-高中化學(xué)選修四第四章第三章電解池知識(shí)點(diǎn)

第三節(jié)電解池電解原理電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。2、電解：電流(外加直流電)通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過(guò)程3、放電：當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí)，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。反應(yīng)條件：eq\o\ac(○,1)連接直流電源eq\o\ac(○,2)陰陽(yáng)兩極陰極：與電源負(fù)極相連；極：與電源正極相連。eq\o\ac(○,3)兩極處于電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中eq\o\ac(○,4)兩電極形成閉合回路4、電子流向：電源負(fù)極—電解池陰極—離子定向運(yùn)動(dòng)（電解質(zhì)溶液）—電解池陽(yáng)極—電源正極5、電極名稱(chēng)及反應(yīng)：陽(yáng)極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子；陰極：與直流電源的負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)得到電子。7、電解本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程，就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程8、反應(yīng)規(guī)律：陽(yáng)極：活潑金屬—電極失電子（Au，Pt除外）；惰性電極—溶液中陰離子失電子陰離子失電子能力：活潑金屬（除Pt，Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-陽(yáng)離子得電子能力：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即金屬活潑性順序表的逆向）規(guī)律：鋁前（含鋁）離子不放電，氫（酸）后離子先放電，氫（酸）前鋁后的離子看條件。9、四類(lèi)電解型的電解規(guī)律（當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極時(shí)）①電解水型（強(qiáng)堿，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽），pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量水。②電解電解質(zhì)型（無(wú)氧酸，不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽），無(wú)氧酸pH變大，不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量電解質(zhì)。③放氫生堿型（活潑金屬的無(wú)氧酸鹽），pH變大。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陰離子相同的酸。④放氧生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽），pH變小。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陽(yáng)離子相同的堿或氧化物。10、注事項(xiàng)（1）無(wú)氧酸是其本省的電解（2）含氧酸時(shí)水的電解（3）可溶性堿式水的電解（4）活潑型金屬的含氧酸鹽也是水的電解（5）活潑金屬的無(wú)氧鹽陰極析出氫氣并伴隨溶液顯堿性，陽(yáng)極析出非金屬單質(zhì)（6）不活潑金屬的無(wú)氧鹽時(shí)該鹽的電解（7）中等活動(dòng)性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬，陽(yáng)極得到氧氣同時(shí)酸性提高。【習(xí)題一】（2018?長(zhǎng)春一模）鋁表面空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強(qiáng)，控制一定的條件，用如圖所示的電化學(xué)氧化法，可在鋁表面生成堅(jiān)硬的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．陰極上有金屬鋁生成B．電極A為石墨，電極B為金屬鋁C．OH-在電極A上放電，有氧氣生成D．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+【考點(diǎn)】原電池和電解池的工作原理．【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．【分析】根據(jù)原電池裝置和題目信息可知電解總反應(yīng)為：2Al+3H2O電解Al2O3+3H2↑，電解質(zhì)為硫酸溶液，氫氧根離子不可能參加反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為：2Al+H2O-6e-=Al2O3+6H+，陰極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，據(jù)此分析。【解答】解：A、陰極反應(yīng)為：2++2e-=H2↑，故A錯(cuò)誤；

B、電極A為Al，故B錯(cuò)誤；

C、電解質(zhì)為硫酸溶液，氫氧根離子不可能參加反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，故C錯(cuò)誤；

D、陽(yáng)極反應(yīng)為：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，故D正確；

故選：D【習(xí)題二】（208?新課標(biāo)Ⅱ）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO3二次電池，將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液。鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na?2Na2CO3+C，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)，ClO4-向負(fù)極移動(dòng)B．充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2+4e-2CO32-+CD．充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na++e-═N+【考點(diǎn)】原電池和電解池的工作原理．【分析】A．放電時(shí)，Na失電子作負(fù)極、Ni作正極，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；

B．放電時(shí)Na作負(fù)極、Ni作正極，充電時(shí)Ni作陽(yáng)極、Na作陰極，則放電電池反應(yīng)式為3CO2+4Na?2Na2CO3+C、充電電池反應(yīng)式為2Na2CO3+C?3CO2+4Na；

C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Na-e-=Na+、正極反應(yīng)式為3CO2+4e-═2CO32-+C；

D．充電時(shí)，原來(lái)的正極作電解池的陽(yáng)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)?！窘獯稹拷猓篈．放電時(shí)，Na失電子作負(fù)極、Ni作正極，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以ClO4-向負(fù)極移動(dòng)，故A正確；

B．放電時(shí)Na作負(fù)極、Ni作正極，充電時(shí)Ni作陽(yáng)極、Na作陰極，則放電電池反應(yīng)式為3CO2+4Na?2Na2CO3+C、充電電池反應(yīng)式為2Na2CO3+C?3CO2+4Na，所以充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2，故B正確；

C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Na-e-=Na+、正極反應(yīng)式為3CO2+4e-═2CO32-+C，故C正確；

D．充電時(shí)，原來(lái)的正極Ni作電解池的陽(yáng)極，Na作電解池陰極，則正極發(fā)生的反應(yīng)為原來(lái)正極反應(yīng)式的逆反應(yīng)，即2CO32-+C-4e-=3CO2，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Na++e-═Na，故D錯(cuò)誤；

故選：D?！玖?xí)題三】用惰性電解電解飽和食鹽水時(shí)，陰極發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為（）A．2H++2e-→H2↑B．2H20+2C1-→H2↑+C12↑+20H-C．2Cl--2e-→Cl2↑D．2H20+2NaCl→H2↑+Cl2↑+2Na0H【考點(diǎn)】電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式．【專(zhuān)題】化學(xué)用語(yǔ)專(zhuān)題．【分析】用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子得電子生成氫氣，據(jù)此分析解答．【解答】解：用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl--2e→Cl2↑，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e→H2↑，電池離子反應(yīng)方程式為2H20+2C1-電解H2↑+C12↑+20H-，故選A?！玖?xí)題四】下面列出了電解不同物質(zhì)的電極反應(yīng)式，其中錯(cuò)誤的是（）A．電解飽和食鹽水陰極：Na++e-═NaB．電解Na2SO4溶液陽(yáng)極：4OH--4e-═2H2O+O2↑C．電解熔融NaCl陰極：Na++e-═NaD．電解NaOH溶液陽(yáng)極：4OH--4e-═2H2O+O2↑【考點(diǎn)】電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式．【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．【分析】A、電解池的陰極陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序來(lái)回答；

B、電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序來(lái)回答；

C、電解池的陰極陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；

D、電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序來(lái)回答．【解答】解：A、電解飽和食鹽水陰極：2H++2e-═H2↑，故A錯(cuò)誤；

B、電解Na2SO4溶液陽(yáng)極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故B正確；

C、電解熔融NaCl陰極上是鈉離子得電子的還原反應(yīng)，即：Na++e-═Na，故C正確；

D、電解NaOH溶液陽(yáng)極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故D正確。

故選：A。電解原理的應(yīng)用氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水制取氯氣、氫氣、燒堿。電極反應(yīng)：陰極：2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O通電2NaOH+H2↑+Cl2↑用離子方程式表示：2Cl-+2H2O通電2OH-+H2↑+Cl2↑電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過(guò)程。條件：①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽(yáng)極③電鍍液中含鍍層金屬離子電極反應(yīng)：陽(yáng)極（鍍層金屬）：Mn－e-=Mn+陰極（待鍍金屬）：Mn++e-=Mn鍍銅反應(yīng)：陽(yáng)極（純銅）：Cu-2e-=Cu2+陰極（鍍件）：Cu2++2e-=Cu電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液。銅的精煉：陽(yáng)極：粗銅陰極：純銅電解液：硫酸銅電冶金：使礦石中的金屬陽(yáng)離子獲得電子，才哦你個(gè)它們的化合物中還原出來(lái)用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁電解氯化鈉：通電前，氯化鈉在高溫下熔融：NaCl=Na++Cl-通直流電后，陽(yáng)極：2Na++2e-=2Na陰極：2Cl-—2e-=CL2原電池，電解池，電鍍池的比較性質(zhì)類(lèi)別原電池電解池電鍍池定義（裝置特點(diǎn)）將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一側(cè)層其他金屬反應(yīng)特征自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)裝置特征無(wú)電源，兩級(jí)材料不同有電源，兩級(jí)材料可同可不同有電源形成條件活動(dòng)性不同的兩極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極連接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路1鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接負(fù)極；2電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱(chēng)負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（能導(dǎo)電非金屬）陽(yáng)極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連名稱(chēng)同電解，但有限制條件陽(yáng)極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失去電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子的電子或者氧氣得電子（吸氧腐蝕）陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得到電子陽(yáng)極：金屬電極失去電子陰極：電鍍液中陽(yáng)離子得到電子電子流向負(fù)極→正極電源負(fù)極→陰極電源正極→陽(yáng)極同電解池溶液中帶電粒子的移動(dòng)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)同電解池聯(lián)系在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)【習(xí)題五】（2012?茂名二模）如圖是某同學(xué)用Cu在Fe片上鍍銅的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A．Cu2+在A極被還原B．溶液藍(lán)色逐漸變淺C．銅片連接A極，鐵制品連接B極D．A極和B極直接相連，銅片被氧化【考點(diǎn)】電解原理的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)．【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．【分析】根據(jù)電鍍?cè)恚河肅u在Fe片上鍍銅時(shí)，鍍件鐵為陰極，鍍層金屬銅為陽(yáng)極，電鍍液是含有的鍍層金屬銅離子的鹽，根據(jù)電極反應(yīng)來(lái)判斷即可．【解答】解：用Cu在Fe片上鍍銅時(shí)，鍍件鐵為陰極，鍍層金屬銅為陽(yáng)極，電鍍液是含有的鍍層金屬銅離子的鹽。

A、電鍍池中，和電源的正極相連的金屬銅是陽(yáng)極，該極上是金屬銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，Cu-2e-=Cu2+，故A錯(cuò)誤；

B、在電鍍池的陰極上是Cu2++2e-=Cu，陽(yáng)極上是Cu-2e-=Cu2+，電鍍液中銅離子濃度不變，所以溶液藍(lán)色不變，故B錯(cuò)誤；

C、用Cu在Fe片上鍍銅時(shí)，鍍件鐵為陰極，連接B極，鍍層金屬銅為陽(yáng)極，連接A極，故C正確；

D、A極和B極直接相連，金屬銅和金屬鐵構(gòu)成原電池的兩個(gè)電極，金屬Cu為正極，該極上是銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

故選：C?！玖?xí)題六】（2015秋?邯鄲校級(jí)月考）關(guān)于電解精煉銅的說(shuō)法正確的是（）A．粗銅作陰極B．用CuSO4作電解質(zhì)溶液C．陽(yáng)極只發(fā)生Cu-2e-═Cu2+反應(yīng)，其它雜質(zhì)沉淀為陽(yáng)極泥D．電解質(zhì)溶液的組成和濃度都不改變【考點(diǎn)】銅的電解精煉．【分析】電解法精煉銅時(shí)，粗銅為陽(yáng)極，精銅為陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，陽(yáng)極材料是粗銅，陽(yáng)極上失電子變成離子進(jìn)入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金屬銅活潑的金屬鋅、鐵、鎳會(huì)先于金屬銅失電子，比金屬銅活潑性差的Pt、Ag等固體會(huì)沉積下來(lái)形成陽(yáng)極泥，根據(jù)電解原理來(lái)回答．【解答】解：A、電解法精煉銅時(shí)，粗銅為陽(yáng)極，精銅為陰極，故A錯(cuò)誤；

B、電解法精煉銅時(shí)，粗銅為陽(yáng)極，精銅為陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，故B正確；

C、陽(yáng)極上失電子變成離子進(jìn)入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金屬銅活潑的金屬鋅、鐵、鎳會(huì)先于金屬銅失電子，比金屬銅活潑性差的Pt、Ag等固體會(huì)沉積下來(lái)形成陽(yáng)極泥，故C錯(cuò)誤；

D、陽(yáng)極上失電子變成離子進(jìn)入溶液，Cu-2e-=Cu2