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1、第三节 电解池知识点讲解一、电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。1. 电解池 电解池的构成条件 有与电源相连的两个电极。 两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。 形成闭合回路。 电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl2溶液为例： 总反应方程式：CuCl2CuCl2。 电解池中电子和离子的移动 电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。2 电解产物的判断及有关反应式的书写 判断电解池的阴、阳极 根据外接电源的正、负极判断：电源正极连接阳
2、极；电源负极连接阴极。 根据电极产物判断：电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极；析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极。 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)。 离子的放电顺序阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 阳极： 是活性电极时：电极本身溶解放电 是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F- 写出两极电极反应式 阳极：活性电极失去电子生成相应的
3、金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。 阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。 写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。【总结提升】用惰性电极电解电解质溶液规律总结1电解水型电解质(水溶液)电极反应式电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)(如KNO3、Na2SO4) 阳极：4OH4e=O2+2H2O阴极：4H4e=2H2水2H2O电解O22H2增大减小加H2O强碱(如NaOH)增大加H2O活泼金属的含氧酸盐不变加H2O 2. 电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式
4、电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl)除HF外阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2酸2HClCl2H2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：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=Cu盐CuCl2电解CuCl2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反应式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2水和盐2Cl2H2O Cl2H22OH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反应式电解质浓度溶液pH
5、溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：2Cu24 e=2Cu水和盐2Cu22H2O2CuO24H生成新电解质减小加CuO或CuCO3二、电解原理的应用1. 电解饱和食盐水 电极反应 阳极：2Cl2e=Cl2(反应类型：氧化反应)。阴极：2H2e=H2(反应类型：还原反应)。 总反应方程式： 2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；离子方程式： 2Cl2H2O2OHH2Cl2。 【名师点拨】 NaCl溶液中的Na+、H+在通电后向阴极移动，H+放电，使水的电离平衡右移，OH浓度增大，如果NaCl溶液中加了酚酞，阴极先变红。 阳离子交换膜(以电解NaCl溶
6、液为例)，只允许阳离子(Na)通过，而阻止阴离子(Cl、OH)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。2. 电解精炼铜 电解装置电极反应电极材料阳极粗铜（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au） Cu-2e-=Cu2+Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+粗铜中的Ag、Au不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥阴极纯 铜Cu2+ 2e- = Cu电解质溶液CuSO4溶液Cu2+浓度减小 3. 电镀(Fe表面镀Cu)阴极：镀件（Fe）阳极：镀层金属（Cu）电解质溶液：含镀层金属离子的溶液（含Cu2的盐溶液）4. 电冶金利用电解
7、熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl2电极反应 阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：2Na2e=2Na。 冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl2电极反应 阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：Mg22e=Mg。 冶炼铝2Al2O3(熔融)电解4Al3O2电极反应 阳极：6O212e=3O2；阴极：4Al312e= 4Al。【总结提升】一. 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池。装置举例形成条件活动性不同的两电极(连接)电解质溶液
8、(电极插入其中并与电极自发反应)形成闭合回路两电极接直流电源两电极插人电解质溶液形成闭合回路 镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连的电极阴极：电源负极相连的电极阳极：镀层金属；阴极：镀件电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极电极反应负极（氧化反应）：金属原子失电子；正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子；阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：金属电极失电子；阴极（还原反应）：电
9、镀液中阳离子得电子离子流向阳离子：负极正极（溶液中）阴离子：负极正极（溶液中）阳离子阴极（溶液中）阴离子阳极（溶液中）阳离子阴极（溶液中）阴离子阳极（溶液中）【总结提升】二. 原电池与电解池的组合装置将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。1. 多池串联装置中电池类型的判断 直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图：A为原电池，B为电解池。 根据电
10、池中的电极材料和电解质溶液判断： 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：B为原电池，A为电解池。 根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。2. 有关概念的分析判断在确定
11、了原电池和电解池后，电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、溶液离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等，只要按照各自的规律分析就可以了。三. 电解的有关计算1计算的原则(1) 阳极失去的电子数阴极得到的电子数。(2) 串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3) 电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2计算的方法(1) 根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2) 根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3) 根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建
12、立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如电解计算时常用的定量关系为4e4Ag2Cu2Cl22H2O24H4OH。3计算步骤首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)；其次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。典例1有通电条件下,用如图所示装置由乙二醛(OHC-CHO)制备乙二酸(HOOC-COOH)，其反应为:OHC-CHO+2Cl2+2H2OHOOC-COOH+4HCl。下列说法正确的是 A. Pt1的电极反应为:2H2O+ 2e-=2OH-+H2B. 盐酸起提供Cl- 和增强导电性的作用C. 每消耗0.1mol乙
13、二醛，在Pt1极放出2.24 L 气体(标准状况)D. 每得到1mol乙二酸将有2 mol H+从右室迁移到左室【答案】B极上必定会电解4molCl-，阴极上电解掉4molH+，为了保持电中性，离子交换膜应使用阳离子交换膜，右室产生的4molH+将迁移到左室，D错误。正确答案为B。典例2科学家研发出了一种新材料，其工作原理如图所示。在外接电源作用下，材料内部发生氧化还原反应导致颜色变化，从而实现对光的透过率进行可逆性调节。已知WO3和Li4Fe4Fe(CN63均为无色透明，LiWO3和Fe4Fe(CN63均有颜色。下列说法正确的是（ ） A. 当M外接电源正极时，该材料颜色变深使光的透过率降低B. 该材料在使用较长时间后，离子导电层中Li+的量变小C. 当M外接电源负极时，离子导电层中的Li+向变色导电层定向迁移D. 当N外接电源正极时，离子储存层的电极反应式为:Fe4Fe(CN63+4Li+4e= Li4Fe4Fe(CN63【答案】C【解析】A. 当M外接电源正极时，M为阳极，LiWO3失电子产生WO3，该材料颜色变浅使光的透过率增强，选项A错误；B. 电极总反应式为4WO3+Li4Fe4Fe(CN63=4L
