第四篇 电解池的工作原理及应用 讲义 苏教版高中化学选修4化学反应原理（机构 原卷+解析）

第四篇 电解池的工作原理及应用 1、 电解池的工作原理 1．电解池的基本概念 （1）电解 在直流电的作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解池 ① 定义：将电能转化为化学能的装置。 ② 组成：直流电源，固体电极材料，电解质溶液或熔融电解质，构成闭合回路。 （3）电极及电极反应 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。 2．熔融氯化钠的电解 （1）实验现象：通电后，在阳极周围有气泡产生，在阴极上生成银白色金属。 （2）实验分析： ① 熔融氯化钠中存在的微粒Na＋、Cl－。 ② 通电后离子的运动： 阳离子Na＋(填离子符号)移向阴极； 阴离子Cl－(填离子符号)移向阳极。 ③ 电极上发生的变化： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na， 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 （3）实验结论：熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化，分解生成了钠和氯气。 3．电解CuCl2溶液 装置 现象 反应 阴极 有红色物质析出 Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 阳极 有黄绿色气体生成 2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 电池总反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 电解质水溶液的电解规律 1．电解时的放电顺序与电极产物的判断 （1）阳极 （2）阴极 直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋ 2．以惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解质 浓度 pH 电解质溶液复原　　 电解水型 阴：4H＋＋4e－===2H2↑ 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 减小 加水 Na2SO4 水 增大 不变 加水 电解电解 质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 通氯化氢 CuCl2 电解质 减小 — 加氯化铜 放H2生碱型　 阴极：H2O，放H2生碱 阳极：电解质，阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新 电解质 增大 通氯化氢 放O2生酸型　 阴极：电解质，阳离子放电 阳极：H2O，放O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新 电解质 减小 加氧化铜 例1　如下图所示装置中，属于电解池的是(　　) 例2　如图是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极，b为正极 B．a为阳极，b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 1.　用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH减小 2.　(2018·蚌埠第二中学期中)用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　) A．NaCl[盐酸] B．NaOH[H2O] C．CuCl2[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 3．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 1．判断电解池阴极、阳极的5条依据 （1）阳极：外接电源正极—阴离子流向—流出电子—发生氧化反应—产生气体(或活泼电极溶解) （2）阴极：外接电源负极—阳离子流向—流入电子—发生还原反应—析出金属，质量增加 2．电极反应式的书写步骤 （1）确定电极：与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。 （2）确定电极反应 （3）分析离子种类：依据放电顺序，确定反应离子。 （4）写电极反应式 ① 列物质、标得失；② 选离子、配电荷；③ 配个数、巧用水。 2、 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 （1）电极材料为石墨，电解质溶液为NaCl饱和溶液。 （2）饱和食盐水中可能存在的离子有Na＋、Cl－、H＋、OH－，在电场中它们的移动方向是Na＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动。 （3）电极反应式和电解反应的化学方程式 现象 电极反应式 阴极 生成气体 2H＋＋2e－===H2↑ 阳极 生成气体 2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应的化学方程式： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋