高考复习讲义（选修四）：电解池（书城高三化学——高考复习讲义(选修四)）.docx

电解池金属的电化学腐蚀与防护

一、电解的原理

1．电解定义

在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2．能量转化形式

电能转化为化学能。

3．电解池

(1)构成条件

①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融盐)。

③形成闭合回路。

(2)电极名称及电极反应式(如图)

(3)电子和离子的移动方向

特别提醒电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。

4．分析电解过程的思维程序

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。

(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序

阴极：阳离子放电顺序：Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋(酸)Fe2＋Zn2＋H＋(水)Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋。

阳极：活泼电极S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根离子。

注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－OH－；阴极：Ag＋Cu2＋H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

互动思考

用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)

1．电解水型

电解质(水溶液)

电极方程式

电解物质

总化学

方程式

电解质

浓度

溶液pH

溶液

复原

含氧酸(如H2SO4)

阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑

H2O

2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))O2↑＋2H2↑

增大

减小

加H2O

强碱(如NaOH)

增大

加H2O

活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)

不变

加H2O

(1)电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。

答案不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4·10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。

(2)用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出wgNa2SO4·10H2O晶体，阴极上放出ag气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为__________。

答案eq\f(71w,161?w＋9a?)×100%

解析2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑

eq\f(a,2)moleq\f(a,2)mol

被电解的水的质量为9ag

被电解的水与wg晶体组成该温度下的饱和溶液

其质量分数为eq\f(w×\f(142,322),w＋9a)×100%＝eq\f(71w,161?w＋9a?)×100%。

2．电解电解质型

电解质(水溶液)

电极方程式

电解物质

总化学方程式

电解质浓度

溶液pH

溶液复原

无氧酸(如HCl)，除HF外

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

酸

2HCleq\o(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑

减小

增大

通入HCl气体

不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

盐

CuCl2eq\o(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑

加CuCl2

固体

3.放H2生碱型

电解质

(水溶液)

电极

方程式

电解物质

总化学方程式

电解质

浓度

溶液pH

溶液复原

活泼金属的无氧酸盐

(如NaCl)

阳极：2Cl－－2e===Cl2↑－

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

水和盐

2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－

生成新电解质

增大

通入HCl气体

4.放O2生酸型

电解质(水溶液)

电极方程式

电解物质

总化学方程式

电解质浓度

溶液pH

溶液复原

不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)

阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu

水和盐

2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋

生成新电解质

减小

加CuO或CuCO3

(1)电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？

答案放H2生碱型实质是水电离出H＋在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH－浓度增大，