q高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)(電解池)

電解原理及其應(yīng)用一、電解基本概念參考教材P791.電解定義：在_____的作用下，在兩極上分別_______________的過程叫做電解。電解池：將______轉(zhuǎn)變?yōu)開____

的裝置。2.電極:陰極:

相連,發(fā)生

反應(yīng)。陽極:

相連,發(fā)生

反應(yīng)。直流電發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)電能化學(xué)能與負(fù)極相連與正極相連還原氧化思考討論：如何判斷電解池的陰陽極？陽極：失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，陰離子流向的極，質(zhì)量減輕……陰極：得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子流向的極，質(zhì)量增加……⑴陽極：二、電解池的工作原理１.離子的放電順序活潑電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

⑵陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+酸水①活潑金屬電極：本身失去電子。（如Fe、Cu等）②惰性電極：溶液中的陰離子失去電子。溶液中的陽離子得電子。陽極：4OH——4e—=2H2O+O2

↑陰極：2Cu2++4e—=2Cu↓2CuSO4+2H2O==2H2SO4+O2↑+2Cu↓電解1、通電前2、通電后電解硫酸銅溶液總反應(yīng)：CuSO4=Cu2++SO42-H2O

H++OH-2Cu2++2H2O==4H++O2↑+2Cu↓電解用石墨做電極，電解下列溶液，寫出電解反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程。電極反應(yīng)

陽極

活潑金屬作電極由電極本身失電子

R

-ne-=Rn+惰性電極溶液中較易失電子的陰離子優(yōu)先放電陰極一定是溶液中易得電子的陽離子優(yōu)先放電

Rn++ne-=R電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷Rn--ne-=R

（Pt、Au、石墨）[特別提醒]

(1)Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔化狀態(tài)下放電。(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是該溶液的電解過程，是化學(xué)變化。(3)在水溶液中，含氧酸根和活潑金屬離子一般不放電，而是OH－和H＋放電。[特別提醒]當(dāng)電解過程中電解的是水和電解質(zhì)時(shí)，電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的是H＋或OH－放電，但在書寫總反應(yīng)式時(shí)要將反應(yīng)物中的H＋或OH－均換成水，在生成物中出現(xiàn)的是堿或酸，同時(shí)使陰極、陽極反應(yīng)式得失電子數(shù)目相同，將兩個(gè)電極反應(yīng)式相加，即得到總反應(yīng)的化學(xué)方程式。電解類型舉例電極反應(yīng)溶液pH變化

溶液復(fù)原方法

物質(zhì)類別

實(shí)例水電解含氧酸H2SO4

強(qiáng)堿NaOH

活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4

溶質(zhì)電解無氧酸HCl

不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2

溶質(zhì)和水同時(shí)電解活潑金屬的無氧酸鹽NaCl

不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4

3.電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的規(guī)律小結(jié)：

陽極：4OH—-4e—=O2↑+2H2O陰極：4H++4e—=2H2↑陽極2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：4H++4e—=2H2↑陽極2Cl—-2e-

=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu陽極2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H2O+2e—=H2↑+2OH-陽極：4OH—-4e—=O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e—=2Cu減小增大不變?cè)龃笤龃鬁p小H2OHClCuCl2

HClCuO電解水型！電解電解質(zhì)型！放氧生酸型！放氫生堿型！只放氫pH升；只放氧pH降；放氫放氧濃度增；無氫無氧少本身。歌訣：

1.用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加的是（）電解液的pH減小的是（）電解液的pH升高的是（）電解液的pH不變的是（）兩極都有氣體產(chǎn)生的是（）

A.CuSO4B.AgNO3

C.KCl

D.H2SO4E.NaNO3F.CuCl2鞏固與訓(xùn)練ABFABDCFECDE１、氯堿工業(yè)三、電解原理的應(yīng)用參考教材

（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動(dòng)，

向陽極移動(dòng)。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動(dòng)，因此陰極

濃度增大PH

。陰極方程式：

。2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+氯堿工業(yè)總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極 附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶橩I淀粉試 紙變藍(lán)色.(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個(gè)問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱：陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。(2)離子交換膜的作用：a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸b、避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO影響

NaOH的產(chǎn)量。提示：第二個(gè)問題：精制食鹽水

由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、

Fe3+、SO42—等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—1、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+

Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略過量BaCl2溶液除SO42-略過量Na2CO3溶液除Ca2+.

Ba2+

略過量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

適量HCl溶液調(diào)節(jié)PH除CO32-、OH-（02上海）某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl

B．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；HClO和NaClB負(fù)正變式訓(xùn)練：電解KI溶液、MgCl2溶液。寫出電極反應(yīng)及電池反應(yīng)方程式。陽極：陰極：總反應(yīng)：陽極：陰極：總反應(yīng)：2I--2e-=l22Cl--2e-=Cl22H++2e-=H22H++2e-=H2或2H2O+2e-=H2+2OH-或2H2O+2e-=H2+2OH-2Kl+2H2O=H2

↑+l2

+2KOH通電MgCl2+2H2O=H2

↑+Cl2↑

+Mg(OH)2通電2NaCl

（熔融）2Na+Cl2↑電解２、冶金工業(yè)（1）鈉的冶煉（3）鋁的冶煉（2）鎂的冶煉MgCl2(熔融)電解Mg+Cl2↑2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑電解陽極：2Cl-

-2e-

=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na陽極：6O2-

-12e-

=3O2↑陰極：4Al3++12e-=4Al3、電鍍銅電鍍1)定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。2)目的：4)電鍍的特點(diǎn)：3)電鍍材料的選擇：陰極——鍍件電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液陽極——鍍層金屬使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。1）陽極本身參加電極反應(yīng)2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變電解原理的應(yīng)用CuSO4溶液粗銅精銅Cu(Zn、Ag、Au)①②CuZn2+Cu2+CuCuAgAu4、電解精煉銅銅的電解精煉知識(shí)點(diǎn)粗銅純銅CuSO4溶液陽極：粗銅陰極：純銅薄片電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液Cu－2e－=Cu2+

a、比銅活潑的雜質(zhì)也會(huì)同時(shí)失去電子而溶解：Zn－2e－=Zn2+

Fe－2e－=Fe2+

Ni－2e－=Ni2+

b、比銅不活潑的雜質(zhì)（Au、Ag）不會(huì)溶解而從陽極上脫落下來而形成陽極泥。Cu2+＋2e－=Cu解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小提煉金、銀等貴重金屬。電鍍銅精煉銅形成條件電極反應(yīng)溶液變化鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子陽極Cu－2e-=Cu2+陰極Cu2++2e-=Cu電鍍液的濃度不變粗銅作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液陽極Zn－2e-=Zn2+

Cu-2e-=Cu2+等陰極Cu2++2e=Cu溶液中溶質(zhì)濃度減小分析與比較(2009·惠州)

利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。 （1）

a電極的材料應(yīng)為

，電極反應(yīng)式

。（2）電解液c可以是

A.純水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液（3）d可以是__，作用是

，在加d之前對(duì)電解液c應(yīng)作何簡單處理？

。（4）為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是

A.改用稀H2SO4作電解液B.適當(dāng)增大電源的電壓C.適當(dāng)減小兩極間的距離D.適當(dāng)降低電解液的溫度（5）若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象是?FeFe-2e-==Fe2+

BC隔絕空氣防止Fe(OH)2氧化苯加熱煮沸，排出溶解的O2BC白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色BC

思考與訓(xùn)練1、某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B．電解初期，主反應(yīng)方程式為：

C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出D．整個(gè)電解過程中，H＋的濃度不斷增大用鉑電極電解CuSO4溶液，當(dāng)Cu2+濃度降低至原來一半時(shí)停止通電，若加入下列物質(zhì)能使溶液恢復(fù)成原來濃度的是

A．無水CuSO4B．CuO

C．Cu(OH)2D．CuSO4·5H2O(B)電解一段時(shí)間，如何恢原到電解前的溶液既要考慮“質(zhì)”又要考慮“量”.例如:電解CuSO4溶液：抓住溶液的變化若加入CuO、Cu(OH)2，均能與H2SO4反應(yīng)生成CuSO4.①

CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O②Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O比較①、②消耗的H2SO4、生成的CuSO4、H2O即可知道:加入1molCu(OH)2能與1molH2SO4反應(yīng)能生成1molCuSO4和2molH2O.不符合電解時(shí)的相關(guān)物質(zhì)的比例.若改加CuO，則很合適.思考2：

如何確定所加物質(zhì)的量?(惰性電極)分析：由于兩極上通過的電子數(shù)相等,故陰、陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量間一定滿足確定的關(guān)系.因而加入物與其也有一定關(guān)系.例如:

電解含0.4molCuSO4溶液一段時(shí)間后，陽極上生成2.24L氣體(S.T.P),則應(yīng)加入CuO多少克？(用惰性電極)

解析

O2

～2CuO1mol2mol0.1mol0.2molm(CuO)＝0.2×80＝16(g)

故加入16gCuO即能恢復(fù)４、工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4。①電解時(shí)