电解池
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1．电解原理
[电解、电解池(槽)] 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．借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，叫做电解池或电解槽．
构成电解池(电解槽)的条件： (1)有外加直流电源．
(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物．
(3)有两个电极(材料为金属或石墨，两极材料可相同或不同)： 阴极：与直流电源的负极直接相连的一极． 阳极：与直流电源的正极直接相连的一极． (4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路．
注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定．
[惰性电极和活性电极] 在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：
(1)惰性电极(C 、Pt 等)：只起导电作用，不参与反应；
(2)活性电极(除Pt 、Au 外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中．
[电解原理]
阴极：阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H ＋
得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应．
阳极：阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH －
)失去电子→电极的质量减轻或放出O 2或析出非金属单质． 电子流向：外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)．
电流方向：与电子流向相反． [离子的放电顺序]
(1)在阴极上．在阴极上发生的是得电子反应，因此，电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应，发生反应的是溶液中的阳离子，它们得电子的能力顺序为： Ag ＋、Fe 3＋、Cu 2＋、H ＋、Pb 2＋、Fe 2＋、Zn 2＋、（H ＋）、Al 3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋
得电子能力由易到难
说明 上列顺序中H ＋有两个位置：在酸溶液中，H ＋得电子能力在Cu 2＋与Pb 2＋
之间；若在
盐溶液中，则H ＋位于Zn 2＋与Ag ＋
之间．
(2)在阳极上．首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中，即：+-=-n M ne M ，此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况；若为惰性电极，溶液中的阴离子失电子的能力顺序为：
NO 3－或SO 42－等含氧酸根、OH －、Cl －、Br －、I －、S 2－
失电子能力由弱到强
[电离与电解的区别和联系]
2
[用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律]
2．电解原理的应用
[铜的电解精炼、电镀铜]
[氯碱工业]
(1)电解饱和食盐水溶液的反应原理．
阳极电极反应式(Fe 棒)：2H ＋+2e －
＝H 2↑ (H ＋得电子产生H 2后，阴极区OH －
浓度增大而显碱性)
阳极电极反应式(石墨)：2C1――2e －
＝Cl 2↑ 电解的总化学方程式：2NaCl + H 2O
2NaOH + H 2↑+ Cl 2↑
(2)设备：离子交换膜电解槽．离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成．
(3)阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na ＋通过，而Cl －
、OH －
和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H 2和Cl 2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH 溶液作用生成NaClO 而影响烧碱的质量． (4)离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程
说明 为除去粗盐中的Ca 2＋、Mg 2＋、Fe 3＋、SO 42－
等杂质离子，需依次加入过量的BaCl2溶
液(除去SO 42－)、NaOH 溶液(除去Mg 2＋、Fe 3＋)和Na 2CO 3溶液(除去Ca 2＋和剩余的Ba 2＋
)，最
后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl．
四、巩固练习
1．下列关于铜电极的叙述正确的是（）A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜做阴极
C．在镀件上电镀铜时，可用金属铜做阳极
D．电解稀硫酸制H2，O2时铜做阳极
2．某电解池内盛有Cu(NO3)2溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：（1）阳极质量不变；（2）阴极质量增加；（3）电解液pH减小，则应选用的电极是（）
A．阴、阳两极都用石墨B．铜作阳极铁作阴极
C．铁作阳极铜作阴极D．铂作阳极铜作阴极
3．某电解池中盛有CuCl2溶液，插入电极进行电解，若达到下列要示：①一电极质量减轻，另一电极质量增加；②电解质的组成不变。
则应选用的电极是（） A．阳极铁、阴极铁B．阳极石墨、阴极铜
C．阳极铁、阴极铜D．阳极铜、阴极铁
4．1LNa2SO4和CuSO4的混合液中，c(SO42-)=2mol·L-1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中c(Na+)为（） A．0.5mol·L-1B．1 mol·L-1C．1.5 mol·L-1D．2 mol·L-1
5．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（） A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
6．用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。
当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质量是（） A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg
7．甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。
甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池阴极质量增加2.16g，乙池电极析出0.64g金属，则乙池中溶质可能是（）（相对原子质量：Cu—64 Mg—24 Al—27 Na—23）A．CuSO4B．MgSO4C．Al(NO3)2D．Na2SO4
8．通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1，则下列表述正确的是（） A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1 B．在两个阳极上得到的产物的物质量不相等
C．硝酸亚汞的分子式为HgNO3
D．硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2。
