1、1电解原理的应用【考点精讲】1.电解饱和食盐水（1）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）（2）总反应方程式：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =电 解 离子反应方程式：2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2= = = = =电 解 （3）应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2.电镀下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：（1）镀件作阴极，镀层金属银作阳极。（2）电解质溶液是 AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。（3）电极反应：阳极：Age Ag ；阴极：Ag e Ag。（4）特点：阳极溶解，阴
2、极沉积，电镀液的浓度不变。3.电解精炼铜（1）电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。（2）电解质溶液：含 Cu2 的盐溶液。（3）电极反应：阳极：Zn2e Zn2 、Fe2e Fe2 、Ni2e Ni2 、Cu2e Cu2 ；阴极：Cu 2 2e Cu。4.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。（1）冶炼钠2NaCl（熔融） 2NaCl 2= = = = =电 解 电极反应：阳极：2Cl 2e Cl2；阴极：2Na 2e 2Na。（2）冶炼铝2Al2O3（熔融） 4Al3O 2= = = = =电 解 电极反应：阳极：6O 2 12e 3O2；阴极：4Al 3 12
3、e 4Al。2【典例精析】例题 1 新课标全国卷粗铜的电解精炼如下图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_（填图中的字母） ；在电极 d 上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有 Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。思路导航：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO 4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。答案：c Cu 2 2e Cu Au、Ag 以单质的形式沉积在 c（阳极）下方，Fe 以 Fe2 的形式进入电解液例题 2 四川理综按下图电解 NaCl 的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充
4、分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是_。思路导航：由于阳极是惰性电极，则电解饱和氯化钠溶液的方程式为 2NaCl2H 2O2NaOHH 2Cl 2，生成的 Cl2与 NaOH 溶液发生反应：= = = = =电 解 Cl22NaOH NaClNaClOH 2O，故总反应方程式为NaClH 2O NaClOH 2，酚酞试液遇 NaOH 显红色后被 NaClO 氧化褪色。= = = = =电 解 答案：NaClH 2O NaClOH 2 酚酞试液先变红后褪色例题 3 某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和
5、氢氧化钾。3（1）该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_（填“大于” 、 “小于”或“等于” ）通过阳离子交换膜的离子数。（2）制得的氢氧化钾溶液从出口_（填“A” 、 “B”、 “C”或“D” ）导出。（3）通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因_。（4）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为_。思路导航：溶液中的 OH 在阳极失电子产生 O2：4OH 4e 2H2OO 2，所以在 B 口放出 O2，从 A 口导出 H2SO4。溶液中的 H 在阴极得到电子产生 H2：2H 2e H2，则从C 口放出 H2，从 D 口导出 KO
6、H 溶液。因 SO 所带电荷数大于 K 所带电荷数，SO 通过24 24阴离子交换膜，K 通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O 2、H 2、KOH 溶液构成燃料电池时，O 2在电池正极放电：O24e 2H 2O 4OH 。答案：（1）4OH 4e 2H2OO 2 小于（2）D（3）H 在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使 c（OH ） c（H ）（4）O 22H 2O4e 4OH【总结提升】有关电解计算的方法技巧（1）利用电极反应计算，应用的是阴、阳两极电子守恒。（2）利用电解总方程式计算，应用化学方程式计量数之比。（3）电解后溶液的 pH 计
7、算，对于只电解水的溶液，就是溶液的浓缩计算；对于既电解水又电解电解质本身的计算，要求出生成的 c（H +）或 c（OH ） 。（4）长时间的电解计算，要注意溶剂的电解问题。（5）对于混合溶液的电解计算，要注意多种离子分段电解的问题。例题 1500 mL KNO3和 Cu（NO 3） 2的混合溶液中 c（NO ）0.6 molL1 ，用石墨作 3电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体（标准状况下） ，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是（）A.原混合溶液中 c（K ）为 0.2 molL1B.上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子C.电解得到的
8、Cu 的物质的量为 0.05 molD.电解后溶液中 c（H ）为 0.2 molL1思路导航：石墨作电极电解 KNO3和 Cu（NO 3） 2的混合溶液，阳极反应式为4OH 4e 2H2OO 2，阴极先后发生两个反应：Cu 2 2e Cu，2H 2e H2。从4收集到 O2为 2.24 L 这个事实可推知上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子，而在生成 2.24 L H2的过程中转移 0.2 mol 电子，所以 Cu2 共得到 0.4 mol0.2 mol0.2 mol 电子，电解前 Cu2 的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系： c（
9、K ）2 c（Cu 2 ） c（NO ） ， c（K ） c（H ） c（NO ） ，不难算出：电 3 3解前 c（K ）0.2 molL 1 ，电解后 c（H ）0.4 molL 1 。答案：A例题 2 将等物质的量浓度的 CuSO4和 NaCl 等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液 pH 随时间 t 变化的曲线如下图所示，则下列说法错误的是（）A.阳极先析出 Cl2，后析出 O2，阴极先产生 Cu，后析出 H2B.AB 段阳极只产生 Cl2，阴极只产生 CuC.BC 段表示在阴极上是 H 放电产生了 H2D.CD 段相当于电解水思路导航：由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也
10、相等，即溶质的物质的量相等，设 CuSO4和 NaCl 的物质的量各 1 mol，电解分 3 个阶段：第一阶段阳极：1 mol 氯离子失 1 mol 电子，阴极：0.5 mol 铜离子得 1 mol 电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH 将增大。第二阶段阳极：1 mol 氢氧根离子失 1 mol 电子（来源于水的电离） ，阴极：0.5 mol 铜离子再得 1 mol 电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氯离子浓度增大，pH 迅速减小。第三阶段阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH 继续减小。答案：C
