北京四中高考二轮专题复习：电解原理及应用（化学）.doc

电解原理及应用编稿：贺新审稿：路季滨责编：顾振海教学重点：电解原理一、电解原理1．电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2．电解池的组成：⑴阳极——与电源正极相连阴极——与电源负极相连⑵形成条件:①直流电源②两个电极③电解质溶液(或熔化的电解质)④形成闭合回路3．电解反应类型⑴惰性电极：（电极不参加反应）①只有电解质参加的反应例：电解CuCl2溶液阴极反应：Cu2++2e-=Cu阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑总反应：CuCl2Cu+Cl2↑在电场作用下，CuCl2溶液中阳离子（Cu2+，H+）向阴极移动，阴离子（Cl-，OH-）向阳极移动。Cu2+得电子能力大于H+，Cl-失电子能力大于OH-。②只有水参加的反应：例：电解H2SO4溶液阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2H2O2H2↑+O2↑电解H2SO4溶液，相当于电解水，不断电解过程中H+浓度增大，H2SO4浓度增大，溶液pH值减小。③水和电解质均参加反应。例：电解NaCl溶液阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH电解过程中H+得电子，破坏水的电离平衡，H2OH++OH-，水的电离平衡向右移动，溶液pH值增大。⑵电极参加反应[金属做阳极（除Pt外）]：例：金属作阳极时，金属失电子，而不是阴离子失电子。在阳极，Cu失电子能力大于SO42-、OH-，因此电极Cu首先失电子：阳极反应：Cu-2e-=Cu2+阴极反应：2H+-2e-=H2↑总反应：Cu+2H+Cu2++H2↑从总反应看出不活泼的Cu将较活泼H置换出来，不符合金属活动顺序表，因此化学反应能不能发生没有严格界限，不能自发进行的反应，提供能量（如电解）也能进行。二、电解反应规律：1．当惰性材料做电极时，阴、阳离子放电顺序为：盐的类型实例参加电解物质溶液pH使溶液复原应加入物质1、A-C盐Na2SO4KNO3H2O不变H2OA的碱KOHNaOH增大C的酸H2SO4HNO3减小2、B-D盐CuCl2HgCl2电解质不定CuCl2、HgCl2D的酸HClHBr增大HCl、HBr3、A-D盐NaClKBrH2O+电解质增大HCl、HBr4、B-C盐CuSO4AgNO3减小CuO、Ag2O说明：①阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。②电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。2．金属作阳极（Pt除外）时，金属失电子发生氧化反应，阴极上阳离子放电顺序不变。三、电解原理的应用电解食盐水电解Al2O3(熔融态)电镀电解精炼装置示意图阴极反应2H++2e-=H2↑4Al3++12e-=4AlZn2++2e-=ZnCu2++2e-=Cu（精铜）阳极反应2Cl--2e-=Cl2↑6O2--12e-=3O2↑Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+（粗铜）电解总反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑——说明(1)阴极室与阳极室应用隔膜分开。(2)食盐水需经净化，除Mg2+、Ca2+、SO42-等离子。(1)为降低Al2O3熔点，需加助熔剂（冰晶石）。(2)阳极生成的O2与碳反应，生成CO2，需要定期更换石墨阳极。电解生成的铝积存在槽底，定期汲出。(3)实际过程复杂，上述反应仅是粗略的表示(1)镀件必须作阴极。(2)镀层金属作阳极。(3)用含镀层阳离子的溶液作电镀液。(1)粗铜作阳极，溶解下来。(2)精铜作阴极。说明：金属冶炼四、原电池和电解池的区别和联系原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能反应特征自发进行的氧化还原反应非自发进行的氧化还原反应电极名称由电极本身决定负极：相对较活泼金属正极：相对不活泼金属由电源决定阴极：与负极相连阳极：与正极相连电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应装置特征无电源，两极不同有电源，两极可以相同，也可以不同电子流动方向溶液中离子流向阳离子移向正极阴离子移向负极阳离子移向阴极阴离子移向阳极联系两者均发生氧化还原反应说明：电解池有两种连接方式：串联、并联五、介绍几种常见的电池1、普通锌锰电池(干电池)干电池是用锌制圆筒形外壳负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉作正极，在石墨周围有MnO2作去极剂(吸附正材放出的H2，防止产生极化现象)。电极反应为：负极：Zn—2e-=Zn2+正极：2NH4++2e-=2NH3+H2H2+2MnO2=Mn2O3+H2O正极产生的N