和食鹽水（NaCl溶液）的方法制取燒堿（NaOH）、氯氣(Cl2)、氫氣(H2)，以及以燒堿（NaOH）、氯氣(Cl2)、氫氣(H2)為原料生產(chǎn)一系列其他化工產(chǎn)品的化工生產(chǎn)過程統(tǒng)稱氯堿工業(yè)。（基礎(chǔ)化工之一）氯堿工業(yè)的應(yīng)用：化工、輕工、紡織、冶金、石化及公用事業(yè)。原理：2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaOH＋Cl2↑設(shè)備：陽離子交換膜電解池（槽）歸納小結(jié)（