高三化學(xué)考點(diǎn)解析復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案22

考點(diǎn)22電解池原理

考點(diǎn)聚焦

1.通過電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、

陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。

2.知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

的實(shí)際意義。

知識梳理

1.原電池和電解池的比較:

裝置原電池電解池

Zn廠0Cu

U±。,丁

實(shí)例

二1三三|二1稀硫酸上^|斗CuCk溶液

原理

①電極：兩種不同的導(dǎo)體

①電源；

形成條相連；

②電極（惰性或非惰性）；

件②電解質(zhì)溶液：能與電極

③電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。

反應(yīng)。

反應(yīng)類

自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

型

由電極本身性質(zhì)決定：由外電源決定：

電極名

正極：材料性質(zhì)較不活潑陽極：連電源的正極；

稱

的電極；陰極：連電源的負(fù)極；

負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的

電極。

負(fù)極:Zn-2e=Zn2+（氧化陰極：Cu2++2e^=Cu（還原

電極反反應(yīng)）反應(yīng)）

應(yīng)正極：2H'+2e=H2t（還原陽極:2Cr-2e=Cl21（氧

反應(yīng)）化反應(yīng)）

電子流

向

電流方

向

能量轉(zhuǎn)

化

①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；②

①抗金屬的電化腐蝕；

應(yīng)用電鍍（鍍銅）；③電冶（冶煉

②實(shí)用電池。

Na、Mg、Al）；④精煉（精銅）。

4.電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷——放電順序

⑴陰極A.陰極材料（金屬或石墨）總是受到保護(hù)。

B.陽離子得電子順序一金屬活動順序表的反表：K+<Ca2+<Na<

Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<（H+）<Cu2+<Hg2+<Ag+（陽

離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對）

⑵陽極A.陽極材料是惰性電極（C、Pt、Au、Ti等）時(shí)：陰離子失

電子：S">I>Br>Cl>OH>NO;等含氧酸根離子>F

B.陽極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。

5.電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：①分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；

②分析離子的放電順序；③確定電極、寫出電極反應(yīng)式；④寫出電解

方程式。如：

⑴電解NaCl溶液:2NaCl+2H20里維H2t+Ckt+2NaOH,溶質(zhì)、

溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大。

⑵電解CuSOi溶液：2CuS0」+2H2。里鯉2Cu+02t+2H2SO」溶質(zhì)、

溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH減小。

⑶電解CuCb溶液:CuCb更維Cu+Cbt

電解鹽酸：2HC1更解H2t+Cl2t溶劑不變，實(shí)際上是電解溶

質(zhì),PH增大。

⑷電解稀H2sO,、NaOH溶液、Na2s。4溶液:2H?0更解2H2t+02t,

溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、

鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。

（5）電解熔融NaOH:4NaOH里-4Na+02t+H20t

⑹用銅電極電解Na2sO4溶液:Cu+2.0更解CU（0H）2+H2t

（注意：不是電解水。）

8.電解原理的應(yīng)用;?2

A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）粗鹽稀食鹽水"\I

（―——?NaOH

⑴反應(yīng)原理上＞Na+

精制飽和_?一心。（含少量

NaCl溶液

陽極:NaOH）

陰極:

圖20-1

總反應(yīng)：2NaCl+2H2。曳鯉乩t+C12t+2NaOH

⑵設(shè)備（陽離子交換膜電解槽）

①組成：陽極一Ti、陰極一Fe

②陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣

體通過。

⑶制燒堿生產(chǎn)過程（離子交換膜法）①食鹽水的精制：粗鹽（含

泥沙、Ca2\Mg2\Fe"、s。：等）一加入NaOH溶液一加入BaCb溶液

一加入Na2c溶液一過濾一加入鹽酸f加入離子交換劑（NaR）②

電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽極區(qū)加入，乩0從陰極區(qū)

加入。陰極H+放電，破壞了水的電離平衡，使0H濃度增大，0H和

Na'形成NaOH溶液。

B、電解冶煉鋁

+3-

⑴原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF6

（B）、氧化鋁：鋁土礦得患NaA102口皤Al（0H）3

-AI2O3

｛（2）原理陽極_____________________

陰極_____________________

總反應(yīng):4A13++6O2-里.4A1+302t

⑶設(shè)備：電解槽（陽極C、陰極Fe）因?yàn)殛枠O材料不斷地與

生成的氧氣反應(yīng)：C+02CO+CO2,故需定時(shí)補(bǔ)充。

C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。

⑴鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離

子。電鍍鋅原理：

[陽極Zn-2e~=Zn2+

陰極Zn2++2e~=Zn

⑵電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。⑶在電鍍控制的條件下，

水電離出來的中和OFT一般不起反應(yīng)。⑷電鍍液中加氨水或NaCN

的原因：使Zn"離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。

D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg,Al等。

E、電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu-

銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成“陽極泥”。

試題枚舉

【例1】將兩個箱電極插入500mLCuSCh溶液中進(jìn)行電解，通電一定

時(shí)間后，某一電極增重0.064g（設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考

慮水解和溶液體積變化），此時(shí)溶液中氫離子濃度約為

A.4X103moi/LB.2X103mol/LC.1X103mol/L

D.lX107mol/L

解析：根據(jù)電解規(guī)律可知陰極反應(yīng):Cu"+2e=Cu,增重0.064gCu,

應(yīng)是Cu的質(zhì)量，根據(jù)總反應(yīng)方程式：

2CuS0」+2H2。蟠2Cu+0,t+2H2SO4—>4H,

2X64g4mol

0.064gx

x=0.002mol

0.002M（^

[H*]=0.5￡=4XlOmol/L

答案：A

［例2］某堿性蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：

軟電4

Fe+NiO2+2H2OFe(0H)2+Ni(0H)2,下列說法中正確的

是：

A、放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Fe.

B、放電時(shí)，正極反應(yīng)是：NiO2+2e+2H=Ni(OH)2

C、充電時(shí)，陰極反應(yīng)是：Ni(0H)2-2e+20H=NiO2+2H2O

D、充電時(shí)，陽極附近pH值減小.

解析：根據(jù)原電池在放電時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反

應(yīng),再根據(jù)元素化合價(jià)變化,可判斷該電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe,

正極為NiOz,此電池為堿性電池,在書寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程

式時(shí)不能出現(xiàn)H.，故放電時(shí)的電極反應(yīng)是：負(fù)極:Fe—2e+20H=Fe(0H)2,

正極：NiO^e+2H2O=Ni(OH)2+2OHo原電池充電時(shí)，發(fā)生電解反應(yīng)，此

時(shí)陰極反應(yīng)為原電池負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng),陽極反應(yīng)為原電池正極反應(yīng)

的逆反應(yīng)，由此可判斷正確選項(xiàng)應(yīng)為A、Do

答案：AD

［例3］甲、乙兩個容器中，分別加入0.Imol/LNaCl溶液與

0.Imol/LAgNO3溶液后，以Pt為電極進(jìn)行電解時(shí),在A、B、C、D各

電極上生成物的物質(zhì)的量之比為:

解析：此裝置相當(dāng)于兩個電解槽串聯(lián)到一起,在整個電路中電子轉(zhuǎn)

移總數(shù)相等.首先判斷各極是陽極還是陰極，即電極名稱，再分析各

極發(fā)生的反應(yīng).A極（陰極）反應(yīng)：2H』2e=H2f,B極（陽極）反

應(yīng)：2C1-2e-=Ckt;C極（陰極）反應(yīng)：Ag++e-=Ag；D極（陽極）反

應(yīng):40萬-4/=2乩0+02f,根據(jù)電子守恒法可知，若整個電路中