电解原理及应用

一、电解

1．概念：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。

2．特点 (1)电解是最强有力的氧化还原手段，是不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的。

(2)电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。

二、电解池

1．定义：把电能转化成化学能的装置。

2．形成条件(1)直流电源；

(2)两个电极：与电源正极相连的一极是阳极；与电源负极相连的一极是阴极；

(3)电解质溶液或熔融电解质；

(4)形成闭合回路。

3．装置及电极反应

以电解CuCl2溶液为例

(1)装置

(2)电极反应

4.电子流向和离子流向

(1)电子流向：电源负极―→电解池阴极 电解池阳极―→电源正极

(2)离子流向：阳离子―→电解池阴极 阴离子―→电解池阳极

三、电解池中电极反应式的书写：

离子放电顺序：

（1）阳极：活性电极>Cl->OH->含氧酸跟（最高价）>F-

（2）阴极：Ag+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+---Zn2+>H+（水）>Al3+---K+

例1、写出用惰性电极电解下列溶液的化学方程式：

（1）电解AgNO3溶液

（2） 电解MgCl2溶液

（3） 电解硫酸溶液

（4） 电解氢氧化钠溶液

（5） 电解硫酸钠溶液

（6） 电解氯化铜溶液

（6）电解盐酸

四、主要计算方法：

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列

三种方法：

1 根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，

其依据是阴、阳两级转移的电子的物质的量相等。

② 根据电荷守恒法。

3 根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算，混

合溶液的电解要分清阶段，理清两电极电解过程中的电子守恒。　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列有关电解池的说法正确的是(　　)

A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极

B．无论电解何种物质，阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等

C．电解氯化铜溶液时，在阴极上有气体生成

D．电解NaCl、CuCl2两种溶液，参加反应的物质是相同的

2．欲完成反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是(　　)

3.下图是电解CuCl2溶液的装置，两个电极是石墨电极，则下列有关判断正确的是(　　)

A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极

C．电解过程中，Cl－浓度不变 D．电解过程中，d电极质量增加

4.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为 2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)

A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应

C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成

5.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下 列实验现象中正确的是(　　)

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

6、（2013海南卷）下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是（ ）

7．(2012·福建理综，9)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是 (　　)

8．用惰性电极电解下列溶液（溶质为足量）一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)

A．AgNO3[Ag2O] B．NaOH[H2O] C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]

9．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是(　　)

A．稀盐酸 B．KNO3溶液 C．CuSO4溶液 D．稀硫酸

10．在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题：

(1)发生氧化反应的是________极，电极反应式为____________________________________。

(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为________。

(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入_______ mol的________。

(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________g，电解液的

pH________。(填“变小”、“变大”或“不变”)

　电解原理的应用

电解原理的应用

1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。

电极的反应式(并注明反应类型)

阳极：

阴极：

总反应式：

其中阴极反应中的H＋是由 电离产生的。

2．电镀

(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。

(2)电镀

在电镀过程中，电镀液的浓度不变。

3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银)

(1) 作阳极，电极反应：

作阴极，电极反应：

电解质溶液 溶液。

(2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。

4．电冶金制取金属

Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融

的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：

阴极： 。

阳极： 。

总反应式： 。　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　)

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

3．在铁制品上镀上一层锌层，以下电镀方案中合理的是(　　)

A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2＋ B．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Zn2＋

C．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3＋ D．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Zn2＋

4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋2＋2＋) (　　)

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt

5．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使 用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时(　　)

A．粗铜接电源负极 B．纯铜作阳极

C．杂质都将以单质形式沉积到池底 D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol

4．依据下图判断，下列叙述正确的是(　　)

A．Ⅰ是原电池，Ⅱ是电镀装置

B．Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应

C．Ⅱ、Ⅲ装置中，铜极均发生氧化反应而溶解

D．Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2＋浓度基本不变

6.请按要求回答下列问题。(1)根据图1回答①②：

①打开K2，合并K1：A电极可观察到的现象是 ；B极的电极反应式为 。

②打开K1，合并K2：A电极可观察到的现象是 ；B电极的电极反应式为 ；

(2)根据图2回答③④：

③将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为

，

电解反应的离子方程式为__________________________________________________；

④实验完成后，铜电极增重1.28g，石墨电极产生标准状况下的气体体积为________mL。

一轮复习电解池原理及应用