高中化学 电解池原理及其应用知识点

电解池原理

电解池：

(1)电解：使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。

(2)装置：电解池(电解槽)

(3)特点：将电能转化为化学能。

形成条件：①与电源相连的两个电极，②电解质溶液或熔融电解质，③形成闭合回路

(4)阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F- 阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。

①若电解时阴极上产生H2（消耗H+），阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；

②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；

③若阴极上有H2，阳极上有O2，且（相当于电解水），则有三种情况：

a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；

b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；

c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；

④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液。

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(6)电解反应类型：从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：

①H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。

②溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。

③硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。

④氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。

⑤电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）

原电池、电解池、电镀池的比较:

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电解精炼铜

精炼铜:

要求

反应原理如下图所示：

电解的其他应用

电解的其他应用:

(1)电解CuSO4溶液

阴极：Cu2++2e-=Cu

阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O

总反应式：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+电解后溶液pH变小，加氧化铜可恢复原溶液CuSO4溶液电解的实质：电解水和CuSO4

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(2)电解Na2

SO4

溶液

阴极：2H++2e-=H2↑

阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O

总反应式：2H2O2H2↑+O2↑

Na2SO4溶液电解的实质：电解水

电解后溶液PH不变

用惰性电极电解电解质溶液的规律:

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高中化学电解池知识点

电解的原理 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。

能量转化形式

电能转化为化学能。

电解池

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。

分析电解过程的思维程序

首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

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-)。

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。

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。

最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

电解原理的应用

电解饱和食盐水

电极反应

阳极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)

阴极反应式：2H++2e-=H2↑(还原反应)

总反应方程式

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

离子反应方程式：2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑

应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。

电镀

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以金属表面镀银为例，

镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。

电极反应：

阳极：Ag-e-=Ag+;

阴极：Ag++e-=Ag。

特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

电解精炼铜

电极材料：阳极为粗铜;阴极为纯铜。

电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。

电极反应：

阳极：

Zn-2e-=Zn2+

Fe-2e-=Fe2+

Ni-2e-=Ni2+

Cu-2e-=Cu2+;

阴极：

Cu2++2e-=Cu。

电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。冶炼钠

2NaCl(熔融)电解2Na+Cl2↑

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电极反应：

阳极：

2Cl--2e-=Cl2↑;

阴极：

2Na++2e-=2Na。

冶炼铝

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

电极反应：

阳极：6O2--12e-=3O2↑;

阴极：4Al3++12e-=4Al。

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