(共36张PPT)
第四章
化学反应与电能
第二节 电解池
第2课时 电解原理的应用
一、电解饱和食盐水
1．概念：习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
2．原理：
(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。
通电时，移向阳极的离子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去电子，被氧化成氯气;移向阴极的离子是Na＋、H＋,H＋比Na＋容易得到电子，被还原成氢气。其中H＋是由水电离产生的。
(2)阳极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑；
因H＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性。
(3)电解的总反应式
化学方程式为
；
离子方程式为
。
3.装置
4.现象及检验：
阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞——变红
阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝
5．氯碱工业生产流程：
(1)阳离子交换膜电解槽
(2)阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量。
工业生产中，这个反应在离子交换膜电解槽中进行。离子交换膜电解槽是由多个单元槽组成的。图4-12所示是一台离子交换膜电解槽(包括16个单元槽),图4-13是一个单元槽的电解原理示意图。
点拨：氯碱工业规律的记忆口诀：氢气烧碱出阴极，氯气阳极相隔离。
①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应，Cl2和NaOH会发生反应，因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水，一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分，以避免电解产物之间发生反应。
②阳极区Cl－放电生成Cl2，生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性。
6．氯碱工业产品及其应用
(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂。
(2)电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。
二、电镀
1．电镀的概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
3．电镀原理
某电镀铜实验装置(往铁件上镀铜)(电镀池)如图所示。
2．电镀池的构成：
阴极：待镀金属——镀件
阳极：镀层金属（通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属（如Cr、Ni、Ag和合金（如黄铜）））
电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液
(1)铜片为镀层金属，与直流电源的正极相连，作阳极；
铁件为待镀金属，与直流电源的负极相连，作阴极；
硫酸铜溶液为电镀液，含有镀层金属离子。
(2)阳极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋；
阴极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。
(4)硫酸铜溶液浓度的变化是不变。
4．电镀的特点是阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
点拨：(1)电镀规律记忆口诀：镀层阳极待镀阴，镀层离子溶液跟。我与电解共原理，浓度不变要记真。
(2)电镀特点：“1多、1少、1不变”。“1多”是指阴极上有镀层金属沉积，“1少”是指阳极上有镀层金属溶解，“1不变”是指电解质溶液的浓度不变。
电镀铜实验装置中若两极上的材料互换，能在铁钥匙的表面镀上一层铜吗？为什么？
思考与讨论
[提示] 不能。若两极材料互换，则Fe作阳极，其电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故在Fe的表面不会镀上铜。
三、电解精炼铜
1.粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用粗铜作阳极,用纯铜作阴极,用CuSO4溶液
作电解质溶液。?
2．阳极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等；阴极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu。
3．电解精炼铜的原理：粗铜中的铜以及比铜活泼的金属锌、铁等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属银、金等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；溶液中的铜离子得到电子变成铜单质在纯铜电极上析出。
【思考】电镀铜和电解精炼铜时所用的电解质溶液中都含有Cu2+,通电一段时间后,电解质溶液中的c(Cu2+)分别如何变化?
答案:电镀铜时,c(Cu2+)基本不变;而电解精炼铜时,c(Cu2+)会减小。
装置
电镀
精炼
阳极材料
镀层金属Cu
粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料
镀件金属Fe
纯铜
阳极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等
阴极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
溶液变化
硫酸铜溶液浓度保持不变
Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥
四、电冶金
1.金属冶炼的本质
金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程，从它们的化合物中还原出来。如：Mn＋＋ne－===M。
2.电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段,适用于制取一些活泼金属单质,如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。?但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态的化合物。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠：
阳极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式为：2Na＋＋2e－===2Na；
总反应方程式为：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。
电解
电解熔融氯化钠
熔融NaCl
阴极
阳极
e-
e-
Na+
Cl-
2Cl--2e-
=
Cl2?
2Na++
2e-
=
2Na
氧化反应
还原反应
总反应：
2NaCl(熔融)
2Na
+
Cl2
↑
电解熔融氯化钠制钠
在金属活动顺序表中,K、Ca
、
Na、
Mg、Al等金属的还原性很强,这些金属都很容易失电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼.如工业冶炼
NaCl—
Na
MgCl2—Mg
Al2O3—Al
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
电解精炼池
电镀池
定义
形成
条件
电极
名称
电极
反应
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。
①两电极接直流电源
②电极插人电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子
阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连
阳极：镀层金属；
阴极：镀件
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。
①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子
阳极：不纯金属；
阴极：纯金属
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。
(2)若有外接直流电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属阳离子属同种元素时，则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联，又有外接直流电源时，则与直流电源相连接的为电解池或电镀池。若无外接直流电源时，较活泼的金属电极为原电池的负极(电子输出极)，有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。
原电池、电解池、电镀池的判断方法
(1)当电解过程中被电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H＋或OH－放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H＋或OH－均换成水。
(2)铁作电解池的阳极时，铁并不是失去3个电子生成Fe3＋，而是失去2个电子生成Fe2＋。
(3)误认为在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属阳离子一定不能放电，如：在镀件上镀锌，电解质溶液应是含Zn2＋的浓溶液，在阴极Zn2＋得电子生成Zn，而不是H＋放电。
(4)误认为粗铜精炼时，阴极增重与阳极减重相等。
(5)电解时的氧化产物或还原产物能与电解质溶液中的微粒发生反应时，应将该微粒写入电极反应式中。
电解原理及应用中常见的误区
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极。
( )
(2)电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极。
( )
(3)电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极。
( )
(4)在镀件上电镀锌,用锌作阳极。
( )
(5)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。
( )
(6)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。
( )
(7)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。(
)
(8)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。
(
)
(9)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。(
)
(10)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。(
)
√
√
√
√
×
×
×
×
×
×
2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
解析:氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，电解质溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。
D
3．工业上电解食盐水的阴极区产物是( )
A．氯气
B．氢气和氯气
C．氢气和氢氧化钠
D
．氯气和氢氧化钠
解析:电解食盐水生成三种产物，在阴极区生成氢气和氢氧化钠，在阳极区生成氯气。
C
4．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
解析:A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则阳极还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
D
5．按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示( )
①c(Ag＋) ②c(AgNO3) ③a棒的质量④b棒的质量 ⑤溶液的pH
A．①③
B．③④
C．①②④
D．①②⑤
解析:该电解池中阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag，所以随着电解的进行，c(Ag＋)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变。
D
6．以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是( )
A.溶液中Cu2+浓度保持不变
B.粗铜接电源正极,发生还原反应
C.溶液中Cu2+向阳极移动
D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
D
解析:电解精炼时粗铜做阳极,发生氧化反应,精铜做阴极,发生还原反应。电解时,溶液中的阳离子向阴极移动,Cu2+在阴极上得电子。粗铜中的不活泼金属不能失电子,以阳极泥的形式沉积在阳极附近。
7.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淀粉KI溶液,
溶液呈现蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,
溶液呈现无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈现中性
B
解析:电解NaCl溶液,阴极生成H2和NaOH,阳极生成Cl2。
8．某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
甲
乙
丙
根据要求回答相关问题：
(1)通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，该电极反应式为____________________________________。
(2)石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________________________。
负极
H2－2e－＋2OH－===2H2O
阳极
铁极
减小
Cu2＋＋2e－===Cu
解析:(1)通入氢气的电极为负极，电解质溶液是碱性的，该电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。
(2)石墨电极与电源的正极连接，石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H＋在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。
(3)粗铜中比铜活动性强的金属失去电子被氧化，溶液中的铜离子得到电子被还原，因此硫酸铜溶液浓度将减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。(共45张PPT)
第四章
化学反应与电能
第二节 电解池
第1课时 电解原理
【实验4-2】
在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
Cu2+
oooooooooooooooooooo
－
＋
－
＋
阴极
阳极
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
电解氯化铜溶液实验装置
e-
e-
实验现象
实验结论
电流表指针发生偏转
与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色物质
与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生，气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
结论：实验表明，CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2
说明电解质溶液导电，形成闭合回路
析出金属铜
产生了氯气
实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中作自由运动。
②通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，
即Cl－、OH－向阳极（与直流电源正极相连的石墨棒）迁移，Cu2＋、H＋向阴极（与直流电源负极相连的石墨棒）迁移。
③阳极的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，总反应式是
④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。
①离子移动
通电前：CuCl2
=
Cu2+
+
2Cl－，
Cu2+、Cl－为自由移动的离子；做无规则运动
通电后：Cu2+ Ｈ＋向阴极区移动，
Cl－ ＯＨ－向阳极区移动；
②电极反应：
2Cl－
－
2e－
=
Cl2↑（氧化反应）
Cu2+
＋
2e－
=
Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2
Cu
+
Cl2↑
电解
Ⅰ通电前
－
＋
阴极
阳极
Ⅱ通电后
阳极：
阴极：
一．电解和电解池
1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
注意：①电流应是直流电
②熔融态的电解质也能被电解
2．电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。
3．电解池的电极名称：
阴极：与直流电源负极相连的电极，发生还原反应；
阳极：与直流电源正极相连的电极，发生氧化反应。
注：阳极材料分为两种：
（1）活性电极：电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应，
如：Fe、Cu、Ag
（2）惰性电极：电极自身不反应，由电解质中的阴离子得到电子发生氧化反应。如：Au、Pt、C
阴极材料只要导电就可以
【思考】电解池的阴、阳极与电极材料的活性是否有关?
答案:无关,电解池的阴、阳极只与外电源的正、负极有关,连接外电源正极的一极一定为阳极,连接外电源负极的一极一定为阴极。
4．电解池的构成条件：
①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。
5．电子和离子移动方向：
①电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
两极一液一电源，氧化还原是条件
点拨：(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。
(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。
【思考】用惰性电极(如石墨棒)电解水时,往往向水中加入稀硫酸的目的是什么?
答案:增强溶液的导电性。
注：电解法是一种强氧化还原手段，可以完成一个不自发的氧化还原反应
6．工作原理（以电解CuCl2溶液为例）
电极名称
电极材料
电极反应
反应类型
总反应
反应现象
电子流向
电流流向
离子走向
阴极
阳极
石墨
石墨
Cu2++2e-=Cu
2Cl--2e-=Cl2↑
还原反应
氧化反应
CuCl
2
Cu+
Cl2↑
有红色物质产生
有刺激性气味的气体，
使湿润的淀粉KI试纸变蓝
负极→阴极，阳极→正极
正极→阳极，阴极→负极
阳离子→阴极，阴离子→阳极
注：放电：离子得失电子发生氧化还原反应的过程
1．电解质在水溶液中放电规律
溶液中阳离子得到电子发生还原反应（阴离子失去电子发生氧化反应）的过程就叫放电
阴极：氧化性强的离子先得电子
Ag+>Hg2+＞Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>…
>Na+>Ca
2+
>
K+
阳极：还原性强的离子先失电子
活性阳极
>
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)
>含氧酸根离子
除Pt、Au、石墨外的金属电极
放电顺序：
二．电解规律
Al3+~
K+水溶液中不放电，熔融状态放电
2．电极反应的书写
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）
看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应
3．电解质溶液的电解规律
（1）电极反应规律
①阳极：首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前的金属),则电极材料失去电子被氧化而溶入溶液中,电极本身被溶解,溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要看溶液中阴离子的失电子能力，还原性强的阴离子失去电子被氧化,根据阴离子的放电顺序加以判断。即用活性电极：金属电极失电子，
用惰性电极：溶液中的阴离子放电。阴离子的放电顺序:
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
②阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。直接根据阳离子放电顺序(与金属活动性顺序相反)进行判断。
阳离子放电顺序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(浓度大时)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度小时)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
①
电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，实质是电解水。如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液
阳极
：
4OH－－4e－＝2H2O
+O2↑
阴极：
4H+
+4e－＝2H2
↑
总反应：2H2O＝＝
O2↑
+2H2↑
电解
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。
例如：电解硫酸钠溶液
（2）酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)
阳极
阴极
O2
H2
实例
电极反应
浓度
pH
复原
Na2SO4
?
?
?
?
?
阳极:
4OH-
→
4e-
＋
2H2O+O2
↑
阴极:
4H
++
4e-
→
2H2
↑
变大
不
变
加H2O
Na2SO4溶液
2H2O
2H2
↑
+
O2
↑
电解
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，实质是电解质本身被电解。如电解盐酸、CuCl2溶液等
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)
阳极：
2Cl
－－
2e－＝Cl2↑
阴极：
2H+
+2e－＝
H2
↑
总反应：2HCl＝＝
Cl2↑
+
H2↑
电解
例如：电解盐酸
阴极
阳极
氯
气
铜
实例
电极反应
浓度
pH
复原
CuCl2
?
?
?
?
?
阳极：2Cl--2
e-
=Cl2↑
阴极：Cu2++
2e-=2Cu↓
减小
减小
CuCl2
CuCl2溶液
CuCl2
Cu+Cl2
↑
电解
③电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都参加反应，阴极产物是不活泼金属单质，阳极产物是O2同时生成酸(H+)。如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
阳极
：
4OH－－4e－＝2H2O
+O2↑
阴极：
2Cu2+
+4e－＝2Cu
总反应：
2CuSO4
+2H2O
＝
2Cu+O2↑
+2H2SO4
电解
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。
例如：电解CuSO4溶液
实例
电极反应
浓度
pH
复原
CuSO4
阳极
阴极
氧
气
铜
阳极:
4OH-
→
4e-
＋
2H2O+O2
↑
阴极：Cu2++
2e-
→
Cu
减小
减小
加CuO
CuSO4溶液
2CuSO4+
2H2O
2Cu
+O2
↑+
2H2SO4
电解
④电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都参加反应，阳极产物是非金属单质，阴极产物是H2同时生成碱(OH-)。如电解NaCl溶液等。
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。
阳极
(C)：
2Cl
－－
2e－＝Cl2↑
阴极
(C)：
2H+
+2e－＝
H2
↑
总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+
Cl2↑
+
H2↑
电解
阳极
阴极
氯气
氢
气
实例
电极反应
浓度
pH
复原
NaCl
?
?
?
?
?
阳极:
2Cl-
→
2e-
＋
Cl
2↑
阴极:
2H
++
2e-
→
H2
↑
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2
↑
+
Cl2
↑
电解
减小
增
大
加HCl
NaCl溶液
用惰性电极(C、Pt等）电解电解质溶液的规律
2、电解电解质：无氧酸、不活泼的无氧酸盐
（如HCl、CuCl2）溶液的电解
3、电解质和水同时被电解：
(1)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐
（如NaCl、MgBr2)溶液的电解
(2)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解
1、电解水：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐
（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解
电
解
原
理
并
不
难，
相
关
材
料
做
极
板；
两
板
接
通
直
流
电，
阳
极
氧
化
阴
极
还。
电解质溶液或熔融态的电解质
电解质及类别
电极反应式
电解物质
pH变化
溶液复原方法
H2SO4含氧酸
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极:4H++4e-
=
2H2↑
H2O
减小
加入H2O
NaOH强碱
增大
Na2SO4活泼金属的含氧酸盐
不变
HCl无氧酸,除HF外
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑
阴极:2H++2e-=H2↑
HCl
增大
通入HCl气体
电解质及类别
电极反应式
电解物质
pH变化
溶液复原方法
CuCl2不活泼金属的无氧酸盐,除氟化物外
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑
阴极:Cu2++2e-=Cu
CuCl2
—
加入CuCl2
NaCl活泼金属的无氧酸盐
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
NaCl、H2O
增大
通入HCl气体
CuSO4不活泼金属的含氧酸盐
阳极:2H2O-4e-=O2↑+4H+阴极:2Cu2++4e-=2Cu
CuSO4、H2O
减小
加入CuO或CuCO3
(1)水溶液中，K＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋等离子不可能在阴极放电，即用电解相应水溶液的方法不可能得到K、Na、Mg、Al等活泼金属。
(2)电解池的阴极不管是惰性电极(Pt、石墨)还是活性电极，都是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。
(3)若阴极为H＋放电，则阴极区c（OH－）增大；若阳极为OH－放电，则阳极区c（H＋）增大；若阴极为H＋放电，同时阳极为OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大（饱和溶液例外）。
(4)电解质溶液恢复原状的方法：少什么加什么，少多少加多少。
规律与方法
解答有关电解问题的步骤
(1)首先要判定是否为电解池,有外接直流电源则为电解池,否则不是电解池。
(2)对于电解池,首先要考虑阳极材料,若为惰性电极,溶液中的阴离子被氧化;若为活泼金属电极,则被氧化的是电极本身。
(3)若溶液中的阴、阳离子有多种,则要根据离子放电顺序判定什么离子先放电,什么离子后放电,并写出电极反应式。
(4)根据电极反应式解答相关问题。
电解池与原电池的比较
原电池
电解池
能量转化
反应能否自发进行
构成装置
电极名称
电极反应
电子流向
电流流向
离子流向
化学能→电能
电能→化学能
自发进行的氧化还原反应
非自发或自发进行的氧化还原反应
两极、电解质、导线
两极、电解质、电源
负极
正极
阴极（与负极相连）
阳极（与正极相连）
失电子—氧化反应
得电子—还原反应
得电子—还原反应
失电子—氧化反应
负极→外电路→正极
负极→阴极，阳极→正极
正极→外电路→负极
正极→阳极，阴极→负极
阳离子→正极，阴离子→负极
阳离子→阴极，阴离子→阳极
小结：原电池与电解池的电极反应：负阳氧，正阴还；原电池的离子走向：正向正，负向负；电解池的离子走向：阴阳相吸
1、电解
5、电极反应式的书写
2、电解池（电解槽）
3、电解池构成条件
归纳小结
4、电解规律
(1)电解池能将化学能转化为电能。
( )
(2)电解质溶液导电属于化学变化。
( )
(3)电解池的阳极与电源的负极相连。
( )
(4)电解时,阳离子向阴极定向运动,阴离子向阳极定向运动。
( )
(5)电解任何物质,阳极失电子总数与阴极得电子总数相等。
( )
(6)原电池的负极和电解池的阴极都发生的是还原反应。
( )
(7)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。
(
)
(8)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(
)
(9)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。(
)
(10)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(
)
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
√
√
×
×
×
×
×
√
√
2．如图所示装置中，属于电解池的是( )
A B
C
D
解析:根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，故A、B、D不属于电解池。
C
3．电解池中，阳极的电极材料一定( )
A．发生氧化反应
B．与电源正极相连
C．是铂电极
D．得电子
解析:若阳极材料为活泼金属，则直接发生氧化反应；若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。
B
4．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在如图中，下列有关分析完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
解析:电子由电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离子移向阴极。
B
5．如图是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析:由图示电流方向可知，
a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，d电极质量不断增加。
C
D
6．用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是( )
A．CuCl2[CuCl2]
B．NaOH[H2O]
C．NaCl[HCl]
D．CuSO4[Cu(OH)2]
解析:A项，CuCl2=====Cu＋Cl2↑，故加入CuCl2使CuCl2溶液复原；B项，实质电解水：2H2O=====2H2↑＋O2↑，故加水复原；C项，2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，减少的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，故加入HCl复原；D项，2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4，减少Cu、O两种原子，故不能加入含H元素的Cu(OH)2。
电解
电解
电解
电解
7．用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是( )
A．逸出气体的体积：A电极＜B电极
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
D
解析:SO42－、OH－移向B电极，在B电极OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。
8．用石墨作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO42－等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：
(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是________。
(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________。
(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。
(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质是________。
Na2SO4
CuSO4
NaCl
CuSO4
解析:惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。
(1)实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。
(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。
(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1∶4，知阳极产生气体为O2,1
mol
O2转移4
mol
e－，金属与电子的物质的量之比为1∶2，故金属为＋2价，即Cu2＋，即为CuSO4。
