选修四之电解原理及其应用

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1、电解原理及其应用【知识要点】知识点1电解池1．将能转化为能的装置叫电解池。2．构成电解池的条件有与电源相连的两个电极；电解质溶液(或熔化的电解质)；形成闭合回路。3．阴阳极的判断与电源极相连离子移向阳极发生反应离子移向阴极发生反应与电源极相连4．电解池的工作原理电子流动的方向：从电源的极流出，沿导线流入阴极，溶液中的离子在阴极上得到电子，发生反应；溶液中的阴离子(或阳极材料)在阳极上失去电子，发生反应，电子沿导线回到电源的极。离子流动的方向：溶液中阴离子移向极，阳离子移向极。知识点2电解时电极产物的确定1．阳极产物的判断首先看电极，如果阳极是活性电极(金属活动顺序表Ag以前的金

2、属)，则阳极电极材料失电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则再看溶液中的阴离子的失电子能力。此时阴离子放电顺序：。2．阴极产物判断阳离子放电顺序：。用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度的变化pH的变化电解质溶液复原电解水型NaOH阳极：4OH-—4e-=2H2O+O2阴极：4H++4e-=2H2↑水增大增大加H2OH2SO4水增大减少加H2ONaNO3水增大不变加H2O电解电解质型HCl电解质电离出来的阴阳离子分别在两极放电电解质本身减少增大加HClCuCl2电解质本身减少加CuCl2放氢生碱型NaCl阴

3、极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电水和电解质生成新电解质增大加HCl放碱生氢型CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生碱水和电解质生成新电解质减少加CuO【例1】电解和的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是()8【例2】用石墨作电极，电解下列物质的溶液，溶液的保持不变的是()【例3】用石墨做电极电解的溶液，当为时，停止电解。向剩余溶液中加入下列何种物质，可使电解质溶液恢复到原来的状况()【例4】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后(溶液中原溶质未电解完)，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是A．CuCl2(Cu0固体)B．NaO

4、H(NaOH固体)C．NaCI(HCl气体)D．CuS04[Cu(OH)2固体]知识点3电解原理的应用1．氯碱工业用电解饱和食盐水溶液的方法来制取和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。阳极(反应)阴极(反应)总反应：。阳极产物为，阴极产物为，两极产生的气体体积之比为，阴极附近的溶液呈性，遇酚酞变色。原因：由于在阴极得到电子而生成，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里的浓度增大而呈碱性。装置：离子交换膜电解槽。单元槽：由阳极(钛钢)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽柜、导电铜棒等组成，单元槽串联或并联组成电解槽。食盐水的净化a．粗盐的成分粗盐中含有

5、泥沙、等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。如下图所示：b．杂质的危害等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。除杂质的过程除杂质时所加试剂的顺序要求是：必须在之后，加入盐酸在过滤之后。思考：有多少种加试剂的顺序？2．电镀8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过程。它是一种特殊的电解过程，即阳极本身参加了电极反应。电镀时把金属作阴极，金属作阳极，含有离子的溶液作电解(镀)液。阳极：阴极：电镀的特点：电镀液离子的浓度不变。3．电解精炼铜粗铜作极：纯铜作极：用含电解质（如溶液）作电解液，溶液中浓度基本不变。4．电

6、冶金①电解熔融的制取Na阴极：阳极：总反应：②工业冶炼，适用范围：活泼金属K～Al【例5】关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A．电解时在阳极得到氯气．在阴极得到金属钠B．若在阳极附近的溶液中滴入Kl溶液．溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【例6】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计如图的装置．则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A．a为正极，b为负极：NaClO和NaClB．

7、a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl【例7】在铁制品上镀上一层锌层，以下电镀方案中合理的是()A．锌做阳极．铁制品做阴极，溶液中含B．锌做阴极，铁制品做阳极．溶液中含C．锌做阴极，铁制品做阳极，溶液中含D．锌做阳极，铁制品做阴极，溶液中含【例8】火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时()8A．粗铜接电源负极B．纯铜做