电解池.docx
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电解池
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池
（1）
【学习目标】
理解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解池反应式。
【学习重点】
电解原理及其应用
【预备知识】
对比两个实验
现象现象
电极反应式电极反应式
【重点讲解】
一、电解原理
1.电解：
使电流通过而在引起_________反应的过程叫电解。
电解质导电的实质是——电解
2.电解池：
把____能转化为_____能的装置叫电解池或电解槽。
3.构成电解池的条件是什么？
4.电极名称与电极反应
（1）阴极：
与电源相连，在阴极上电子，发生反应；
（2）阳极：
与电源相连，在阳极上电子，发生反应；
放电：
离子达到电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应，这个过程叫做放电。
5.电子流向和离子流向
（1）电子流向
电源极电解池极
电解池极电源极
（2）离子流向
阳离子电解池极
阴离子电解池极
6.原电池和电解池的比较
电解池
原电池
电极名称
极
（与电源负极相连）
极
（与电源正极相连）
极
（电子流出的电极）
极
（电子流入的电极）
电极反应
（氧化、还原）
反应
反应
反应
反应
能量转变
能转变为能
能转变为能
反应进行是自发的还是不自发的
【巩固练习】
右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。
则下列有关的判断正确的是（）
A．a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中，氯离子浓度不变D.电解过程中，d电极质量增加
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池
（2）
【学习目标】
理解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解池反应式。
【学习重点】
电解原理及其应用
【预备知识】
写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式
1.电解氯化铜溶液2.电解盐酸
【重点讲解】
7.电极类型和两极产物的判断
（1）电极材料
惰性电极：
用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制作的电极，他们在一般的通电环境下不发生化学反应；
活性电极：
用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制作的电极，它们做电解池的阳极时先于其它物质发生氧化反应。
惰性电极：
C、Pt、Au等，不论做阴极、阳极本身都不反应
活性电极：
Fe、Cu、Ag等，做阴极本身反应；做阳极，本身溶解。
（2）两极产物的判断
阳极：
①活性材料作电极时：
②用惰性电极（Pt、Au、石墨等）时：
阴离子在阳极放电顺序（即离子的还原性）
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根（NO3-、SO42-等）>F-
阴极：
直接根据阳离子在阴极上的放电顺序（即离子的氧化性）
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（H+浓度较大时）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
【巩固练习】
写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式
1.电解硫酸溶液2.电解氢氧化钠溶液
3.电解硝酸钾溶液4.电解硫酸钠溶液
5.电解盐酸6.电解氯化铜溶液
7.电解溴化铁溶液
8.电解氯化钠溶液9.电解碘化钾溶液
10.电解硫酸铜溶液11.电解硝酸银溶液
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池（3）
【学习目标】
理解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解池反应式。
【学习重点】
电解原理及其应用
【预备知识】
用惰性电极电解下列溶液
1.H2SO4:
阴极：
阳极
总方程式：
电解质浓度
pH
电解对象：
2.CuCl2
阴极：
阳极
总方程式：
电解质浓度
pH 电解对象：
要把电解质溶液复原，加
【重点讲解】
9.用惰性电极电解下列电解质溶液变化情况简析
类型
电解质特点
实例
电解质溶液浓度的变化
溶液PH变化
电解质溶液复原的方法
类型
电解质特点
实例
电解质溶液浓度的变化
溶液PH变化
电解质溶液复原的方法
【巩固练习】
1．在盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中插入惰性电极，保持温度不变，通电一段时间后：
（）
A．溶液的pH增大 B．Na+和CO32－的浓度减小
C．溶液的浓度增大 D．溶液的浓度不变，有晶体析出
2．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是：
（）
A．CuCl2（CuSO4） B．NaOH（NaOH）
C．NaCl（盐酸）D．CuSO4（CuO）
3．以铂电极电解物质的量浓度相同的CuSO4和KCl的混合溶液一段时间后，测得溶液的pH<7。
电解产物一定有下列物质：
①Cl2②O2③Cu④H2⑤KOH中的：
（）
A．①③ B．①②③ C．①②③④ D．①②④⑤
4．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是：
（）
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液PH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH—，故溶液PH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
1
5．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池（4）
【学习目标】
原电池与电解池对比
【学习重点】
原电池与电解池对比
【重点讲解】
一、原电池和电解池比较
原电池
电解池
能量转化
组成条件
装置特征
异
同
电极名称
电极反应
电子流向
【高考真题见见面】
1.（2011上海）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．（2011全国理综）用石墨做电极点解CUSO4溶解。
通电一段时间后，欲使用点解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（）
A.CUSO4B.H2OC.CuOD.CUSO4·5H2O
4.（2011海南）一种充电电池放电时的电极反应为
H2+2OH--2e-=2H2O；NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-
当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（）
A.H2O的还原B.NiO（OH）的还原
C.H2的氧化D.NiO（OH）2的氧化
5.（2011安徽）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：
5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：
A.正极反应式：
Ag＋Cl－－e－=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na＋不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
6.（2010全国高考II）如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。
（指示剂的pH变色范围：
6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色）。
回答下列问题：
（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是（填编号）；①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；
③A管溶液不变色；④B管溶液不变色；
（2）写出A管中发生反应的反应式：
；
（3）写出B管中发生反应的反应式：
；
（4）检验a管中气体的方法是；
（5）检验b管中气体的方法是；
（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是。
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池（5）
【学习目标】
1．掌握电解饱和食盐水的基本原理及其产品的主要用途。
2．了解先进的电解制碱技术离子交换膜法。
3．巩固工业制碱原理。
了解以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途。
【学习重点】
掌握电解饱和食盐水的基本原理及其产品的主要用途。
【预备知识】
写出电解氯化钠溶液的电极反应式
【预备知识】
二、电解原理的应用
1.电解饱和食盐水——氯碱工业
（1）电解饱和食盐水的反应原理
阳极反应式：
阴极反应式：
总反应式：
离子反应式：
【思考】
电解食盐水的产物间能否发生化学反应，写出有关反应的化学方程式
（2）氯碱工业
用电解饱和食盐溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
氯化钠溶液中存在着四种离子，通直流电后，向阳极移动，向阴极移动。
离子交换膜电解槽离子交换膜法电解原理示意图
（3）离子交换膜法制烧碱
精制的饱和食盐水进入极室，加入NaOH的纯水进入极室，通电时，水在极表面放电生成，Na＋穿过离子交换膜由极室进入极室，导出的阴极液中含，Cl—则在极表面放电生成，电解后的淡盐水从极导出，可重新用于配制食盐水。
（4）食盐水的精制
从海水中得到的粗盐中含有等杂质，用于电解法制碱必须，写出加入试剂，顺序及反应方程式。
【高考真题见见面】
1.（05全国卷I）关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池（6）
【学习目标】
掌握电镀基本反应原理
【学习重点】
电镀原理及应用
【预备知识】
若以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液的电极反应式
【重点讲解】
2.电镀
（1）概念：
应用____原理在某些金属表面镀上一薄层其他__________的方法。
（2）电镀的目的：
电镀的目的主要是使金属更加美观耐用、增强防锈抗腐蚀能力 。
（3）形成条件
阳极：
；
阴极：
；
电镀液：
。
（4）电极反应式（以镀Cu为例）
阴极
阳极
（5）特点
①电镀前后电镀液的浓度。
②阴极，阳极
3.电解精炼——如粗铜（Zn、Fe、Ag等）的提纯精炼
极
极
1电解原理：
粗铜作（接电源极）
精铜作（接电源极）
作电解液。
②电极反应
阴极：
阳极：
注：
电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag不放电，形成阳极泥（可从阳极泥中提纯Ag），电解质溶液中Cu2+浓度会不断减小，应定期更换。
【高考真题见见面】
1.（05天津）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+＜Ni2+＜Cu2+）
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只有Cu和Pt
选修4·第四章·电化学基础
第三节电解池（7）
【学习目标】
掌握电冶金原理
【学习重点】
电冶金原理及应用
【重点讲解】
4.电冶金
（1）适用范围：
活泼金属K→Al
原理：
（2）电解冶炼钠
阳极
阴极
总反应
（3）电解冶炼铝
阳极
阴极
总反应
【巩固练习】
1．下列描述中，不符合生产实际的是（）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
2．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）
A.1:
2:
3 B.3:
2:
1 C.6:
3:
1 D.6:
3:
2
3．以铁为阳极、以铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2molFe（OH）3沉淀，此间共消耗水的物质的量为（ ）
A．2mol B．3mol C．4mol D．5mol
4．用质量均为100g的Cu作电极，电解AgNO3溶液。
稍电解一段时间后，两电极的质量相差28g，此时两电极的质量分别为（）
A、阳极100g，阴极128g B、阳极93.6g，阴极121.6g
C、阳极91.0g，阴极119.0g D、阳极86.0g，阴极114.0g
5.如图为以惰性电极进行电解的串联电解装置图
（1）写出A、B、C、D各电极上的电极方程式。
A______________________________________________________________；
B_________________________________________________________________；
C_______________________________________________________________；
D______________________________________________________________。
（2）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为______________________。
12．如下图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g，回答下列问题。
（1）电源：
a是________极，C池是________池。
A池阴、阳极电极反应：
____________________________________，_________________________________。
C池阴、阳极电极反应__________________________________，
。
（2）如果B槽中共收集到224mL气体（标准状况）且溶液体积为200mL（设电解过程中溶液体积不变），则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。
（3）如果A池溶液也是200mL（电解过程中溶液体积不变），则通电后，溶液的
c（H+）为________。
选修4·第四章·电化学基础
第四节金属的电化学腐蚀与防护
（1）
【学习目标】
能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法。
【学习重点】
电解原理及其应用
【重点讲解】
二、金属的腐蚀与防护
1.金属的腐蚀
（1）金属腐蚀是金属与周围的或物质发生而引起的现象，一般可分为和。
①化学腐蚀：
金属与接触到的气体（如、CL2、SO2等）或液体（如）等直接发生而引起的腐蚀叫化学腐蚀。
化学腐蚀的速度随着温度的升高而。
②电化学腐蚀：
的金属与溶液接触时，会发生反应，比较的金属电子而被，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
典型例子如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
2电化腐蚀与化学腐蚀的区别
电化学腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与 接触
与 直接接触
有无电流产生
本质
较活泼的金属被氧化
金属被氧化
2.电化学腐蚀（以钢铁为例）
（1）析氢腐蚀：
钢铁表面的电解质溶液较强，腐蚀过程中有放出。
负极反应：
，发生反应；
正极反应：
，发生反应；
总反应：
（2）吸氧腐蚀：
钢铁表面吸附的水膜或呈时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
负极反应：
，发生反应；
正极反应：
，发生反应；
总反应：
生成的Fe（OH）2继续与O2反应,其方程式为，Fe（OH）3脱去一部分水最终生成铁锈（Fe2O3·xH2O）。
3.影响金属腐蚀快慢的因素
本性：
（1）金属的活动性：
金属越 ，越容易被腐蚀
（2）纯度：
不纯的金属比纯金属更 腐蚀，如纯铁比钢 腐蚀。
（难、易）
（3）电化学腐蚀：
两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越 ，活泼金属被腐蚀得越快。
（4）氧化膜：
如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如 、 。
如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如 。
外因：
介质，环境（腐蚀性气体，电解质溶液）
【巩固练习】
下列过程需要通电才可进行的是：
①电离；②电解；③电镀：
④电化腐蚀。
（）A．①②③B．②③C．②④⑤D．全部
选修4·第四章·电化学基础
第四节金属的电化学腐蚀与防护
（2）
【学习目标】
能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法。
【学习重点】
电解原理及其应用
【重点讲解】
三、金属腐蚀的防护
1.金属的防护
（1）改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
（2）覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）
2.电化学保护
（1）牺牲阳极阴极保护法
利用原电池原理，让被保护的金属为，用还原性强的金属为，负极金属被消耗，被保护的金属避免腐蚀。
如：
镀锌铁可以保护铁，但镀锡铁一旦镀层损坏后会使铁更易腐蚀。
航海船只的般底四周嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。
电化学上常把发生氧化反应的电极叫做阳极，发生还原反应的电极叫做阴极
（2）外加电流阴极保护法
电解原理中，阳极金属发生氧化反应，阴极
金属再活泼也不参与反应。
故可让被保护金
属与外加直流电源的相连让其成为
，从而得到防护，该方法为外加电
流阴极保护法。
【巩固练习】
1．以下现象与电化腐蚀无关的是（）
A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
C.锈质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银质奖牌久置后表面变暗
2．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是：
（）
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应。
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀，只有电化腐蚀才是氧化还原反应，
③因二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化。
A.①③B.②③C.①④D.①③④
3．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。
因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。
下面对金属及其制品的防护措施中错误的是（）
A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存
B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜
C．对于易生锈的铁制品（如防护网）要定期涂刷防护漆
D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（）
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
5．为了防止钢铁锈蚀，下列合理的防护措施是（）
A．在精密机床的铁床上安装铜螺丝
B．在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
C．在海轮的船体上系上几块锌块并侵入海水中
D．在船闸的钢铁闸门与水接触处连接一定数目的石墨块
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