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1、电解原理和规律编稿：房鑫 审稿：曹玉婷【考纲要求】1了解电解池的工作原理，结合原电池工作原理，加深对化学能与电能相互转化的理解。2掌握离子的放电顺序，能写出电极反应式和电解池总反应方程式。3掌握电解产物的判断和计算。【考点梳理】考点一：电解原理 1电解的定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。电解是最强有力的氧化还原手段，可将不能自发进行的氧化还原反应得以发生。 2电解池的装置特点：有外接电源，将电能转化为化学能。 3形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。 4阴阳极的判断及反应：考点二：原电池
2、与电解池的比较原电池电解池能量转化化学能电能电能化学能反应特征自发进行非自发进行装置举例电极电池的正、负极由电极材料决定负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、金属氧化物、非金属导体阴、阳极由所连电源决定阴极：接直流电源负极阳极：接直流电源正极电极反应负极：失去电子、发生氧化反应正极：得到电子、发生还原反应阳极：阴离子或金属单质失电子发生氧化反应阴极：阳离子得电子发生还原反应电子流向负极正极阴极|阳极离子放电ee考点三：电解规律1电极材料（）活性电极：既导电又能反应（针对阳极，指金属活动顺序表Ag及Ag以前的金属。）（）惰性电极：只导电不溶解（惰性电极一般指金、铂、石墨电极，而银、铜等均是活性
3、电极。）2离子放电顺序（1）阳极：阴离子放电顺序（活性金属）S2IBrClOH含氧酸根F（实际上在水溶液中的电解，OH后面的离子是不可能放电的，因为水提供OH的会放电）（2）阴极：阳离子放电顺序阴极本身被保护，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸中）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水中）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。要点诠释： 阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。3电极反应式和电解总方程式（1）电极反应式的书写首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电
4、极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH之后的离子一般不参与放电反应。（2）电解化学方程式的书写必须在长等号上标明“电解”。仅是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2Cu+Cl2仅有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解NaOH溶液、稀H2SO4：2H2O2H2+O2。电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解AgNO3溶液：4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。4电解类型类型电极
5、反应特点电解质组成特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质电解水型阴极：4H+4e=2H2阳极：4OH4e=2H2O+O2可溶性强碱NaOH水增大增大水含氧酸H2SO4水增大减小水活泼金属含氧酸盐Na2SO4水增大不变水分解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电无氧酸HCl电解质减小增大氯化氢不活泼金属无氧酸盐CuCl2电解质和水减小氯化铜放H2生碱型阴极：2H+2e=H2阳极：电解质阴离子放电活泼金属无氧酸盐NaCl电解质和水生成新电解质碱增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：4OH4e=O2+2H2O不活泼金属属含氧酸盐CuSO4电解质和水生成新电解质酸减
6、小氧化铜考点四：电解池中有关量的计算或判断解题依据是得失电子守恒，解题方法一般有如下几种：（1）根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。（2）根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。（3）根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。【典型例题】类型一、 电解原理例1某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（ ）A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，总反应方程式为：Cu+2H2SO4CuSO4+H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析
7、出D整个电解过程中，H+的浓度不断增大【思路点拨】与电源正极相连的电极为阳极，阳极Cu失电子发生氧化反应。【答案】B、C 【解析】本题主要考查电解的基本原理，由题目所给图示可知，活泼金属铜作阳极，发生反应：Cu2e=Cu2+。同时溶液中的H+在阴极石墨上发生反应：2H+2e=H2，总反应的化学方程式为：Cu+H2SO4 CuSO4+H2，所以A项不正确，B项正确，D项不正确；随着电解过程不断进行，溶液中的Cu2+浓度不断增大，一定时间后即当c (Cu2+)较大时，由于Cu2+的氧化性大于H+，故此时阴极发生反应：Cu2+2e=Cu，所以C项正确。【总结升华】解答有关电解问题的步骤：（1）首先要
8、判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池。（2）对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活性电极，则被氧化的是电极本身。（3）若溶液中的阴、阳离子有多种，则据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极反应式。（4）根据电极反应式解答相关问题。举一反三：【变式1】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图，电解总反应为：2Cu+H2OCu2O+H2。下列说法正确的是（ ）A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极 D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
9、【答案】A【解析】由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。【变式2】某学生为完成2HCl+2Ag=2AgCl+H2，设计如图所示的四个实验，你认为可行的实验是（ ）。 【答案】D 【解析】该反应不能自发进行，必须电解，且阳极为Ag。类型二、 酸、碱、盐溶液的电解规律例2用铂电极电解下表中各组物质的稀溶液（如图）一段时间后，甲、乙两池中溶液的pH均减小，且在和两极的电极产物的物质的量之比为12的是（ ）选项ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO
10、4乙CuSO4AgNO3HClHNO3【思路点拨】甲乙装置为串联在一起的电解池，电极与外接电源的正极相连做阳极、发生氧化反应。【答案】D【解析】甲中电解KOH时，实质为电解水，电解质溶液浓度增大，溶液pH增大，A不正确；甲中为硫酸时，甲中pH减小，为阳极生成氧气，为阴极生成银单质，当有1 mol氧气生成时会生成4 mol的银单质，B不正确；甲中为Na2SO4时，通电之后溶液pH不发生变化，C不正确；甲为硫酸铜溶液时，为阳极：4OH4e=2H2O+O2，阴极：Cu2+2e=Cu，溶液pH减小，乙中为硝酸，电解时溶液pH减小，为阴极：2H+2e=H2，当转移电子数相同时，在和两极的电极产物的物质的
11、量之比为12，D正确。【总结升华】用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，其溶液pH变化的判断方法是：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，即无氧只放氢，pH升；无氢有氧放，pH降；氢、氧一齐放，是碱pH升，是酸pH降。举一反三：【变式1】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是（ ）A逸出气体的体积a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色【答案】D【变式2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（中括号
12、内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ）。ACuCl2 CuO BNaOH NaOH CNaCl HCl DNa2SO4 NaOH【答案】C 【解析】A应补充适量的CuCl2，B、 D均应补充适量的水；C中阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H+2e=H2，损失的是HCl，因此需要补充适量的HCl。【总结升华】溶液恢复为与原来溶液完全一样的是指：反应后的溶质要恢复原来的溶质，并且其浓度也要恢复为原来的浓度。类型三、 电解的有关计算例3用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则
13、电极上析出银的质量是（ ）A27mg B54mg C108mg D216mg【思路点拨】忽略电解前的氢离子，即生成的氢离子浓度为10-3mol/L。利用电解方程式进行计算。【答案】B【解析】由总的电解反应式：4AgNO3+2H2O4Ag+ O2+4HNO3得计算关系式：4AgO24H+4e因为有HNO3生成，所以pH要变小。生成HNO3的物质的量为(10-310-6)0.5 mol0.510-3mol（即忽略原溶液中的氢离子），所以析出银的质量为0.510-3mol108g/mol=54mg 【总结升华】依电子得失守恒，可得常见的计算关系式：2Cu2H22Cl2 4AgO24H+4OH- 4e举一反三：【高清课堂：399161 例3】【变式1】电解2L 4mol/L的NaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH为A2 B7 C11 D12【答案】D【高清课堂：399161 例4】【变式2】Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中C(Na+)为A0.5mol/L B1mol/L C1.5mol/L D2mol/L【答案】D