电解池专题

《电解池》讲义一、基础知识1、电解池是的装置。

2、电解质溶液导电的过程就是被的过程。

3、构成电解池的条件⑴⑵⑶4、电极的名称（由外接直流电源决定）阴极——与外接电源负极相连的电极，阳极——与外接电源正极相连的电极；电极材料：可以是惰性电极（如C、Pt、Au等），也可以是活性电极（如Zn、Fe、Cu、Ag等）；未指明电极材料的电极通常指惰性电极。

5、电极上阴阳离子放电的一般规律阴阳离子在电极上得失电子发生氧化还原反应的过程统称放电，放电的先后顺序主要决定于阴离子的还原能力和阳离子氧化能力的大小，一般规律如下：⑴阳极放电顺序及对应的氧化产物：活性阳极（Zn、Fe、Cu、Ag等）＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子＞F－（失电子变成阳离子阳极溶解进入溶液）（失去电子，生成单质）（生成氧气）（在水溶液中不放电）⑵阴极放电（阳离子得电子被还原）顺序及对应的还原产物（一般与金属活动性顺序相反）Ag＋＞（Fe3＋）＞Hg2＋＞Cu2＋＞(H＋酸)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞(H2O中的H＋)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋沉淀金属单质（Fe2＋）析出氢气沉淀金属单质析出氢气在水溶液中不放电二、热点知识1、分析电解应用的主要方法和思路通电前：电解质溶液的有关电离过程(包括电解质和水的电离)离子的移动风向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极阳极：活性阳极〉S2-〉I-〉Cl-〉OH-〉NO3-〉SO42-放电能力通电后阴极：Ag+〉Cu2＋〉H+〉Fe2+〉Zn2+〉H+〉Al3+〉Mg2+〉Na+〉Ca2+〉K+ 电极反应：电极反应式两极现象、水的电离平衡电解结果：离子浓度、溶液酸碱性、pH变化等2、用碳棒做阳极、铜棒做阴极电解某些电解质溶液。

完成下列关于电解池的表格：3、电解质溶液电解规律（惰性电极）⑴含氧酸溶液的电解就是；无氧酸溶液的电解就是；⑵可溶性碱溶液的电解就是；⑶活泼金属含氧酸盐溶液的电解就是；不活泼金属含氧酸盐溶液的电解就是；不活泼金属无氧酸盐溶液的电解就是；活泼金属无氧酸盐溶液的电解就是。

回顾：进行电解水实验时，要在水里加入等物质。

4、用碳棒做阴极、铜棒做阳极电解某些电解质溶液。

完成下列关于电解池的表格：思考：设计一个实验，以实现Cu + H2SO4 = CuSO4 + H2↑5、电解原理的应用⑴氯碱工业——电解饱和食盐水①理论分析通电前，溶液中存在的阳离子有，阴离子有，通电时移向阴极，放电；通电时移向阳极，放电；电极反应方程式为：阳极：阴极总反应方程式为：②实验现象I、两极均产生气体II、溶液先变红，说明有生成III 极产生的气体能使湿的KI-淀粉试纸变蓝，说明有生成。

⑵电冶铝——电解熔融氧化铝①反应原理纯铜粗铜、Fe 、Ni 、Au 等)Ag 、Au 等）OH SO 42②技术措施选择冰晶石做熔剂 ；定期补充阳极炭块 ；定期汲取熔融的液态铝 。

⑶电镀（以镀铜为例来说明）① 电镀的概念 利用电解原理在金属或非金属表面镀上一薄 层其他金属或合金的过程叫做电镀。

② 电镀的目的（意义） 使金属或非金属物件 更加美观耐用，增 强抗锈抗腐能力。

③ 电镀池（槽）的组成Ⅰ、 被镀镀件与直流电源负极相连（做阴极） Ⅱ、 镀层金属与直流电源正极相连（做阳极）Ⅲ、 含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，并与外电源形成闭合回路。

④ 电极反应阴极（Cu 2＋ ＞ H ＋） Cu 2＋ ＋ 2e － Cu (还原) 阳极（金属阳极＞OH － ＞SO 42－） Cu － 2e － Cu 2＋ （氧化）电解方程式（一般不写） Cu (阳极金属铜溶解) Cu (阴极金属铜析出) ⑷电解精炼铜——铜的提纯 ① 电解精炼铜电解池的组成Ⅰ 纯铜阴极Ⅱ粗铜（含杂质Zn 、Fe 、Ni 、Ag 、Au 等）阳极Ⅲ 含Cu 2＋的盐溶液（如CuSO 4溶液）做电解质溶液并与外电源形成闭合回路。

② 电解精炼铜的原理（过程）分析（Ⅰ）通电前（电离） CuSO 4Cu 2+ ＋ SO 42－ H 2O H ＋ ＋ OH －（ Ⅱ）通电时（离子迁移）Cu 2＋、H ＋向阴极迁移，OH －、SO 42－向阳极迁移。

（Ⅲ）电极反应阴极（Cu 2＋ ＞ H ＋） Cu 2＋ ＋ 2e － Cu (还原)阳极（金属阳极＞OH － ＞SO 42－） M － 2e － M 2＋ （氧化）（M ＝ Zn 、Fe 、Ni 、Cu ） Zn 2＋、Fe 2＋、Ni 2＋ 比Cu 2＋ 难放电而除去，Cu 2＋在阴极获得电子析出纯铜，Ag 、Au 比铜难失电子从阳极脱落形成阳极泥（提取贵重金属金和银），所得金属铜叫做电解铜（含Cu99.95－99.98％）制电器电线。

电解方程式（一般不写） Cu (阳极金属铜溶解) Cu (阴极金属铜析出) （Ⅳ）现象 阳极逐渐溶解，底部有泥状物质沉淀；阴极析出红色物质。

（Ⅴ）本质 粗铜阳极上的铜在直流电的作用下逐渐转移到阴极，其杂质进入溶液或阳极泥而除去。

⑸用于金属的防护 三、重点习题1．从H ＋、Na ＋、Cu 2＋、Cl －、OH －、SO 42－六种离子中，恰当地组成电解质，按下列要求进行电解.： ⑴以碳棒为电极，使电解质质量减小，水量不变进行电解，则采用的电解质是 ⑵以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减小进行电解，则采用的电解质是 ⑶以碳棒为电极，使电解质和水都减少且溶液的PH 值降低；则采用的电解质是 电解 Cu 2＋ 待镀物品OH SO 424(aq) 电解 Cu 2＋2．在水中加入等物质的量的Ag ＋、Na ＋、Pb 2＋、NO 3－、Cl －、SO 42－，该溶液用惰性电极电解片刻，氧化产物与还原产物的质量比为( )A.8:1B.2:27C.35.5:108D.108:35.53．有四个电解池，分别放入0.1 mol •L -1的下列四种溶液：A 、CuSO 4；B 、HCl ；C 、AgNO 3；D 、KI ，串联后用石墨电极电解，当电路中通过0.05mol 电子后，用序号填写能满足下列条件的溶液。

(1)阴极析出的物质，其物质的量最大的是 ；(2)阳极无气体产生的是 ；(3)阴、阳两极产生气体总量最大的是 ；(4)溶液pH 值降低的是 。

4．工业上用MnO 2与KOH 为原料制取KMnO 4。

主要生成过程分两步进行：第一步将MnO 2和固体KOH 粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，以制取K 2MnO 4；第二步将K 2MnO 4的浓溶液电解，以制取KMnO 4。

回答下列问题：(1) 写出制取K 2MnO 4的化学方程式 ，连续搅拌的目的是 。

(2)电解K 2MnO 4的浓溶液时，两极发生的电极反应式分别是；阴极： ；阳极： ；总反应式： 。

5．在于25℃时，将两个铂电极插入一定量的Na 2SO 4饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，在阴极逸出amol 气体，同时有WgNa 2SO 4·10H 2O 晶体析出，若温度不变，此时，剩余溶液的溶质质量分数为（ ） A 、%10018⨯+W W B 、%10036⨯+a W W C 、%100)18(16171⨯+a W W D 、%100)36(16171⨯+a W W6．在于25℃时，将两个铜电极插入一定量的Na 2SO 4饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，在阴极逸出amol 气体，同时有WgNa 2SO 4·10H 2O 晶体析出，若温度不变，此时，剩余溶液的溶质质量分数为（ ）A 、%10018⨯+W WB 、%10036⨯+a W WC 、%100)18(16171⨯+a W W D 、%100)36(16171⨯+a W W7．用石墨做电极，用U 形管电解含紫色石蕊试液的K 2SO 4溶液，过一段时间后，阳极附近溶液显 色，这是因为 .若改用铜极做电极仍电解上述溶液，过一段时间后，阴极附近溶液显 色，阳极附近溶液显 色.8．铬是一种用途广泛的化工原料，但六价铬具有强烈的致癌作用，且又是一种严重的污染物。

工业上为了处理含Cr 2O 72- 酸性工业废水，按下面的方法处理：往工业废水中加入适量NaCl ，以铁为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。

试回答：（1）加入适量NaCl 是为了 ；（2）电极反应式：阳极 ，阴极 ；（3）由Cr 2O 72- 变Cr 3+ 的离子方程式为 ；（4）工业废水由酸性变碱性原因是 ；（5）能否改用石墨电极？原因是什么？9．关于“电解氯化铜溶液时的pH 变化”问题，化学界有以下两种不同的观点：观点一：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH 升 高。

观点二：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH 值的变化如右图曲线关系。

请回答下列问题：①电解前氯化铜溶液的pH 值处于A 点位置的原因是：（用离子方程式说明）。

②“理论派”所持观点的理论依据是：③“实验派”的实验结论是 ，他们所述“精确实验”是通过 确定的。

④你持何种观点？你所持观点的理由是（从化学原理加以简述） 。

10．图中A ～F 均为中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下：回答下列问题：（1）若反应①和②不需要特定的反应条件就能进行，则A 物质的化学式可能为________________；（2）若反应①和②需要在一定条件下才能进行，则电解A 溶液的化学反应方程式为________________________________________；C 与D 的稀溶液不反应，但若通入B 气体，在加热条件下可以反应生成A 溶液。

试写出这一反应的化学方程式_______________________________________。

11．由于Fe （OH ）2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe （OH ）2沉淀。

若用右图所示实验装置可制得纯净的Fe （OH ）2沉淀。

两极材料分别为石墨和铁。

①a 电极材料为 ，其电极反应式为 。

②电解液d 可以是 ，则白色沉淀在电极上生成；也可以是 ，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A ．纯水B ．NaCl 溶液C ．NaOH 溶液D ．CuCl 2③液体c 为苯，其作用是 ，在加入苯之前，对d 溶液进行加热处理的目的是 。

④为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是 。

A ．改用稀硫酸做电解液B ．适当增大电源电压C ．适当缩小两电极间距离D ．适当降低电解液温度⑤若d 改为Na 2SO 4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。