電解池原理

 (1)電解：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液且在陰、陽(yáng)極兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫電解。

(2)裝置：電解池(電解槽)

(3)特點(diǎn)：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

形成條件：①與電源相連的兩個(gè)電極，②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，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(yáng)離子放電順序：Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺

(5)電解時(shí)溶液pH值的變化規(guī)律電解質(zhì)溶液在電解過(guò)程中，有時(shí)溶液pH值會(huì)發(fā)生變化。判斷電解質(zhì)溶液的pH值變化，有時(shí)可以從電解產(chǎn)物上去看。

 

①若電解時(shí)陰極上產(chǎn)生H₂（消耗H⁺），陽(yáng)極上無(wú)O₂產(chǎn)生，電解后溶液pH值增大；

②若陰極上無(wú)H₂，陽(yáng)極上產(chǎn)生O₂，則電解后溶液pH值減小；

③若陰極上有H₂，陽(yáng)極上有O₂，且（相當(dāng)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(wú)H₂，陽(yáng)極上無(wú)O₂產(chǎn)生，電解后溶液的pH可能也會(huì)發(fā)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(huì)變大，成中性溶液。

(6)電解反應(yīng)類型：從參加反應(yīng)的物質(zhì)來(lái)分電解反應(yīng)可分成五類：

①H₂O型：實(shí)質(zhì)是電解水。如電解硝酸鈉、氫氧化鈉、硫酸等溶液。

②溶質(zhì)型：溶質(zhì)所電離出來(lái)的離子發(fā)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(chǎn)物是金屬、氧氣與酸。如電解硫酸銅溶液生成單質(zhì)銅、氧氣和硫酸，電解硝酸銀溶液時(shí)生成單質(zhì)銀、氧氣和硝酸。

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

⑤電鍍型：鍍層金屬作陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)是：M-ne^-=Mn⁺，鍍件作陰極，陰極反應(yīng)是：Mn⁺+ne^-=M。（電解精煉與電鍍，實(shí)質(zhì)上是相同的）

電解的其他應(yīng)用

電解的其他應(yīng)用:

(1)電解CuSO₄溶液

陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu

陽(yáng)極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

總反應(yīng)式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺

電解后溶液pH變小，加氧化銅可恢復(fù)原溶液

CuSO₄溶液電解的實(shí)質(zhì)：電解水和CuSO₄

(2)電解Na₂SO₄溶液

陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑

陽(yáng)極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

總反應(yīng)式：2H₂O2H₂↑+O₂↑

Na₂SO₄溶液電解的實(shí)質(zhì)：電解水

電解后溶液PH不變

高中化學(xué)電解池知識(shí)點(diǎn)

電解的原理

電解定義

在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。

能量轉(zhuǎn)化形式

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

電解池

構(gòu)成條件

①有與電源相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。

③形成閉合回路。

分析電解過(guò)程的思維程序

首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。

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

然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序

陰極：陽(yáng)離子放電順序：

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

陽(yáng)極：

活潑電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子。

分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。

電解原理的應(yīng)用

電解飽和食鹽水

電極反應(yīng)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))

總反應(yīng)方程式

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

離子反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑

應(yīng)用：氯堿工業(yè)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(yáng)極。

電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液。

電極反應(yīng)：

陽(yáng)極：Ag-e-=Ag+;

陰極：Ag++e-=Ag。

特點(diǎn)：陽(yáng)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(yáng)極為粗銅;陰極為純銅。

電解質(zhì)溶液：含Cu2+的鹽溶液。

電極反應(yīng)：

陽(yáng)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(lái)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(yīng)：

陽(yáng)極：

2Cl--2e-=Cl2↑;

陰極：

2Na++2e-=2Na。

冶煉鋁

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

電極反應(yīng)：

陽(yáng)極：6O2--12e-=3O2↑;

陰極：4Al3++12e-=4Al。