常见的电解原理的应用及电极反应式书写
高中化学：1.2 第2课时 电解原理的应用
第2课时 电解原理的应用1．装置2．现象(1)阳极上：有气体产生。
(2)阴极上：有气体产生，阴极附近溶液变红。
3．原理分析及电极反应电解时，Cl －、OH －移向阳极，Na ＋、H ＋移向阴极。
(1)阳极离子放电顺序：Cl －>OH －，电极反应：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应)。
(2)阴极离子放电顺序：H ＋>Na ＋，电极反应：2H ＋＋2e===H 2↑(还原反应)。
4．电解反应化学方程式： 2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====通电2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
[师生互动·解疑难](1)电解饱和食盐水阴极区溶液呈碱性的原因：电解饱和食盐水过程中，阴离子放电顺序为H ＋＞Na ＋，所以H ＋在阴极上得电子而生成H 2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使阴极区溶液中c (OH －)＞c (H ＋)，所以阴极区溶液呈碱性。
(2)氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，涂镍碳钢网作阴极。
(3)用湿润的KI 淀粉试纸检验阳极放出的氯气。
1．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1.装置2．原理阳极：Cu(粗铜)－2e －===Cu 2＋。
阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu 。
3．重要提示(1)铜的电解精炼过程中，Zn 、Ni 、Fe 等比铜活泼的金属在阳极放电变成金属阳离子进入溶液，不如铜活泼的银、金、铂等金属不放电与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池的底部，形成阳极泥。
(2)精炼铜时，由于阳极上溶解的金属为Fe 、Zn 、Ni 、Cu 等，而在阴极上只有Cu 析出，根据电子守恒，阳极溶解的质量小于阴极析出的质量。
(3)电解精炼后溶液中阴离子浓度不变，阳离子浓度有的(如Cu 2＋)变小，有的(如Zn 2＋、Fe 2＋、Ni 2＋等)变大。
电解池的工作原理及应用(精华版)
离子放电规律
得 还原 阴极： ___电子，发生____反应，离子 氧化性 _____越强，反应越容易。 常见阳离子放电顺序： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ 失 氧化 阳极：___电子，发生____反应，离子 还原性 _____越强，反应越容易。 ①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子 放电顺序： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F－
2CuSO4+ 2H2O 电解
阴极
铜 浓度 PH 值 复原
CuSO4
减小
减 小
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
加 CuO
用惰性电极电解电解质溶液规律
(3)放氧生酸型： 如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。 电解CuSO4溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 总反应： 2CuSO4 +2H2O
D.电解过程中，氯离子浓度不变
电解CuCl2溶液的分析
阳极 阴极
氯 气
实例 电极反应
铜 浓度 PH 值 复原
CuCl2
阳极：2Cl--2 e- =Cl2 ↑ 阴极：Cu2++ CuCl2
电解
2e- =2Cu
减小
----
Cu+Cl2 ↑
加 CuCl2
用惰性电极电解电解质溶液规律
(2)电解电解质本身：
如电解盐酸、CuCl2溶液等 电解盐酸
2014年高考化学一轮复习：6-2 电能转化为化学能——电解
3．电解的有关计算 (1)常见计算类型： ①两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生气体的体积 等)； ②溶液 pH 的计算； ③相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算； ④某元素的化合价或确定物质的化学式； ⑤根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。
(2)解答此类问题的常用方法： ①守恒法：原子守恒、电量守恒等； ②总反应式法； ③关系式法，如： 物质(或微粒)： H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－ n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4
第2节 电能转化为化学能——电解
[考纲展示] 1．了解电解池的工作原理。 2．能写出电极反应和电解总反应方程式。
一、电解原理 1．电解的定义及能量转化形式 (1)定义 在直流电作用下，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。 (2)能量转化形式为：电能转化为化学能。
2．电解池的构造及电极反应
此时溶液中 c(H＋)为(假设体积不变)( )
A．1.5 mol·L－1
3．电镀 (1)阳极：镀层金属。 (2)阴极：镀件。 (3)电镀液：一般用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液。 (4)电极质量及离子浓度变化：电镀池工作时，阳极质量减少， 阴极质量增加，电解质溶液浓度不变。
1．Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以设计成电解池，但不能设 计成原电池。( )
(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是
____________________________________________________。
【解析】(1)电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较 不活泼金属的无氧酸盐，如 HCl、CuCl2。
(2)电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用， 可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如 H2SO4、Na2SO4。
电极反应式的书写方法
电解池的设计
电解池的组成
电解池由电源、电极、电解质溶 液和外电路组成，电极材料和电 解质溶液的选择对电解效果有重
要影响。
书写电极反应式
根据电解原理，确定阴阳极的氧化 还原物质，写出电极反应式，并注 意电子转移数和电荷守恒。
判断阴阳极
根据电解原理中氧化还原反应的方 向，判断阴阳极，阳极发生氧化反 应，阴极发生还原反应。
利用总反应式书写电极反应式
总结词
根据总反应式中各物质在电极上的转化关系，写总反应式中各物质在电极上的转化关系，写出相应的电极反应式。例如， 在碱性条件下，氢气和氧气发生电化学反应生成水，总反应式为：2H2 + O2 + 4OH- → 4H2O，根据转 化关系可以写出阳极反应式：4OH- - 4e- → 2H2O + O2。
利用离子方程式书写电极反应式
总结词
将离子方程式中的离子转化为相应的电极反应式。
详细描述
在书写电极反应式时，可以根据离子方程式的书写规则，将离子方程式中的离子转化为 相应的电极反应式。例如，在酸性条件下，铁离子和氢氧根离子发生电化学反应生成亚 铁离子和水，离子方程式为：Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3，可以写出相应的电极反应式：
总反应式为
03
$2NaCl + 2H_{2}O = 2NaOH + Cl_{2} uparrow + H_{2}
uparrow$。
氢氧燃料电池
01
正极发生还原反应，电极反应式为
$O_{2} + 4e^{-} + 4H^{+} = 2H_{2}O$。
02
负极发生氧化反应，电极反应式为
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
完整版电极反应式书写大全
完整版电极反应式书写大全1．负极反应式的书写先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。
2．正极反应式的书写(1)首先判断在正极发生反应的物质①当负极材料与电解质溶液能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
(2)然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应要叠加在一起书写。
(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中，其正极反应式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－；铜锌原电池(Zn－Cu－H2SO4)的正极反应式是2H＋＋2e－=H2↑。
原电池中电极反应式的书写时注意的问题(1)如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律写电极反应式。
(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。
(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。
(4)如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素化合价的变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。
(5)需要特别指出，对于可逆电池的反应，需要看清楚"充电"、"放电"的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解原理。
电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写1．阳极产物的判断(1)活性金属电极(金属活动性顺序表中排在Ag之前)，电极金属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。
电解水电极的化学反应方程式
电解水电极的化学反应方程式电解水是指通过施加电流使水分解成氢气和氧气的过程。
在电解水中，水分子（H2O）在电解质溶液中被电流分解为氢气（H2）和氧气（O2）。
电解水的化学反应方程式可以表示为：2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)这个方程式表示了一个简化的过程，其中涉及两个水分子分解产生氢气和氧气。
在电解过程中，正极（阳极）上发生氧气的析出反应，而负极（阴极）上发生氢气的析出反应。
正极反应：2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-负极反应：4H2O(l) + 4e- → 2H2(g) + 4OH-(aq)综合起来，可以得到完整的电解水的化学反应方程式。
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)在正极上，氧气生成的反应是氧化还原反应，即水分子被氧化成氧气分子。
在负极上，水分子被还原成氢气分子。
正极的反应是一个氧化反应，负极的反应是一个还原反应。
在电解水过程中，正极和负极之间的电子流动导致了水分子的分解。
正极的反应产生了氧气和氢离子（H+），而负极的反应产生了氢气和氢氧根离子（OH-）。
氢离子和氢氧根离子在电解质溶液中重新组合形成水分子。
电解水是一种重要的实验室技术和工业过程。
它被广泛应用于制氢、制氧、电镀、电解析金属和电解水处理等领域。
通过电解水，可以有效地分解水分子，产生纯净的氢气和氧气。
在电解水的化学反应中，氢气和氧气是以气体的形式产生的。
氢气和氧气是可燃性气体，可以用作燃料或用于其他化学反应。
电解水是一种可持续的能源转换过程，通过使用可再生能源如太阳能或风能来产生所需的电流，可以实现零排放的氢气和氧气生产。
总的来说，电解水的化学反应方程式描述了水分子在电解质溶液中被电流分解为氢气和氧气的过程。
这个过程在正极和负极上分别发生氧化和还原反应，产生氢气和氧气。
电解水是一种重要的实验室技术和工业过程，可以产生纯净的氢气和氧气，用于能源转换和其他化学反应。
这个过程在可再生能源的推动下，具有广阔的应用前景。
电解池练习—电极反应式的书写和分类
电解池练习一一、用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）1、CuCl2阴极：阳极总方程式：电解质浓度，pH 电解对象: ，要把电解质溶液复原,加。
2、HCl：阴极：阳极总方程式：电解质浓度，pH 电解对象：，要把电解质溶液复原，加 .小结：经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是，这一类电解反应称为电解电解质型3、NaCl阴极：阳极总方程式：电解质浓度 ,pH 电解对象：，要把电解质溶液复原,加。
小结：该电解池反应的电解对象是，这一类电解反应称为放H2生碱型。
4、CuSO4阴极：阳极总方程式：电解质浓度，pH 电解对象：，要把电解质溶液复原,加 .小结:该电解池反应的电解对象是 ,这一类电解反应称为放O2生酸型。
5、NaOH：阴极：阳极总方程式：电解质浓度，pH6、H2SO4:阴极：阳极总方程式：电解质浓度，pH7、Na2SO4:阴极: 阳极总方程式：电解质浓度，pH小结：以上三个电解池反应的电解对象都是，要把电解质溶液复原,加 .这一类电解反应称为电解水型.4、电极方程式的书写总结阳极：；反应类型：反应。
阴极：；反应类型：反应.阴、阳两极中得、失电子的总数要，每一极上都要满足和守恒,总方程式可根据阴、阳两极的物质变化写出。
二、用铜电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）1、H2SO4：阴极：阳极总方程式:2、CuSO4阴极：阳极总方程式：三、电解原理的应用：1、氯碱工业:电解制、和。
电极反应方程式: 阳极：阴极：总方程式该电解池中阳极用电极（金属、惰性）2、电镀:电镀时，通常把作阴极，把作阳极,用含有作电镀液。
3、铜的精炼：电解时，通常把作阴极，把作阳极，用含有作电镀液。
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成电冶金：对于、、、这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。
工业上用电解的方法制取金属钠,方程式工业上用电解的方法制取金属镁，方程式工业上用电解的方法制取金属铝，方程式1、等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4，下列图中表示其产生H2总体积(V)与时间(t）的关系正确的是（ )2、由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L,则混合物中一定含有的金属是（ )A．锌 B．铁 C．铝 D．镁3、最近,科学家冶炼出纯度高达99。
电解池知识点
电解池:一、电解原理1、电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极5、电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应：阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极：Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式：CuCl2 =Cu+Cl2↑7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程☆规律总结：电解反应离子方程式书写：放电顺序：阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时：电极本身溶解放电注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
解水型4e- == 2H2 ↑阳极：4e- = O2↑+ 2H2O 水增大水上述四种类型电解质分类：（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（1）、电镀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的方法（2）、电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液M— ne — == M n+阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面M n+ + ne — == M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液（3）、电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜；阴极：纯铜电解质溶液：硫酸铜3、电冶金（1）、电冶金：使矿石中的金属阳离子获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝（2）、电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na + + Cl—通直流电后：阳极：2Na+ + 2e— == 2Na 阴极：2Cl—— 2e—== Cl2↑☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律（1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。
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Cl2 +
H2 － NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
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
形成 ①活动性不同两电极 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路
电极 负极：较活泼金属； 阳极：电源正极相连 正极：较不活泼金属( 名称 或能导电的非金属等) 阴极：电源负极相连
【例1】在25℃和1×105 Pa下，用铂电极电解硫酸 铜溶液，当阴极产生6.4 g铜时，阳极放出 （ ） A．1.2 L氢气 B．1.2 L氧气 C．2.4 L氢气 D．2.4 L氧气
分析：用铂电极进行电解，两极反应为： 阴极：Cu2+ + 2e－=Cu， 阳极：4OH－－4e－=2H2O + O2↑ 电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数， 且两极产物的关系为Cu---1/2O2. 阳极上产生气体为氧气，其体积为： 6.4÷64×22.4/2=1.12L(标况） 则25℃和101Kpa下体积：1.12×(273+25)÷273=1.2L 答案：B
[解]H+物质的量=0.5L×（10-3-10-6） mol/L=×10-3mol/L=5×10-4mol （1） 利用关系式求解： H＋————OH－―——e－———Ag 1mol (放电) 108g 5x10-4mol 则54x10-3g=54mg
（2） 利用方程式求解： 4AgNO3+2H2O 4HNO3+O2↑+4Ag↓ 1mol 108g 5x10-4mol 则54x10-3g=54mg 答：B。
例：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x· nH2O，式量为 242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性 电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金 属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。 Mx+ + xe= M
2OH－ + H2↑ + Cl2↑
总反应：
2NaCl + 2H2O
电解
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
阴极区
阳极区
离子交换膜法制烧碱：
1、离子交换膜电解槽的组成：
由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交
换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；
每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；装置
2、阳离子交换膜的作用：
0.005mol 0.01mol
0.32g
所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=1
一、电解产物的产量的计算： 依据电极反应式中，转移电量与产量成正比， 且各电极通过的电量相等，即可求解。 [例] 用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中， 通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设 电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前 后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质 量是（ ）。 A．27mg C．108mg B．54mg D．216mg
电镀铜
1、电镀铜的装置：
镀件作阴极，镀层金属 作阳极， 含镀层金属离子的电解 质配成电镀液；
铜片
2、电镀铜的原理：
阳极（镀层金属）：Cu－2e- = Cu2+ 阴极（镀件）： Cu2+ + 2e- = Cu
电镀液浓度不变
－ ＋ 待镀铁 制品 CuSO4溶液
要点一：原电池、电解池、电镀池的比较
原电池 化学能转变成电能的 定义 装置。 电解池 将电能转变成化学能 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 电镀池
电解CuSO4溶液：用惰性电极
阴极：2Cu2+ + 4e- = 2Cu
阳极：2H2O－4e- = O2↑+4H+
总反应式：2Cu2+ + 2H2O 电解
又如：Cu(NO3)2、AgNO3
2Cu + O2↑+ 4H+
写出电极反应式及电解方程式；分析溶液 PH
的变化、溶液减少的量是？
电解水（Na2SO4溶液）：用惰性电极
pH变化？
电解精炼铜原理
①粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu ②比铜活泼的金属：
Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；
③比铜不活泼的金属：Au.Pt.不溶解，而以单质沉积
形成阳极泥； ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；
适量盐酸 含少量 阳离子交换塔 过滤 2 ) Ca2+.Mg2+ (除Ca 2 .Mg 2 ) (除泥沙及沉淀 ) (除CO 3
精制 盐水
Cl2 +
H2 － NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
阳极：镀层金属； 阴极：镀件
电极 负极：氧化反应 反应 正极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
氯碱工业
电极反应及总反应：
阳极反应：2Cl－－2e－ ＝ Cl2↑（氧化反应）
阴极反应：2H+ + 2e－＝H2↑（还原反应）
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2O
电解
阴极：2H+ + 2e- = H2↑ 阳极：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O
总反应式：2H2O
电解
2H2↑+ O2↑
只让水的H＋(水) 、OH－(水) 放电 放电顺序在Cl－ 以后的阴离子、Cu2＋ 以前的阳离子 所组成的酸、碱、盐溶液，但阳极用惰性电极
（Pt、Au、C等）
如电解：H2SO4 、NaOH 、Na2SO4 等；并分析其
3、食盐的精制：
（1）粗盐的成份：
泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与 碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜；
（2）杂质的除去过程：
过量BaCl2 过量NaOH 粗盐水 2 3 (除SO 2 ) ( 除 Mg . Fe ) 4
过量Na 2CO3 (除Ca 2 .Ba 2 )