高中化學電化學基礎專題電解原理新人教

有關電解金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個原理應用于工業(yè)生產，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術上得到重要應用，它的產量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。電解是將電能轉化為化學能的一種重要方法。一、電解原理（以電解氯化鈉為例）實驗：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：

陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍（Cl2)陰極：有金屬鈉析出陰極陽極氯氣鈉熔融NaCl☆實驗分析：通電前：分析熔融電解質中的離子情況陽離子：Na+

陰離子：Cl-——做無規(guī)則運動通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：

陽極（接電源正極）陰極（接電源負極）——與電極材料無關（2）判斷電極產物并書寫電極反應:

陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電

陽極：2Cl-→Cl2↑+

2e-氧化反應

陰極：2Na++2e-→2Na

還原反應

總式：

2NaCl2Na+Cl2↑通電

電解:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。電解池:借助氧化還原反應，把電能轉化為化學能的裝置。★構成條件:(1)外加直流電源

(2)與電源相連的兩個電極：

接電源正極的為陽極，發(fā)生氧化反應接電源負極的為陰極，發(fā)生還原反應

(3)電解質溶液或熔化的電解質

電子的流向:

電子從外加電源的負極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）離子定向移動的方向:

陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.惰性電極與活性電極：

惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導電，不參與反應活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導電、又可以參與電極反應電解過程不僅可以在熔融電解質中進行，

也可以在電解質溶液中進行。以電解氯化銅為例實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：

陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍（Cl2)

陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液實驗分析：通電前：分析電解質溶液中的離子情況

陽離子：H+、Cu2+

陰離子：OH-、Cl-

做無規(guī)則運動通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：

陽極（接電源正極）

陰極（接電源負極）

與電極材料無關

（3）判斷電極產物并書寫電極反應:

陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電

陽極：2Cl-→Cl2↑+

2e-氧化反應

陰極：Cu2++2e-→Cu還原反應

總式：（2）判斷離子的放電順序：

陽離子：Cu2+>H+

陰離子：Cl->OH-（4）分析電解質溶液的變化情況：

CuCl2溶液濃度降低

CuCl2Cu+Cl2↑電解★離子放電順序：陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。

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用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3-、SO42-(等含氧酸根離子）>F-Ag+>Fe3+

>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：當離子濃度相差較大時，放電順序要發(fā)生變化，相同時按H+,不同時按（H+）陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：陽極：★電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實例電極反應

濃度PH值復原CuCl2

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e-=2Cu↓減小減小CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑電解1、電解電解質型陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應

濃度PH值復原Na2SO4

陽極:4OH-→4e-＋2H2O+O2↑陰極:

4H++4e-→2H2↑變大不變

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解2、電解水型陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應

濃度PH值復原NaCl

陽極:2Cl-→2e-＋Cl2↑陰極:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大加HClNaCl溶液3、放氫生堿型實例電極反應濃度PH值復原CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH-→4e-＋2H2O+O2

↑陰極：Cu2++2e-→

Cu減小減小加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4電解3、放氧生酸型電解規(guī)律（惰性電極）小結

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2

、HClⅠ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+(4)能結合題目要求分析電解時的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH變化等。1.分析電解問題的基本方法思路(1)通電前：電解質溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H＋和OH－)。(2)通電時：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結合放電順序分析誰優(yōu)先放電(注意活潑金屬作陽極時優(yōu)先放電)。(3)正確書寫電極反應式，要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。歸納總結(2)陽極：溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電順序：金屬陽極>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。2.電極反應規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……歸納總結電解質及類別電極反應式電解物質pH變化復原方法電解水H2SO4(含氧酸)陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O陰極：4H＋＋4e－=2H2↑H2O減小加入H2ONaOH(強堿)增大Na2SO4(活潑金屬的含氧酸鹽)不變電解電解質HCl(無氧酸)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑HCl增大加入HClCuCl2(不活潑金屬的無氧酸鹽)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－=CuCuCl2加入CuCl2電解水和電解質NaCl(活潑金屬的無氧酸鹽)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑NaCl、H2O增大加入HClCuSO4(不活潑金屬的含氧酸鹽)陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O陰極：2Cu2＋＋4e－=2CuCuSO4、H2O減小加入CuO或CuCO