第16讲 4.3 电解池-2023-2024学年寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第十六讲 电解池 知识梳理 · 考点一、电解池的工作原理 1、电解池：一种将电能转化为化学能的装置。 2、电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极发生氧化还原反应过程。 3、电解池反应原理： 阴极：与电源负极相连，本身不反应，溶液中正离子得电子发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，若是惰性中极，则是溶液中负离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电子的流向：负极—阴极—阳极—正极 电流的流向：正极—阳极—阴极—负极 4、电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.正离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （正离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：负离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞F- B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 · 原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 原理 原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行 使电流通过电解质溶液而在阴,阳两极上引起氧化还原反应的过程. 形成条件 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应 非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子流向 负极(外电路) →正极 阳极→电源正极 阴极←电源负极 电流方向 正极(外电路) →负极 阳极←电源正极 阴极→电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 1．铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置，一种铝硫电池如图所示，M极为表面吸附了硫的活性电极，电解质为。下列说法错误的是 A．放电时，铝电极的电极反应式为 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．充电时，M极为阳极，被氧化 D．充电时，每转移电子，理论上阴极区的电解质质量增加30克 【答案】C 【解析】A．由分析可知，放电时，铝电极作负极，该电极的电极反应式为，A正确； B．充放电过程中钾离子通过离子交换膜移动，故离子交换膜为阳离子交换膜，B正确； C．由分析可知，放电时M极为正极，故充电时，M极为阳极，电极反应为：S2- -2e-=S，即S2-被氧化，C错误； D．充电时，每转移电子，阴极电极反应为：，则析出9gAl，同时有1molK+经过阳离子交换膜由阳极区进入阴极区，故理论上阴极区的电解质质量增加1mol×39g/mol-9g=30克，D正确； 故答案为：C。 2．已知Ca-LiCoO2二次电池在充电时的反应方程式为，该电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．闭合，钙电极为电池的负极 B．右侧电极反应的原理是锂离子的嵌入与脱嵌 C．闭合，电极的电极反应式为 D．闭合，当外电路转移电子时，理论上左室中电解质质量减少 【答案】C 【解析】A．由分析可知，闭合K1，该电池为原电池，钙电极为电池的负极，A正确； B．由分析可知，放电时，右侧电极为正极，电极反应式为，电极发生嵌入；闭合，该电池为电解池，电极为电池的阳极，阳极的电极反应式为，电极发生脱嵌，B正确； C．由分析可知，闭合，该电池为电解池，电极为电池的阳极，阳极的电极反应式为，C错误； D．闭合，当外电路转移电子时，有从右室通过锂离子导体膜迁移到左室，左室电解质中有得到电子生成单质Ca沉积在钙电极上，故理论上左室中电解质的质量减少，D正确； 故答案为：C。 · 考点二、电解原理的应用 电解原理的应用 （1）、铜的电解精炼 阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu 电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质