第二節(jié)電解池一、電解池（一）電解的定義：使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。（二）電解池的定義：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，也稱電解槽（三）構(gòu)成條件：兩極一液一電源，氧化還原是條件注：電解法是一種強氧化還原手段，可以完成一個不自發(fā)的氧化還原反應(yīng)1、兩極（1）陰極——負極——陽離子——還原反應(yīng)（2）陽極——正極——陰離子——氧化反應(yīng)注：陽極分為兩種：（1）活性電極：電極自身放電即電極自身發(fā)生氧化反應(yīng)，如：Fe、Cu、Ag（2）惰性電極：電極自身不反應(yīng)，由電解質(zhì)中的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)。如：Au、Pt、C2、電解質(zhì)溶液3、外接電源4、能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：可以是自發(fā)的反應(yīng)，也可以是非自發(fā)的反應(yīng)（四）工作原理（以電解CuCl2溶液為例）電極名稱陰極陽極電極材料石墨石墨電極反應(yīng)Cu2++2e-=Cu2Cl-—2e-=Cl2↑反應(yīng)類型還原反應(yīng)氧化反應(yīng)總反應(yīng)CuCl2Cu+Cl2↑反應(yīng)現(xiàn)象有紅色物質(zhì)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，使?jié)駶櫟牡矸跭I試劑變藍電子流向負極→陰極，陽極→正極電流流向正極→陽極，陰極→負極離子走向陽離子→陰極，陰離子→陽極注：放電：離子得失電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程（五）電極的放電順序1、陽極：（1）活性電極：Fe、Cu、Ag。反應(yīng)方式：M-ne-=Mn+Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+、Ag-e-=Ag+（2）惰性電極：Au、Pt、C。溶液中的陰離子放電常見放電順序：活性電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-2I-2e-=I22Br-2e-=Br22Cl-2e-=Cl22H2O—4e-=4H++O2↑2、陰極：常見陽離子放電順序：金屬活動性順序的倒序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+最常見的陰極產(chǎn)物有Ag、Cu、H2Ag++e-=AgCu2++2e-=Cu2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-注：在電鍍時，通過控制條件，F(xiàn)e2+和Zn2+的得電子能力會強于酸中的H+，即濃度越大，得電子能力越強（六）電解方程式的書寫看電極→找離子→分陰陽→排順序→寫反應(yīng)注：1、必須在總反應(yīng)方程式的“==”上標明“通電”或“電解”2、只是電解質(zhì)被電解，電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物，無關(guān)的不寫（七）惰性電極電解規(guī)律類型電極反應(yīng)特點物質(zhì)類型及實例電解對象電解質(zhì)濃度變化pH值變化恢復(fù)原濃度的方法電解水型陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-強堿（NaOH）水增大增大水陽極：2H2O—4e-=4H++O2↑含氧酸（H2SO4）減小2H2O2H2↑+O2↑活潑金屬含氧酸鹽（KNO3、Na2SO4）不變自身電解型電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電無氧酸（HCl）電解質(zhì)本身減小增大加電解質(zhì)本身不活潑金屬無氧酸鹽（CuCl2）放氫生堿型陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-生成堿活潑金屬的無氧酸鹽（NaCl、MgCl2）電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)，原電解質(zhì)濃度減小增大加氯化氫陽極：電解質(zhì)陰離子放電放氧生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電不活潑金屬的含氧酸鹽（CuSO4、AgNO3）電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)，原電解質(zhì)濃度減小減小加對應(yīng)的氧化物（CuO）陽極：2H2O—4e-=4H++O2↑生成酸注：常考的電解池反應(yīng)式：惰性電極的情況下，電解強堿、含氧酸、活潑金屬含氧酸鹽（KNO3、Na2SO4）、HCl、CuCl2、NaCl、MgCl2、CuSO4、AgNO31、惰性電極的情況下，電解強堿、含氧酸、活潑金屬含氧酸鹽（KNO3、Na2SO4）：陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-陽極：2H2O—4e-=4H++O2↑總反應(yīng)：2H2O2H2↑+O2↑2、惰性電極的情況下，電解HCl：陰極：2H++2e-=H2↑陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應(yīng)：2HClH2↑+Cl2↑3、惰性電極的情況下，電解CuCl2溶液：陰極：Cu2++2e-=Cu陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應(yīng)：CuCl2Cu+Cl2↑4、惰性電極的情況下，電解NaCl溶液：陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應(yīng)：2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-5、惰性電極的情況下，電解MgCl2溶液：陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應(yīng)：Mg2++2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)26、惰性電極的情況下，電解CuSO4溶液：陰極：Cu2++2e-=Cu陽極：2H2O—4e-=4H++O2↑總反應(yīng)：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑7、惰性電極的情況下，電解AgNO3溶液：陰極：Ag++e-=Ag陽極：2H2O—4e-=4H++O2↑總反應(yīng)：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑（八）電解池與原電池的比較原電池電解池能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能→電能電能→化學(xué)能反應(yīng)能否自發(fā)進行自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)構(gòu)成裝置兩極、電解質(zhì)、導(dǎo)線兩極、電解質(zhì)、電源電極名稱負極正極陰極（與負極相連）陽極（與正極相連）電極反應(yīng)失電子—氧化反應(yīng)得電子—還原反應(yīng)得電子—還原反應(yīng)失電子—氧化反應(yīng)電子流向負極→外電路→正極負極→陰極，陽極→正極電流流向正極→外電路→負極正極→陽極，陰極→負極離子流向陽離子→正極，陰離子→負極陽離子→陰極，陰離子→陽極小結(jié)：原電池與電解池的電極反應(yīng)：負陽氧，正陰還原電池的離子走向：正向正，負向負；電解池的離子走向：陰陽相吸二、電解原理的應(yīng)用（一）氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水制燒堿和氯氣1、原理：陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-陽極：2Cl-—2e-=Cl2↑總反應(yīng)：2Cl―+2H2O2OH―+Cl2↑+H2↑2、現(xiàn)象及檢驗：陰極：有無色、無味氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞——變紅陽極：有黃綠色、刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍3、陽離子交換膜的作用（1）將電解池隔成陽極室和陰極室，只允許陽離子（Na+、H+）通過，而阻止陰離子（Cl-、OH-）和氣體通過（2）既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合，而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量（二）電鍍1、定義：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝2、目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度3、電鍍池的構(gòu)成：陰極：待鍍金屬——鍍件陽極：鍍層金屬（通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的金屬（如Cr、Ni、Ag和合金（如黃銅）））電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液——電鍍液4、實例：鐵上鍍銅5、特點：一多一少一不變一多：陰極上有鍍層金屬沉積一少：陽極上鍍層金屬溶解一不變：電解質(zhì)溶液濃度不變（三）電解精煉銅1、裝置：如圖2、原理：陽極：Cu—2e-=Cu2+（Zn—2e-=Zn2+、Fe—2e-=Fe2+、Ni—2e-=Ni2+）陽極泥成分：Au、Ag陰極：Cu2++2e-=Cu（電解質(zhì)溶液濃度減小，因為mCu（溶解）<mCu（析出））（四）電冶金1、金屬冶煉：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。Mn++ne-=M2、特點：電解是最強有力的氧化還原手段3、適用范圍：制取活潑金屬單質(zhì)。如：Na、Ca、Mg、Al