[推荐]高中化学专题讲座---电解原理及其应用

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。

高中化学中的电解原理及其应用在高中化学的学习中，电解原理是一个十分重要的概念，它不仅在理论上具有深刻的意义，而且在实际应用中也有着广泛的用途。

让我们一起来深入了解一下这一神奇的化学原理及其丰富多样的应用。

一、电解原理的基本概念电解，简单来说，就是在直流电的作用下，使电解质溶液或熔融电解质在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。

要理解电解原理，首先得清楚电解池的构成。

电解池由直流电源、两个电极（阳极和阴极）以及电解质溶液（或熔融电解质）组成。

在电解池中，与电源正极相连的电极称为阳极，与电源负极相连的电极称为阴极。

在电解过程中，阳极发生氧化反应，阴离子失去电子；阴极发生还原反应，阳离子得到电子。

例如，在电解氯化铜溶液时，氯离子在阳极失去电子生成氯气，铜离子在阴极得到电子生成铜单质。

二、电解原理的影响因素1、电极材料电极材料的性质会影响电解反应的进行。

惰性电极（如铂、金等）在电解时本身不参与反应，而活性电极（如铁、铜等）可能会参与反应。

2、电解质溶液的浓度电解质溶液浓度的大小会影响离子的迁移速度和反应速率。

3、电流强度电流强度越大，电解反应的速率通常越快。

4、温度适当提高温度可以加快离子的运动速度，从而加快电解反应的速率。

三、电解原理的应用1、电解精炼电解精炼是利用电解原理提纯金属的一种方法。

以铜的电解精炼为例，粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，硫酸铜溶液作为电解质溶液。

在电解过程中，阳极的粗铜逐渐溶解，杂质如锌、铁、镍等比铜活泼的金属先溶解成为离子进入溶液，而金、银等不活泼的金属则沉淀为阳极泥；阴极上铜离子得到电子析出纯铜，从而达到提纯铜的目的。

2、电镀电镀是一种表面处理技术，也是基于电解原理。

将需要镀金属的物件作为阴极，镀层金属作为阳极，含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。

通过电解，在阴极上沉积出均匀、致密、结合良好的镀层，起到保护、装饰或赋予特殊功能的作用。

比如，我们常见的镀铬、镀锌等。

3、氯碱工业氯碱工业是电解食盐水制取烧碱、氯气和氢气的工业生产方法。

高二电解原理的应用公开课1. 简介本文档将介绍高二电解原理的应用公开课的相关内容。

电解原理是化学学科中的重要内容之一，通过电解反应可以产生大量有用的化学物质和能源。

本公开课将重点介绍电解原理的基本概念、实验操作和应用案例，旨在帮助学生全面了解和掌握电解原理，并了解其在日常生活和工业中的实际应用。

2. 电解原理的基本概念电解原理是指在电解质溶液中，当通过外加电流时，正负电荷的离子在电解质溶液中移动，从而引起化学反应的原理。

以下是电解原理的基本概念：•电解质：指能在溶液中自由移动的正负离子，如酸、碱、盐等。

•电极：将电解质溶液和外部电源相连的导体条，分为阳极和阴极。

•离子迁移：当电解质溶液中通过外加电流时，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。

3. 电解实验操作步骤进行电解实验时，需要遵循一定的操作步骤。

下面是电解实验的常见操作步骤：1.准备实验装置和材料：包括电解槽、电极、电源等。

2.准备电解质溶液：选择适当的电解质和溶剂，按照一定的比例配制溶液。

3.将电解质溶液倒入电解槽中。

4.将电极插入电解槽中：确保阳极和阴极分别与正负极性相连。

5.接通电源：设置合适的电流强度和时间。

6.观察化学反应过程和结果。

4. 电解原理的实际应用案例电解原理在日常生活和工业中有许多实际应用案例。

以下列举了几个常见的应用案例：•电镀：利用电解原理可以进行金属电镀，例如将银、铜等有价值的金属镀在较廉价的材料上，提升其外观和性能。

•电解制氢：通过电解水可以将水分解成氢气和氧气，这是一种清洁能源的制取方法。

•电解铝制取：铝是一种常见的金属材料，在工业上可以采用电解法制取高纯度的铝。

•电解钠制取：钠是化学元素中的一种金属，广泛应用于冶金、医药等领域，在工业上可以通过电解法制取钠。

5. 总结本文档概述了高二电解原理的应用公开课的相关内容，包括电解原理的基本概念、实验操作步骤和实际应用案例。

希望通过本公开课的学习，学生能够全面了解和掌握电解原理，并了解其在日常生活和工业中的实际应用。

电解原理及其应用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2[用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律]归纳：(1)电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液，实际上都是电解水，即：2H2O2H2↑+ O2↑(2)电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸的水溶液，就是电解溶质本身．例如：2HCl H2↑+ Cl2↑CuCl2Cu + C12↑(3)电解活泼金属无氧酸盐溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为：溶质+ H2O H2↑+ 碱+ 卤素单质X2(或S)(4)电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为：溶质+ H2O O2↑+ 酸+ 金属单质(5)电解时，若只生成H2，pH增大．若只生成O2，则pH减小．若同时生成H2和O2，则分为三种情况：电解酸的溶液，pH减小；电解碱的溶液，pH增大；电解盐的溶液，pH不变．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 2O2NaOH + 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Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质离子，需依次加入过量的BaCl2溶液(除去SO42－)、NaOH溶液(除去Mg2＋、Fe3＋)和Na2CO3溶液(除去Ca2＋和剩余的Ba2＋)，最后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl．。