4.2.1 电解池的工作原理以及电极式书写-2023-2024学年高二化学必备【考点·题型】讲与练

4.2.1 电解池的工作原理以及电极式书写 1、会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式 2、熟悉电解规律和电解产物的判断方法 考点梳理 一、电解池的工作原理 1、实验探究：电解CuCl2溶液 实验操作 实验现象 实验分析 电流表指针发生偏转 电解质溶液导电，形成闭合回路 b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜，Cu2+ + 2e- === Cu a极上产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了氯气，2Cl- - 2e- === Cl2↑ 电解CuCl2溶液的总反应：CuCl2 Cu + Cl2↑ 2、电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而引起氧化还原反应的过程叫做电解。电能转化为化学能。 3、电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽。 5、电解池的基本规律 构成条件 ①直流电源；②两个电极；③闭合回路；④电解质溶液或熔融电解质 电极 阳极 与电源正极相连，发生氧化反应 阴极 与电源负极相连，发生还原反应 离子流向 阴离子移向阳极；阳离子移向阴极 电子流向 电源负极流向电解池阴极；电解池阳极流向电源正极 6、阴、阳极的判断 (1)根据外接电源的正、负极来判断：电源正极连接阳极；电源负极连接阴极 (2)根据电流方向来判断：从阴极流出，从阳极流入 (3)根据电子流向来判断：从阳极流出，从阴极流入 (4)根据离子流向来判断：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极 (5)根据电极发生的反应类型来判断：发生氧化反应的一极是阳极，发生还原反应的一极是阴极 (6)根据电极产物来判断：电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极；析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极 【注意】 ①电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即：电子本身不会通过电解质溶液 ②电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程，就是电解质溶液(或熔融态电解质)被电解的过程 二、电解池电极反应书写 1、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等 2、电极的放电顺序 1、阳极： （1）活性电极：Fe、Cu、Ag。反应方式：M-ne-=Mn+ Fe-2e- =Fe2+ 、Cu-2e- =Cu2+、Ag-e- =Ag+ （2）惰性电极：Au、Pt、C。溶液中的阴离子放电 常见放电顺序：活性电极>S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >含氧酸根>F- 2I-2e-=I2 2Br-2e-=Br2 2Cl-2e-=Cl2 2H2O—4e-=4H++O2↑ 2、阴极： 常见阳离子放电顺序：金属活动性顺序的倒序 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 最常见的阴极产物有Ag、Cu、H2 Ag++e-= Ag Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- 注：在电镀时，通过控制条件，Fe2+和Zn2+的得电子能力会强于酸中的H+，即浓度越大，得电子能力越强 2、电解时电极产物的判断 (1)阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，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，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断： (2)阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序 【注意】 ①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)中阳离子放电 ②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化 ③电解水溶液时，K+～Al3+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等金属单质 ④电解水溶液时，Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度较大时在H+之前放电 3、电极方程式的书写——注意惰性电极和活性电极的差别 看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应 【注意】1、必须在总反应方程式的“==”上标明“通电”或“电解” 2、只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物，无关的不写 4、惰性电极电解规律 类型 电极反应特点 物质类型及实例 电解对象 电解质浓度变化 pH值 变化 恢复