1、1电解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。2电解池(或电解槽)(1)定义借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。(2)构成条件有与电源相连的两个电极。两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。形成闭合回路。(3)工作原理以惰性电极电解CuCl2溶液为例：3电解原理的应用(1)氯碱工业阳极(石墨)：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极(铁或石墨)：2H2e=H2(还原反应)总反应：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2(2)电镀和电解精炼铜电镀电解精炼铜概念电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法运用电解的方法将粗铜提炼为纯铜主
2、要目的使金属增强抗腐蚀能力、增大表面硬度等将粗铜提炼为纯铜示意图(3)冶炼金属电解熔融NaCl制取金属钠NaCl在高温下熔融，并发生电离：NaCl=NaCl；通直流电后，阴极：2Na2e=2Na，阳极：2Cl2e=Cl2，总反应：2NaCl(熔融)2NaCl2电解熔融MgCl2制取金属镁阴极：Mg22e=Mg阳极：2Cl2e=Cl2总反应：MgCl2(熔融)MgCl2电解熔融Al2O3制取金属铝阴极：4Al312e=4Al阳极：6O212e=3O2总反应：2Al2O3(熔融)4Al3O2学霸巧学卡电解原理应用时注意事项(1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na)通过，而阻
3、止阴离子(Cl、OH)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。(2)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。(3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2浓度会逐渐减小。(4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。1.思维辨析(1)用惰性电极电解饱和食盐水，实
4、验停止后要想使溶液复原需加入适量盐酸。()(2)电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室。()(3)工业上可以通过电解熔融的AlCl3制备Al。()(4)工业上可以通过电解MgCl2溶液制备Mg。()(5)电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小。()(6)CuH2SO4=CuSO4H2可以设计成电解池，但不能设计成原电池。()(7)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2
5、OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁答案D解析A项，X为阳极，由于还原性ClOH，电极反应为2Cl2e=Cl2，错误；B项，电解精炼铜时，Cu2减小，错误；C项，电镀铜时，纯铜作阳极，故C错。考法综述高考对本考点的考查主要围绕电解池的工作原理的分析，要求考生准确判断阴阳极的基础上，熟记离子的放电顺序，会判断或书写电极反应式，学会根据守恒(元素守恒、电子守恒)进行相关计算。命题法1电解总方程式或电极反应式的书写或判断典例1以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是()A在阴极室，发生的电极反应为
6、2H2O2e=2OHH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H浓度增大，使平衡2CrO2HCr2OH2O向右移动C该制备过程总反应的化学方程式为4K2CrO44H2O2K2Cr2O74KOH2H2O2D测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为1解析观察实验装置，阴极反应为4H2O4e=4OH2H2，阳极反应为2H2O4e=4HO2，阳极室OH放电，导致H浓度增大，使平衡2CrO2HCr2OH2O右移，从而在阳极区得到K2Cr2O7，故A、B、C正确；D项，设最初阳极室中的K2CrO4为1 mol，通电后转化的K2CrO4
7、为x mol，依题意有2(1x)2d1，x2d，K2CrO4的转化率为100%，故D项错误。答案D【解题法】电解方程式书写的步骤和注意事项(1)方法步骤首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H和OH)。然后排出阴、阳两极的放电顺序。阴极：阳离子放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K水溶液中Al3、Mg2、Na、Ca2、K不放电，另外，阴极不管是什么材料，电极本身不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子
8、不放电)。分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。(2)注意问题书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。注意题目信息中提示的离子的放电，如电解法制取KMnO4等。命题法2电解原理和规律的运用典例2电解产物的判断下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析
9、电解质溶液电解时只生成氧气和氢气，相当于是电解水。根据电解时离子的放电顺序，当电解强酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。答案C典例3电解质的复原用惰性电极电解100 mL CuSO4溶液一段时间后，可以通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为()A0.1 mol B0.2 molC0.4 mol D0.8 mol解析根据题意知，通过添加0.1 mol Cu(OH)2将溶液的量与浓度完全复原，可知电解时Cu2放电完全，且电解了一部分水。由0.1 mol Cu(OH)2可知，电解时阴极产生了0.1 mol Cu和0.1 mol H2，
10、结合电极反应式知，通过的电子为0.4 mol。答案C典例4溶液pH值的变化以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小解析以石墨为电极，电解KI溶液的方程式是2KI2H2OI2H22KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大。因此选项是D。答案D【解题法】电解规律归纳总结(1)电解水型(2)电解电解质型(3)放H2生碱型(4)放O2生酸型命题法3电化学有关计
11、算典例5如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：(1)a为电源的_(填“正”或“负”)极，C池是_池。A池阳极的电极反应为_，C池阴极的电极反应为_。(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2的物质的量浓度为_。(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为_。解析根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Age=Ag，转移电子的物质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳
12、极，与电源的正极相连。同时可得a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。由此可得(1)中答案。(2)B池中电解总反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4O24e可得n(O2)0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)Fe3；Cr2O被还原生成Cr3；KspCr(OH)36.31031。下列说法正确的是()A阳极材料也可以是CuB阴极每产生3 mol H2，则有1 mol Cr2O被还原C一段时间后溶液中发生反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2OD电解最后阶段需要
13、加碱，使溶液中的阳离子转化为沉淀答案C解析A错，阴极生成Cu2，不能还原Cr2O；B错，阴极每产生3 mol H2，转移电子数为6 mol，根据氧化还原反应得失电子守恒得6Fe12e6Fe2Cr2O，则有0.5 mol Cr2O被还原；D错，电解最后阶段不需要加碱，反应过程中溶液的碱性增强。8PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，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为_，阴极上观察到的现象是_；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_，这样做的主要缺点是_。答案PbOClO=
14、PbO2ClPb22H2O2e=PbO24H石墨上包上铜镀层Pb22e=Pb不能有效利用Pb2解析根据电子得失守恒可得PbOClO=PbO2Cl。由题意为用电解法制PbO2，Pb价态升高，PbO2应为阳极产物，即可写出。阴极Cu2放电，现象为：石墨极上包上铜镀层。若不加Cu(NO3)2，则阴极为Pb2放电，缺点为：损失Pb2，不能有效利用Pb2。9将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=S(1)写出电解时阴极的电极反应式：_。(2)电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。答案(1)2H2O2e=H22OH(2)S2H=(n1)SH2S解析(1)阴极只有H得电子生成H2。(2)反应物为S、H，产物有S，所以S中S的化合价既升高也降低，有H2S生成，配平即可。
