1、1电解原理【考点精讲】1.电解定义在电流作用下,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.能量转化形式电能转化为化学能。3.电解池(1)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐) 。形成闭合回路。(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子移动方向电子:从电源负极流向电解池的阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。离子:阳离子移向电解池的阴极;阴离子移向电解池的阳极。4.分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H 和 OH ) 。(3)然后排出阴、阳两
2、极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag Fe3 Cu2 H (酸)Fe 2 Zn2 H (水)Al3 Mg2 Na Ca2 K 。阳极:活泼电极S 2 I Br Cl OH 含氧酸根离子。注意:阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序是:阳极:Cl OH ;阴极:Ag Cu2 H 。电解水溶液时,K Al 3 不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al 等金属。(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2【典例精
3、析】例题 1 用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的 pH 下降的是()A.CuSO4 B.NaOH C.BaCl2 D.H2SO4思路导航:符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。答案:A例题 2 用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液,在电解后的电解液中加适量水,能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是()A.NaCl B.Na2CO3 C.CuSO4 D.K2S思路导航:加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度,则实际是电解水,故只有 B 项符合条件。答案:B例题 3 下图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。
4、下列实验现象描述正确的是()A.逸出气体的体积,a 电极的小于 b 电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气体C.a 电极附近呈红色,b 电极附近呈蓝色D.a 电极附近呈蓝色,b 电极附近呈红色思路导航:SO 、OH 移向 b 极,在 b 极 OH 放电,产生 O2,b 极附近 c(H )24c(OH ) ,石蕊试液变红。Na 、H 移向 a 极,在 a 极 H 放电产生 H2,a 极附近 c(OH )c(H ) ,石蕊试液变蓝。所以产生的气体体积 a 电极的大于 b 电极的;两种气体均为无色无味的气体。A、B 均错。答案:D【总结提升】1.电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解
5、 CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。第一步:明确溶液中存在哪些离子。阳离子:Cu 2 、H ;阴离子:OH 、SO 。24第二步:判断阴、阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极:Cu 2 H ;阳极:OH SO 。24第三步:写电极反应式和总的电解方程式。阴极:2Cu 2 4e 2Cu;阳极:2H 2O4e O24H 。根据得失电子数相等,得总方程式:32CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4。= = = = =电 解 2.规避电解池中方程式书写的 3 个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。(2
6、)要确保两极电子转移数目相同,且注明条件“电解” 。(3)电解水溶液时,应注意放电顺序中 H 、OH 之后的离子一般不参与放电。3.分析电解下列物质的过程电解质(水溶液) 电极方程式被电解的物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度 溶液 pH电解质溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极:4OH 4e O22H2O阴极:4H 4e 2H2水2H2O= = = = =电 解O22H 2 增大 减小 加 H2O强碱(如NaOH)阳极:4OH 4e O22H2O阴极:4H 4e 2H2水2H2O= = = = =电 解O22H 2 增大 增大 加 H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na 2SO4)阳极:
7、4OH 4e O22H2O阴极:4H 4e 2H2水2H2O= = = = =电 解O22H 2 增大 不变 加 H2O无氧酸(如 HCl) ,除 HF 外阳极:2Cl 2e Cl2阴极:2H 2e H2酸2HCl= = = = =电 解Cl2H 2减小 增大 通入 HCl气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2) ,除氟化物外阳极:2Cl 2e Cl2阴极:Cu2 2e Cu盐CuCl2= = = = =电 解CuCl 2 减小 加 CuCl2活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极:2Cl 2e Cl2阴极:2H 2e H2水和盐2Cl 2H 2O= = = = =电 解Cl2H 22OH生成新电解质 增大通入 HCl气体不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极:4OH 4e O22H2O阴极:水和盐2Cu2 2H 2O= = = = =电 解2CuO 24H生成新电解质 减小加 CuO或 CuCO342Cu2 4e 2Cu