1电解池 一对一.docx
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1电解池一对一
师：
电解池是什么呢？
生：
回答
师：
电解池和原电池有什么区别呢？
师：
电解池的工作原理是什么呢？
生：
回答
师：
我们来讨论一下有关电解池的问题。
年份
2015
2016
考点
电解原理
电镀
可见，高考中，电解池是非常重要的考点。
一、电解原理
1.电解池
（1）电解：
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）电解池（电解槽）：
把电能转化为化学能的装置。
（3）构成电解池的条件：
①直流电源形成闭合回路；
②阴、阳电极（与电源负极相连的电极为阴极、与电源正极相连的电极为阳极）
③电解质溶液或熔融电解质；
（4）电解本质：
电子的流向:
电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。
（注意：
电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
一个概念：
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极（和原电池正极相连）：
与电源正极相连—电子流出—氧化反应
阴极（和原电池负极相连）：
与电源负极相连—电子流进—还原反应
2.电解规律
（1）放电规律：
①阴极:
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
注：
注意两个H+一个对应的是酸一个是水；金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
②阳极：
a.活性材料作电极时：
金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。
b.用惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：
溶液中阴离子的放电顺序是：
S2->SO32->I->Br->Cl->OH-（水）>NO3->SO42-（等含氧酸根离子）>F-
（2）电解规律（用惰性电极电解时）
①电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：
例：
电解硫酸钠溶液
阳极：
4OH-－4e-=2H2O＋O2↑
阴极：
4H+＋4e-=2H2↑
总反应：
2H2O
O2↑＋2H2↑
（实质：
电解水。
电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可）
②电解无氧酸溶液（氢氟酸除外）、不活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等。
例：
电解盐酸
阳极：
2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极：
2H+＋2e-=H2↑
总反应：
2HCl
Cl2↑＋H2↑
（实质：
电解质本身被电解。
电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质（通入一定量的HCl气体））
③电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
例如：
电解CuSO4溶液
阳极：
4OH-－4e-=2H2O+O2↑
阴极：
2Cu2+＋4e-=2Cu
总反应：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4
（电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。
）
④电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。
例：
电解NaCl溶液
阳极（C）：
2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极（C）：
2H+＋2e-=H2↑
总反应：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
（电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。
）
3.写电极反应方法小结
（1）分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。
（2）根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。
（注意得失电子守恒）
（3）由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。
（弱电解质的须保持分子形式）
二、电解原理的应用
1.氯碱工业（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）
食盐水中存在的离子：
Na+、Cl-、H+、OH-
离子放电顺序：
阳离子 H+＞Na+阴离子 Cl-＞OH-
电极反应：
阳极：
2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极：
2H+＋2e-=H2↑
总反应：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
若电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：
阴极附近的溶液无色变为红色。
阳极:
产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色。
阴极:
产生无色、无味气体。
注意：
为避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,以及避免生成物H2和Cl2混合。
应当使用使用离子交换膜。
2.电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）
阳极：
镀层金属阴极：
待镀金属制品
电镀液：
含有镀层金属的电解质实质：
阳极参加反应的电解
3.粗铜的电解精炼
①粗铜的溶解与纯铜的生成：
阳极（粗铜）：
Cu－2e-=Cu2+
阴极（纯铜）：
Cu2+＋2e-=Cu
②比铜活泼的金属：
Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；
③比铜不活泼的金属：
Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；
④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变（略小）。
4.电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。
对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法.
例如制取金属钠：
电解熔融状态的氯化钠。
阳极：
2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极：
2Na+＋2e-=2Na
总反应：
2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑
（20-40分钟）
电解原理、电极的判断
【典题导入】【亮点题】
例1．常温时，将500mLpH=5的CuSO4溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的pH变为2，若使溶液的浓度、pH与电解前相同，可采用的方法（）
A.向溶液中加入0.245gCu（OH）2 B.向溶液中加0.31gCuSO4
C.向溶液中加0.0025molH2SO4并加热 D.向溶液中加0.2gCuO
例2某同学为了使反应2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是（）
解析:
Ag与盐酸的反应属于非自发反应，将该反应设计成电解池，Ag做阳极，碳棒做阴极，盐酸做电解质溶液，阳极反应：
2Ag－2e-=2Ag+，阴极反应：
2H+＋2e-=H2↑
总反应2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑
【小试牛刀】
1.右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处
有无色无味气体放出，符合这一情况的是（）
a极板
b极板
x电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
电极反应式、电解总方程式的书写
【典题导入】【亮点题】
1.
（1）以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极的电极反应方程式_______________________________________。
（2）用Al单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶R物,R受热分解生成化合物Q.写出阳极生成R的电极反应式_________________________________。
解析：
（1）阳极失电子,肯定是Al失电子依据题目信息铝材表面形成氧化膜一定为Al2O3，即Al失电子生成Al2O3，Al2O3中的氧元素由水提供，溶液呈酸性所以有H+生成。
（2）Al作阳极，失电子，生成Al3+，Al3+水解呈酸性，溶液中的HCO3-水解呈碱性，两者水解相互促进生成Al（OH）3和CO2。
【小试牛刀】
2.用两个惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。
当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液体积变化可以忽略），电极上析出的质量是（）
A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg
（20-40分钟）A
1.右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附近分别滴加几滴石蕊溶液。
下列实验现象描述正确的是（）
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
2.用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（）
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
3.用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是（）
A．NaClB．Na2CO3
C．CuSO4D．K2S
4.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是（）
A．CuSO4B．NaOH
C．BaCl2D．H2SO4
5.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。
则电解过程中转移的电子数为（）
A．0.1mol B．0.2mol
C．0.3mol D．0.4mol
6.在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计合理的是（）
A.铂作阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
B.锌做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有锌离子
C.铁做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有亚铁离子
D.锌做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
7.在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发），则：
（1）若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化_____________。
（2）若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是____________________________________。
（3）如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重______g，阴极上的电极反应式是__________________________________________。
8.室温下某金属为液态，当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时，阴极得到的产物是该金属的单质。
当阴极消耗2mol该盐的阳离子时，阳极可得1mol的气体产物，则此气体的产物是_____________（填分子式）。
由此可推断得知该盐的化学式是_____________,其阴极上所发生的还原反应方程式是：
_______________________________________。
9.课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。
试回答下列问题:
（1）电源A极的名称是___________。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是________________________________________________。
（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是__________。
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是__________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是__________（填化学式）。
（5）装置丁中的现象是________________________________________。
1.加碘食盐中含有碘酸钾（KIO3），现以电解法制备碘酸钾，实验装置如右图所示。
先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液中，发生反应：
3I2＋6KOH=5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。
下列说法正确的是（）
A．a电极发生还原反应
B．阳极反应式：
I-－6e-＋6OH-=IO3-＋3H2O
C．阴极反应式：
4OH-－4e-=2H2O＋O2↑
D．电解过程中b电极附近溶液的pH减小
2.有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。
据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）
A．D＞C＞A＞BB．D＞A＞B＞C
C．D＞B＞A＞CD．B＞A＞D＞C
3.通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）︰n（硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（）
A.在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（Ag）︰n（Hg）=2︰1
B.在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C.硝酸亚汞的分子式为HgNO3
D.硝酸亚汞的分子式为Hg2（NO3）2
4.在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。
通电一段时间后，阴极上逸出amol气体，同时有Wg无水硫酸钾晶体析出。
在温度不变条件下，下列说法不正确的是（）
A．电解过程中共消耗2amol水
B．剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生
C．剩余溶液中溶质的质量分数为W/（W+18a）×100％
D．剩余溶液中溶质的质量分数为W/（W+36a）×100％
5.25℃，用惰性电极电解一定量的硫酸钠饱和溶液。
一段时间后，阴极析出a摩尔气体，同时有m克Na2SO4·10H2O晶体析出，若温度不变此时溶液中溶质的质量分数是（）
A.
×100%B.
×100%
C.
×100%D.
×100%
6.已知在pH为4～5的溶液中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。
某同学拟用电解硫酸铜溶液的方法测定铜的相对原子质量。
该同学向pH＝3.8的含有硫酸铁杂质的硫酸
铜溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用如图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。
下列说法正确的是（ ）
A．黑色粉末X是铁粉
B．石墨电极的反应式为4OH-－4e-===2H2O＋O2↑
C．铜电极连接电源的正极
D．铜的相对原子质量为
7.某小组同学设想用如下图图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
（1）X极与电源的________（填“正”或“负”）极相连，氢气从________（填“A”、“B”、“C”或“D”）口导出。
（2）离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________（填“阴离子”或“阳离子”，下同）交换膜，N为________交换膜。
（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），则电池负极的反应式为_________________________________。
（4）若在标准状况下，制得11.2L氢气，则生成硫酸的质量是_____，转移的电子数为__________。
答案：
典题探究：
例1D例2C
练习1A
例3
（1）2Al－6e-＋3H2O=Al2O3＋6H＋
（2）Al＋3HCO3-=Al（OH）3＋3CO2↑
练习2B
演习方阵：
1.D2.B3.B4.A5.D6.B
7.
（1）不变
（2）Zn－2e-＝Zn2+
（3）1.28Cu2++2e-＝Cu
8.O2Hg2（NO3）2Hg22+＋2e-＝2Hg
9.
（1）正极
（2）2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
（3）1:
1（4）银AgNO3（5）Y极附近红褐色变深
课后作业：
1.B2.B3.D4.C5.C6.B
7.
（1）正C
（2）阴离子阳离子（3）H2－2e-＋2OH-=2H2O
（4）49g6.02×1023
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