電解池原理

 (1)電解：使電流通過電解質溶液且在陰、陽極兩極引起氧化還原反應的過程叫電解。

(2)裝置：電解池(電解槽)

(3)特點：將電能轉化為化學能。

形成條件：①與電源相連的兩個電極，②電解質溶液或熔融電解質，③形成閉合回路

(4)陰離子放電順序：S^2->I^->Br^->Cl^->OH^->SO₄^2->NO₃^->F^- 陽離子放電順序：Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺

(5)電解時溶液pH值的變化規律電解質溶液在電解過程中，有時溶液pH值會發生變化。判斷電解質溶液的pH值變化，有時可以從電解產物上去看。

 

①若電解時陰極上產生H₂（消耗H⁺），陽極上無O₂產生，電解后溶液pH值增大；

②若陰極上無H₂，陽極上產生O₂，則電解后溶液pH值減小；

③若陰極上有H₂，陽極上有O₂，且（相當于電解水），則有三種情況：

a如果原溶液為中性溶液，則電解后pH值不變；

b如果原溶液是酸溶液，則pH值變小；

c如果原溶液為堿溶液，則pH值變大；

④若陰極上無H₂，陽極上無O₂產生，電解后溶液的pH可能也會發生變化。如電解CuCl₂溶液（CuCl₂溶液由于Cu²⁺水解顯酸性），一旦CuCl₂全部電解完，pH值會變大，成中性溶液。

(6)電解反應類型：從參加反應的物質來分電解反應可分成五類：

①H₂O型：實質是電解水。如電解硝酸鈉、氫氧化鈉、硫酸等溶液。

②溶質型：溶質所電離出來的離子發生氧化還原，如電解氯化銅、溴化氫等溶液。

③硫酸銅溶液型：電解產物是金屬、氧氣與酸。如電解硫酸銅溶液生成單質銅、氧氣和硫酸，電解硝酸銀溶液時生成單質銀、氧氣和硝酸。

④氯化鈉溶液型：電解產物是非金屬單質、氫氣與堿。如電解氯化鈉溶液時生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，電解溴化鉀溶液時生成溴單質、氫氣和氫氧化鉀。

⑤電鍍型：鍍層金屬作陽極，陽極反應是：M-ne^-=Mn⁺，鍍件作陰極，陰極反應是：Mn⁺+ne^-=M。（電解精煉與電鍍，實質上是相同的）

電解的其他應用

電解的其他應用:

(1)電解CuSO₄溶液

陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu

陽極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

總反應式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺

電解后溶液pH變小，加氧化銅可恢復原溶液

CuSO₄溶液電解的實質：電解水和CuSO₄

(2)電解Na₂SO₄溶液

陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑

陽極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

總反應式：2H₂O2H₂↑+O₂↑

Na₂SO₄溶液電解的實質：電解水

電解后溶液PH不變

高中化學電解池知識點

電解的原理

電解定義

在電流作用下，電解質在兩個電極上分別發生氧化反應和還原反應的過程。

能量轉化形式

電能轉化為化學能。

電解池

構成條件

①有與電源相連的兩個電極。

②電解質溶液(或熔融鹽)。

③形成閉合回路。

分析電解過程的思維程序

首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。

再分析電解質水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H+和OH-)。

然后排出陰、陽兩極的放電順序

陰極：陽離子放電順序：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

陽極：

活潑電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子。

分析電極反應，判斷電極產物，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。

電解原理的應用

電解飽和食鹽水

電極反應

陽極反應式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應)

陰極反應式：2H++2e-=H2↑(還原反應)

總反應方程式

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

離子反應方程式：2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑

應用：氯堿工業制燒堿、氯氣和氫氣。

電鍍

以金屬表面鍍銀為例，

鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。

電解質溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。

電極反應：

陽極：Ag-e-=Ag+;

陰極：Ag++e-=Ag。

特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。

電解精煉銅

電極材料：陽極為粗銅;陰極為純銅。

電解質溶液：含Cu2+的鹽溶液。

電極反應：

陽極：

Zn-2e-=Zn2+

Fe-2e-=Fe2+

Ni-2e-=Ni2+

Cu-2e-=Cu2+;

陰極：

Cu2++2e-=Cu。

電冶金

利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

冶煉鈉

2NaCl(熔融)電解2Na+Cl2↑

電極反應：

陽極：

2Cl--2e-=Cl2↑;

陰極：

2Na++2e-=2Na。

冶煉鋁

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

電極反應：

陽極：6O2--12e-=3O2↑;

陰極：4Al3++12e-=4Al。