第12讲
电解池原理 及其应用
满分晋级
化学反应与能量变化19级
电解池原理和应用
化学反应与能量变化15级
电解池
化学反应与能量变化9级
电解池
新课标剖析
内容 高考 要求 要求层次 具体要求 通过化学能和电能的相互转化，认识常见的能量转化及其重要应用； 理解电解池工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式； 了解电解池在实际中的应用； 2011 第26题⑴，⑵，⑶ 2012 第25题⑷ Ⅰ Ⅱ Ⅲ √ √ 2010 第6题A选项 化学反应与能量 √ 年次 北京高考 解读 题 分值 解析 6分 6分 4分 电解池方面的知识经常结合原电池进行综合考查，例如二次电池、金属的电化学腐蚀与防护、以及电化学综合计算等。此外电解池的应用同样是考查的热点之一，除氯碱工业、电镀、电解冶炼和精炼等基础知识之外，还经常拓展到其他方面，如碘酸盐的制备等。复习中要注意和原电池的相互比较，以及对于电解规律的记忆理解。 知识网络
使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，是最强的氧化还原手段。装置特点电解原理形成条件与电源相连的两个电极；电解质溶液或融化的电解质；闭合回路阴极电极反应阳极电解电解质型电解水型电解池电解规律放氢生碱型放氧生酸型定义氯碱工业原理定义电镀电解应用铜电解精炼条件镀件做阴极，镀层金属做阳极，电镀液中含有镀层金属离子工业上应用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业饱和NaCl溶液的电解；离子交换膜应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金金属活性电极或阴离子失去电子发生氧化反应电解质溶液中的阳离子得到电子发生还原反应把电能转化为化学能粗铜做阳极，纯铜作阴极，电解液可用硫酸铜溶液；阳极泥电解熔融氯化钠制金属钠电冶金电解熔融氧化铝制金属铝
知识点睛
板块一 电解原理
一、 电解池原理
定义 特点
使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 将电能转化为化学能；借助电流使非自发进行的氧化还原反应得以发生 ①与电源相连的两个电极； （电极可以是惰性电极如Pt、Au、石墨，或活泼电极如Zn、Fe、Cu、Ag等） ②电解质溶液（或熔融电解质）； ③形成闭合回路；有盐桥或离子交换膜相连 离子定向移动电子（e-）流出电子（e?）流入???????阴极???????????电源正极 电源负极?????阳极?形成条件 电子流向 离子 移动方向 移向移出阳离子????阴极????阴离子； 移向移出阴离子????阳极????阳离子 电解池构造 电极判断 【教学建议】1.这里需要注意的是，以点带面，需要将CuCl2的电解解释的非常清楚，包括操作，现象，
原理，电极反应式总反应式等，电子流动方向以及有膜无膜体系下离子的流动，尽管简单但很重要。
2.强调，电解是最强的氧化还原手段，很多一般情况下不能自发进行的氧化还原反应在电解条件下得以发生，如Cu和稀H2SO4，一般不能反应生成氢气，但设计成电解池可以
实现，Cu+H2SO4
二、 电解规律与类型
1． 电解规律 规律 活性 电极 阳极上 失电子的规律 详解 若电极金属在活动性顺序表Ag（包括Ag）之前，则这些金属首先失去电子进入溶液，此时溶液中其他离子不再失电子。 如Fe做阳极电极时， Fe优先在阳极发生氧化反应失电子， 电极反应为：Fe－2e- =Fe2+ 若阳极电极为金、铂、石墨等惰性电极时，由于惰性电极很难失电子，因此主要是溶液中的阴离子失电子，一般阴离子还原性越强则越易失电－－－－子，阴离子放电顺序为：S2->I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子； 注意：非最高价含氧酸根离子的失电子能力一般比OH-要强，如SO32-先于OH-失电子等。 电解 CuSO4+H2↑。
3.注意带有离子交换膜的电解池在分析时的细节；
惰性 电极 可总结为： 活泼阳极（Zn、Fe、Cu、Ag）>无氧酸根离子>OH->最高价含氧酸根离子>F- 阴极上 得电子的规律 阴极上一般由溶液中阳离子获得电子，阳离子氧化性越强则越易得电子，阳离子放电顺序一般为： Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(盐溶液) >Al3+>Mg2+>Na+ 总结 （惰性电极） 对阴阳离子在两极上放电顺序的考查，实际可看作是对离子氧化还原性强弱的考查，不过放电顺序与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，相对比较复杂，不应将放电顺序绝对化，故以上仅是一般规律。 【教学建议】1.阴阳极的放电顺序及相关规律是电解池原理的关键和难点所在，需要多举实例加以说明，
并且始终贯穿一点，后续的所有电解池问题都要用此放电顺序加以分析得出结论； 2.阴极不管是什么材料（无论惰性电极还是活泼金属电极）电极本身都不反应，一定是溶液中或熔融状态电解质中的阳离子得电子；
3.需要特别指出的是电镀时，Zn2+、Fe2+、Ni2+等离子（一般放电顺序在H+之前的阳离子）在其浓度较大时，会先于H+得电子析出，造成此违背一般放电顺序的原因是超电势的存在。
4.提醒学生注意，对于一些特殊离子或物质的放电需要根据具体题意分析，比如醛之类的有机物放电，判断价态比较困难，需要根据有机物得氧失氧或加氢去氢来间接判断。如酸性环境下，乙醛若在阳极失电子，则：CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+；若在阴极得电子，则CH3CHO+2e-+2H+ =CH3CH2OH；
2． 电解产物的判断
分析溶液中存在的阳离子（所有）阴极产物的判断电极产物的判断阳极产物的判断惰性电极应用阳离子放电顺序，氧化性强的离子先反应注意阴极区产物（如电解饱和食盐水，阴极区产物为氢气和氢氧化钠）活泼金属做阳极：活泼金属失电子得对应的金属阳离子分析溶液中存在的所有阴离子应用阴离子放电顺序，还原性强的离子先反应注意阳极区产物（如电解硫酸铜溶液，产物为氧气、硫酸） 3． 电解类型（惰性电极）（A、B、C、D分别为二、1表格中的分区） 电解 类型 盐的 类型 C的酸 含氧酸 举例 阴极 现象 ↑ 反应式 2H++2e- =H2↑ 2H++2e- =H2↑ 2H++2e- =H2↑ 现象 ↑ 阳极 反应式 4OH--4e- =2H2O+O2↑ 4OH--4e- =2H2O+O2↑ 4OH--4e- =2H2O+O2↑ 电解 物质 H2O 复原 总体 pH ↓ 2H2O反应式 H2SO4 H2O 电解 2H2↑+O2↑ 电解 水型 A的碱 强碱 NaOH ↑ ↑ H2O H2O ↑ 2H2O 电解 2H2↑+O2↑ A—C 活泼金属的 含氧酸盐 Na2SO4 ↑ ↑ H2O H2O 不变 2H2O 电解 2H2↑+O2↑ B—D 电解 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 电解 质型 （氟化物除外） 析出 Cu Cu2++2e- 电解 -- 黄绿↑ 2Cl-2e=Cl2↑ CuCl2 CuCl2(s) 不定 CuCl2Cu+Cl2↑ =Cu 2H++2e- --黄绿↑ 2Cl-2e =Cl2↑ HCl =H2↑ D的酸 无氧酸（除HF外） HCl ↑ HCl(g) ↑ 2HCl 电解 H2↑+Cl2↑ 放氢 A—D NaCl ↑ 生碱 活泼金属的无氧酸盐型 放氧 生酸 （氟化物除外） 2NaCl+2H2O 2H++2e- NaCl -- HCl(g) ↑ 电解 黄绿↑ 2Cl-2e=Cl2↑ =H2↑ +H2O 2NaOH+ H2↑+Cl2↑ Cu2++2e- =Cu ↑ 2CuSO4+2H2O 4OH--4e- H2O+ CuO ↓ 电解 =2H2O+O2↑ CuSO4 CuCO3 2Cu+O2↑+2H2SO4 B－C 不活泼金属的 CuSO4 析出 Cu