下载文档原格式
高三化学讲义三电解池【高考要求】了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电解总反应的方程式.【知识要点】一.电解原理（电能→化学能）以用Pt做电极，电解饱和食盐水为例，分析电解车的工作原理及电解池的构成条件。
二.电解反应式的书写以惰性材料为电极电解电解质溶液，在阴、阳两极阴阳离子的放电顺序：阴离子放电顺序为阳离子放电顺序为以石墨为电极电解下列物质的水溶液，请写出电解反应的电极反应式和总方程式。
通过以上分析，试总结怎样书写电解反应的电极反应式。
三.电解原理的应用通过注明电极材料和电解质溶液，将下列两装置A 改造成粗铜精练装置；将装置B 改造成镀锌装置。
A B四.电解计算常见情况包括有：两极产物的定量计算（包括析出固体的质量和、产生气体的体积等）、溶液pH的计算等。
在解决此类问题时尽可能用电子守恒法或电解总方程式法。
根据得失电子守恒各电极析出的物质的量有如下关系：O2～2Cl2～2Cu～4Ag～2H2 ～4e-这是电化学简单计算中重要的基本关系。
【例题分析】例1（08全国-10）右图为直流电源电解稀NazSO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。
下列实验现象中正确的是（）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味气体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电极附近呈红色例2（08全国-13）电解100mL含c（H+）＝0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A.0.10mol/LAg+ （Ag 108）B.0.02mol/L Zn2+C.0.20mol/L Cu2+ (Cu 65)D.0.20mol/L Pb2+（Pb 207 ）例３.按右图所示，装置进行电解，A 、B 、C 、D 均为铂电极，供选择的有四组溶液，电解一段时间后，甲槽pH 上升，乙槽pH 下降，同时两槽中B 、C 两极放电离子的物质的量相同。
高三化学电解原理及其应用【本讲主要内容】电解原理及其应用【知识掌握】【知识点精析】一. 电解1. 电解的概念使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
2. 电解的装置——电解池（电解槽）△特点：把电能转化为化学能△形成条件：（1）与电源相连的两极；（2）电解质溶液或熔化的电解质；（3）形成闭合回路△工作原理：（1）电源：电子从负极流出（2）离子移动方向阳离子——阴极阴离子——阳极（3）电极反应阳极：金属电极金属失电子成为离子进入溶液惰性电极溶液中的阴离子失去电子形成单质氧化反应⎧⎨⎩⎫⎬⎭阴极：电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应3. 电解产物的判断——离子放电顺序首先看阳极材料，阳极为活泼金属，电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。
阳极为惰性电极：阴离子放电顺序S 2—>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子>F －阴极：常见阳离子放电顺序是金属活动性顺序的逆顺序 Ag +> Fe 3+>Cu 2+>H +>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +4. 电解类型对电解进行分类是为了条理清楚，从本质上讲，各种电解类型都是根据阴阳离子放电顺序的组合。
正确书写电极反应式，就可以根据电极反应式写出总反应的化学（离子）方程式。
（1）电解水型含氧酸水溶液：如硫酸溶液H 2SO 4＝2H ++SO 42－，SO 42－在OH －之后放电。
强碱溶液：如氢氧化钠溶液 NaOH ＝Na ++OH －，Na +在H +之后放电。
活泼金属的含氧酸盐溶液：如硫酸钠溶液Na 2SO 4＝2Na ++SO 42－，Na +、SO 42－都后放电。
阳极反应的电极反应式 4OH －－4e －＝2H 2O ＋O 2↑ 阴极反应的电极反应式 2H ++2e －＝H 2↑ 总反应22222H OH O 电解↑+↑（2）分解电解质型不活泼的无氧酸盐（除氟化物外）溶液，如HCl 、CuCl 2溶液等。
高考化学知识点之电解原理和应用考试要点1．电解原理及其应用，放电顺序，电极反应式的书写及有关计算；2．氯碱工业。
难点聚焦一、理解掌握电解池的构成条件和工作原理电解池有外接电源两个电极；有外接电源；有电解质溶液阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连阴极：本身不反应，溶液中阳离子得电子发生还原反应。
阳极：发生氧化反应，若是惰性中极，则是溶液中阴离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子电源负极e阴极，阳极e电源正极电能→化学能二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。
放电顺序是K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。
要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。
如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。
如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+]，则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。
但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。
2、电解时溶液pH 值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH 值会发生变化。
判断电解质溶液的pH 值变化，有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液pH 值增大；②若阴极上无H 2，阳极上产生O 2，则电解后溶液pH 值减小；③若阴极上有H 2，阳极上有O 2，且222O H V V ，则有三种情况： a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH 值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH 值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH 值变大；④若阴极上无H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液的pH 可能也会发生变化。
2020届高三化学二轮精准强化——电解池电极反应一、放电顺序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，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；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：阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子(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Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+3、阴阳极放电后的产物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+之前放电二、电解方程式的书写方法：以惰性电“电解NaCl溶液”为例23阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________3、用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液(CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1)，明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式第一阶段：阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________第二阶段：阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________第三阶段：阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________4、用铜作电极电解H2SO4溶液：阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________5、用铜作电极电解ZnSO4溶液：阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：______________________________________________________总反应化学方程式：________________________________________________6、用铜作电极电解CuSO4溶液：阳极反应式：________________________________________________________阴极反应式：________________________________________________________7、用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式_______________________________________________阴极反应式________________________________________________总反应方程式_____________________________________________8、用Ag作电极电解稀盐酸阳极反应式___________________________________________阴极反应式____________________________________________总反应离子方程式_____________________________________9、以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式_______________________________________________阴极反应式_______________________________________________总反应方程式_____________________________________________10、用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式：______________________________________________________阴极反应式：_______________________________________________________总反应离子方程式：_______________________________________________11、将等物质的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(填表不一定填满)，并画出过程中溶液pH值随时间变化的曲线(假定生成的Cl2全部逸出)。
专题06 第12题电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。
同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
二、试题导图三、必备知识知识点1电极的判断知识点2．电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……知识点3．电解的四大类型及规律锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O放电充电2Ag＋Zn(OH)2正极Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－负极Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2锌空气电池总反应：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4镍铁电池总反应：NiO2＋Fe＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2正极NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－负极Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn＋2FeO2－4＋8H2O 放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOHH2O 增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl 电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O 放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2总反应：x Mg＋Mo3S4放电充电Mg x Mo3S4总反应：2Na2S2＋NaBr3放电充电Na2S4＋3NaBr总反应：Na1－m CoO2＋Na m C n 放电充电NaCoO2＋C n总反应：VO＋2＋2H＋＋V2＋放电充电V3＋＋VO2＋＋H2O电池正极Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－负极Li－e－===Li＋锂离子电池总反应：Li1－x CoO2＋Li x C6放电充电LiCoO2＋C6(x＜1) 正极Li1－x CoO2＋x e－＋x Li＋===LiCoO2负极Li x C6－x e－===x Li＋＋C6知识点5．新型化学电源中电极反应式的书写三步骤知识点6．燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋碱性燃料电池OH－总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O 正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极CH3OH－6e－＋8OH－=== CO2－3＋6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO2－3总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3负极CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O固态氧化物燃料电池O2－总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－===2O2－负极CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O质子交换膜燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋知识点7．燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。
电解池中离子的放电规律探讨常建芝【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P52-53)【作者】常建芝【作者单位】山东省荣成市第二中学【正文语种】中文关于电解池中离子放电规律的考查历来是高考命题的热点，教师应结合日常教学实践和高考试题分析,对电解池中离子放电的影响因素及规律进行探讨,提出切实有效的教学方法,提高化学教学质量．电解是电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程．电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程，把电能转变为化学能的装置叫作电解池．作为电解池的一个重要内容,电极反应一直是高考命题的热点．有些教辅书上将阴、阳离子在电解池两极的放电规律(两极均为惰性电极)总结为:阳离子在阴极放电,阴离子在阳极放电.事实果真如此吗?近年有些高考题恰恰与之相反．2.1 阳离子在阳极放电例1 (2014年新课标卷，有删减)PbO2可由PbO与NaClO溶液反应制得,反应的离子方程式为__________________;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取．阳极发生的电极反应式________________,阴极观察到的现象是____________;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式________,这样做的主要缺点是________．分析按照教辅书上总结的规律,阳极上放电的应该是溶液中的阴离子．而结合题意,电解法制取的PbO2应该是溶液中的阳离子(Pb2+)在阳极放电生成的．Pb2+→PbO2是失电子的氧化反应过程,阳极上发生的恰恰是氧化反应．例2 (2014年四川卷，有删减)MnO2可作超级电容材料．用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是________．分析解题思路与上题完全相同．电解法制取的MnO2不是溶液中的阴离子在阳极放电生成的,而是溶液中的阳离子(Mn2+)在阳极放电生成的．Mn2+→MnO2是失电子的氧化反应过程,阳极上发生的恰是氧化反应．2.2 阴离子在阴极放电例3 (2014年山东卷，有删减)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子和组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝．钢制品应接电源的____极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为________．若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为________．分析按照教辅书上总结的规律,阴极上放电的应该是溶液中的阳离子．而题中提示电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,故阴极上放电的只能是阴离子．再结合2个含铝的离子中铝原子和氯原子个数比确定为反应物,和Al为生成物→Al是得电子的还原反应过程,而阴极上应该发生的恰恰是还原反应．由上述3道高考试题可以看出,一些教辅书上总结的阴、阳离子在电解池两极的放电规律(两极均为惰性电极)与事实不符,是不正确的．那么,阴、阳离子在电解池两极放电应遵循什么规律?另外,哪些因素会影响到阴、阳离子的放电顺序?例4 (2014年北京卷28题)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生．某同学使用石墨电极,在不同电压(U)下电解pH=1的0.1 mol ·L-1 FeCl2溶液,研究废液再生机制．记录如表1所示(a、b、c代表电压值).(1) 用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是____．(2) Ⅰ中,Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化．写出有关反应的方程式________．(3) 由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有________．(4) Ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证．电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如表2.① NaCl溶液的浓度是________mol ·L-1 ．② Ⅳ中检测Cl2的实验方法:________．③ 与Ⅱ对比,得出的结论(写出2点): ________．给高中生介绍电极电势很明显是超出《普通高中化学课程标准》和《考试大纲》的．那么教学过程中应如何使学生准确把握阴、阳离子在电解池两极的放电规律,并对参加反应的离子作出准确判断呢?笔者觉得应该让学生从电解反应的本质是氧化还原反应这一角度入手,那就是阳极永远发生氧化反应,阴极永远发生还原反应,并以此确定参与放电的离子．对于阳离子在阳极放电和阴离子在阴极放电这个“反常”,可以学生最为熟悉的铅蓄电池为示例引入2PbSO4+2H2O．充电时,阳极放电的是PbSO4(相当于Pb2+)而不是溶液中的+4H+．这样考虑问题的角度和示例,可以很好地帮助学生认识真实的电解过程,并且准确地把握电解池中离子的放电规律．总之,在实际生产生活中,电解原理的应用非常广泛,对社会的进步和发展发挥着积极的作用．因而,在对电解池中离子放电规律进行教学时,一定要深入钻研,结合历年高考热点题型,积极总结,归纳整理,强化训练,帮助学生找出电解反应的本质,真正理解电解的原理,才能真正掌握电解池中离子放电的规律和过程,提高教学质量,顺利完成教学目标．。
电解池电极反应式的书写•电极反应式的书写:1.根据装置书写电极反应式(1)根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。
(2)在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。
2.由氧化还原反应方程式书写电极反应式(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质→确定两极名称和生成物→利用电子守恒分别写出两极反应式。
(2)若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式，即得另一电极反应式。
一、原电池1.原电池原理：使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。
这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2.原电池池形成条件①电极：两种不同的导体相连；②电解质溶液：能与电极反应。
二、电解池1.电解池原理：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
2.电解池形成条件①电源；②电极（惰性或非惰性）；③电解质（水溶液或熔化态）。
3.电解过程中的能量转化：电能转化为化学能阳极：惰性电极阴极：不一定是惰性电极发生电解反应的条件①连接直流电源②阴阳电极阴极：与电源负极相连为阴极阳极：与电源正极相连为阳极③两极处于电解质溶液或熔融电解质中④两电极形成闭合回路（氧化反应）电子流向负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用4.电解池的应用使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。
在金属的保护方面也有一定的用处。
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）。
三、原电池、电解（镀）池电极名称的确定1．确定原电池电极名称的方法方法一：根据电极材料的性质确定。
