电解池工作原理 电解池工作原理示意图

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电解池的工作原理

[编辑本段]概念 1、电解原理（电解池装置如图）2iO星座分析

什么是电解2iO星座分析

电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）2iO星座分析

而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2iO星座分析

（上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后发生反应：CuCl2=Cu + Cl2↑ 用离子方程式表示：Cu2++ 2Cl-=Cu + Cl2↑ ）2iO星座分析

电解过程中的能量转化（装置特点）2iO星座分析

电能转化为化学能2iO星座分析

阳极：惰性电极 阴极：不一定是惰性电极2iO星座分析

发生电解反应的条件2iO星座分析

①连接直流电源2iO星座分析

②阴阳电极 阴极：与电源负极相连为阴极2iO星座分析

阳极：与电源正极相连为阳极2iO星座分析

③两极处于电解质溶液或熔融电解质中2iO星座分析

④两电极形成闭合回路2iO星座分析

电极反应2iO星座分析

电极反应2iO星座分析

与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如上图装置中，Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2，阳极反应式：2Cl--2e＝Cl2↑2iO星座分析

与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：Cu2++2e＝Cu2iO星座分析

电解结果2iO星座分析

在两极上有新物质生成2iO星座分析

电解池电极反应方程式的书写2iO星座分析

阳极：活泼金属—电极失电子（Au,Pt 除外）；惰性电极—溶液中阴离子失电子2iO星座分析

失电子能力：活泼金属（Mg～Ag）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-2iO星座分析

阴极：溶液中阳离子得电子2iO星座分析

得电子能力：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即活泼型金属顺序表的逆向）2iO星座分析

规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件2iO星座分析

四类电解型的电解规律2iO星座分析

①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐），pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。电解质溶液复原—加适量水2iO星座分析

②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐，），pH变大。电解质溶液复原—加适量电解质。2iO星座分析

③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐），pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸2iO星座分析

④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐），pH变小。电解质 溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物2iO星座分析

意义2iO星座分析

使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。在金属的保护方面也有一定的用处。 [编辑本段]电解原理的应用 氯碱工业（电解饱和食盐水）2iO星座分析

制取氯气、氢气、烧碱。2iO星座分析

饱和食盐水溶液中存在Ｎａ＋和Ｃl－以及水电离产生的Ｈ＋和ＯＨ－。其中氧化性Ｈ＋＞Ｎａ＋，还原性Ｃl－＞ＯＨ－。所以Ｈ＋和Ｃl－先放电（即发生还原或氧化反应）。2iO星座分析

阴极：2Ｈ＋＋2ｅ＝Ｈ2↑ （还原反应）2iO星座分析

阳极：2Ｃl－2ｅ－＝Ｃl2↑ （氧化反应）2iO星座分析

总反应的化学方程式：2ＮａＣl＋2Ｈ2Ｏ=（等号上为通电）2ＮａＯＨ＋Ｈ2↑＋Ｃl2↑2iO星座分析

用离子方程式表示：2Ｃl－＋2Ｈ2Ｏ=（等号上为通电）2ＯＨ－＋Ｈ2↑＋Ｃl2↑。2iO星座分析

电镀和电解精炼铜2iO星座分析

电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或者合金的过程2iO星座分析

条件：①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子2iO星座分析

电镀时，把待镀的金属制品（即镀件）作阴极，镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。2iO星座分析

阳极：Ｍｎ－ｅ－＝Ｍｎ＋2iO星座分析

阴极：Ｍｎ＋＋ｅ－＝Ｍ2iO星座分析

这样，在直流电的作用下，镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面。2iO星座分析

同样的道理，用纯铜作阴极，用粗铜作阳极，用ＣｕＳＯ4溶液作电解液。通入直流电，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，从而达到提纯铜的目的。2iO星座分析

电解法冶炼金属2iO星座分析

钠、钙、镁、铝等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：2iO星座分析

阴极：2Ｎａ＋＋2ｅ－＝2Ｎａ2iO星座分析

阳极：2Ｃｌ――2ｅ－＝Ｃｌ2↑ [编辑本段]电解时，物质在电极上的放电顺序 （1）阳极：与电源的正极相连。2iO星座分析

当阳极的电极材料为金属（Pt或Au除外）时，通电后作电极的金属失去电子变成金属离子，溶解到电解质溶液中。2iO星座分析

当阳极的电极材料是惰性物质（如Au、Pt或石墨）时，通电后溶液中的阴离子在阳极上失去电子，当溶液中同时存在多种阴离子时，还原性强的离子先失去电子发生氧化反应。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是：Ｃｌ－＞ＯＨ－＞含氧酸根离子（如ＳＯ42－、ＮＯ3－等）＞Ｆ－。Ｃｌ－和ＯＨ－在电解时的电极反应式分别是：2iO星座分析

2Ｃｌ――2ｅ－＝Ｃｌ2↑2iO星座分析

4ＯＨ――4ｅ－＝2Ｈ2Ｏ＋Ｏ2↑2iO星座分析

因为水电离能够产生ＯＨ－，所以电解含氧酸盐溶液时，在阳极上是ＯＨ－放电生成氧气，而含氧酸根离子不发生变化。（当阳极为惰性金属常用的为C 铂 金 时 自身放电）2iO星座分析

（2）阴极：与电源的负极相连。2iO星座分析

在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子。当溶液中存在多种阳离子时，按金属活动性顺序，越不活泼的金属，其阳离子的氧化性越强，越容易被还原。在水溶液中，铝之前的金属的阳离子不可能被还原。 [编辑本段]酸、碱、盐溶液电解规律 （1）无氧酸是其本身的电解2iO星座分析

（2）含氧酸是水的电解2iO星座分析

（3）可溶性碱是水的电解2iO星座分析

（4）活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解2iO星座分析

（5）活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性，阳极析出非金属单质2iO星座分析

（6）不活泼金属的无氧盐是该盐的电解2iO星座分析

（7）中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属，阳极得到氧气同时酸性提高

电解池的本质是什么?

电解池（也叫电解槽），是把电能转变成化学能的装置。2iO星座分析

电解是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。2iO星座分析

电解池的构成2iO星座分析

①有与外接直流电源相连的两个电极。2iO星座分析

②电解质溶液(或熔融电解质)。2iO星座分析

③形成闭合回路。2iO星座分析

电解池的工作原理（以电解CuCl?溶液为例）：2iO星座分析

（1）电流流向：正极→阳极→阴极→负极2iO星座分析

（2）阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。2iO星座分析

阴、阳极的判断方法2iO星座分析

(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。2iO星座分析

(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。2iO星座分析

(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。2iO星座分析

(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。2iO星座分析

(5)根据电极产物：2iO星座分析

a.阳极：电极溶解、逸出O?(或极区变酸性)或Cl?；2iO星座分析

b.阴极：析出金属、逸出H?(或极区变碱性)。2iO星座分析

电解原理的应用2iO星座分析

1．氯碱工业2iO星座分析

2．电镀与电解精炼铜2iO星座分析

3. 电冶金2iO星座分析

高中化学必修二知识点总结【高中化学关于电解恩原理的知识点】_百度知...

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(一)电解池的结构特点及电解反应原理：2iO星座分析

电解池：把电能转化为化学能的装置。电解池分阴、阳极，阴极与电源的负极相连，发生还原反应;阳极与电源的正极相连，发生氧化反应。2iO星座分析

说明：2iO星座分析

1、电解与电离的比较：电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程，在这一过程中有新的物质生成，发生了化学反应。而电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动的离子的过程，它没有新的物质生成，不属于化学变化。2iO星座分析

2、组成电解池的条件有：外接直流电源且与两极相连;两个电极;电解质溶液或熔融电解质。2iO星座分析

3、电解池的电极分阴阳极，其中与电源的负极相连的称为阴极，发生还原反应;与电源的正极相连的称为阳极，发生氧化反应。2iO星座分析

4、电解池电子流向：电子由电源的负极→电解池的阴极，再由电解质溶液→电解池的阳极→电源正极。溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。2iO星座分析

5、电解池的反应原理：2iO星座分析

阳极：活性电极(除铂、金以及非金属等惰性电极)以及溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应。2iO星座分析

(二)电解产物的判断：电解质溶液通直流电进行电解时，对电解产物的判断，既要考虑阴阳离子的氧化还原能力，还要考虑电极材料、离子浓度、溶液的酸碱性等.判断电解产物首先考虑电极材料，然后再根据电解质溶液中离子的放电顺序进行判断.2iO星座分析

说明：2iO星座分析

1、电极材料可分为活性电极和惰性电极两种，活性电极为在金属活动性顺序表中银以前的金属所作的电极，作为阳极时，可作为还原剂参加电极反应，作阴极时一般不反应;而惰性电极是由铂、金以及非金属元素组成的电极，它们在电解池中无论是作阳极还是作阴极，都不参与电极反应.2iO星座分析

2、活性电极(金属电极)作阳极，阳极反应总是金属电极发生失电子反应即氧化反应.而阴极反应与用惰性电极电解溶液时情况相同，不参与电极反应.可用电极反应式表示如：阳极：M-ne-=Mn+.2iO星座分析

电解过程中阴离子的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-，即阴离子的还原性越强，其在电解池的阳极越容易失去电子.2iO星座分析

4、用惰性电极电解不同的电解质溶液时，电解质溶液和电极产物是不一样的.我们可以分为以下几种情形加以分析：2iO星座分析

①电解电解质本身，即电解质溶液的阴阳离子分别在电解池的阳极和阴极放电.如：电解CuCl2(阳极：2Cl-?D2e- =Cl2，阴极：Cu2 +2e-=2Cu)、HCl溶液(阴极：2H +2e-=H2↑，阳极：2Cl--2e-=Cl2↑).即电解无氧酸或无氧酸的某些弱碱盐溶液时，就是电解它本身，此时电解质溶液的浓度降低.2iO星座分析

②电解时，电解质的阳离子放电，阴离子不放电，如：电解硝酸银溶液(阳极：4OH--4e-=2H2O O2，阴极：4Ag+ 4e-=Ag，4AgNO3 2H2O=4Ag O2↑ 4HNO3)或硫酸铜溶液(阳极：4OH--4e-=2H2O O2，阴极：2Cu2 4e-=2Cu，2CuSO4 2H2O=2Cu O2↑ 2H2SO4)等.即电解含氧酸的某些弱碱盐溶液时，电解质和水都发生了变化，溶液的酸性增强.2iO星座分析

③电解时，电解质的阴离子放电，阳离子不放电，如：电解NaCl溶液2iO星座分析

④电解过程中电解质的阴阳离子都不放电，实际上就是电解水，此时的电极反应式为：阳极：4OH--4e-=2H2O O2，阴极：4H++4e-=2H2，2H2O=2H2↑ O2↑.即电解含氧酸的强碱盐溶液，此时电解质没有变化，水减少，溶液的浓度增大，如电解硫酸钠、氢氧化钠、硫酸、硝酸等溶液.2iO星座分析

5、在用惰性电极电解时，电解质溶液减少的质量等于阴阳两极析出物质的质量之和。因此，若要加入某种物质使电解质溶液复原，原则上是“出什么加什么”即只要加入阴阳两极析出的产物相互化合所形成的生成物即可。如阴极析出铜，阳极析出氧气，则只需要加入氧化铜就可以使电解质溶液复原。2iO星座分析

【典型例题】2iO星座分析

[例1]pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是： ( )2iO星座分析

A. NaOH B. H2SO4 C. AgNO3 D. Na2SO42iO星座分析

解析：A电解NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H+，实际上是电解水，由于溶液体积减小，溶质NaOH溶液浓度变大，pH增大.2iO星座分析

B电解稀硫酸溶液，实质上也是电解水，液体体积变小，溶质硫酸浓度增大，pH减小.2iO星座分析

C电解硝酸银溶液，阴极上Ag+放电，阳极上消耗水电离出的OH-，H+浓度增大，pH减小，电解反应为：4AgNO3+2H2O=4Ag+4HNO3+O2↑2iO星座分析

D电解Na2SO4溶液，实质上也是电解水，液体体积变小，溶质Na2SO4浓度增大，pH不变.2iO星座分析

答案：A2iO星座分析

[例2]用石墨做电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c(Cu2 )为0.5mol/L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至原来状况 ( )2iO星座分析

A. CuSO4 B. CuO C. Cu(OH)2 D. CuSO4?5H2O2iO星座分析

解析：电解过程中的反应为：阳极：4OH--4e-=2H2O O2，阴极：2Cu2 4e-=2Cu，2CuSO4 2H2O=2Cu O2↑ 2H2SO4.由以上反应可知，电解使2molCuSO4和2molH2O变成了2molH2SO4，同时析出铜，放出氧气.溶液中每生成 1molH2SO4，即减少1molCuSO4和1molH2O.由此可知，要使溶液恢复至原来状况，应加入CuO，反应为2iO星座分析

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O.2iO星座分析

加入Cu(OH)2，也可与H2SO4反应，生成CuSO4和H2O，但生成的水量较多，溶液不能恢复至原状况.2iO星座分析

Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O2iO星座分析

本题也可从溶液中减少的物质来考虑，这样更简单一些，从溶液中析出的物质是铜和氧气，每放出1mol氧气，即析出2mol铜，铜与氧气的物质的量之比为2：1，所以加入CuO可恢复原状况.2iO星座分析

答案：B2iO星座分析

[例3]已知铅蓄电池的两极分别为Pb和PbO2，在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用.铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为：2iO星座分析

(1)写出放电时负极发生反应的化学方程式： .2iO星座分析

(3)给蓄电池充电时，若要使3.03gPbSO4转变为Pb和PbO2，需多少物质的量的电子.2iO星座分析

解析：此题涉及蓄电池的电化学反应原理、电解CuSO4溶液的反应原理、电极反应和有关电池反应、电解反应的计算等知识.考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性和整体性.解此题的关键在于：①弄清蓄电池以及电解CuSO4溶液的反应原理;②把握电池反应和电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系.2iO星座分析

e- =PbSO4↓2iO星座分析

(2)由电池反应 style="width:201.75pt;> 有2e--2H2SO4的关系，以及电解反应：2CuSO4 2H2O=2Cu O2↑ 2H2SO4.得出4e--2H2SO4-Cu的关系.则电解CuSO4溶液生成的铜的物质的量为：1.6/64=0.025mol，所以蓄电池中消耗的硫酸的物质的量为0.05mol.2iO星座分析

e--2PbSO4的关系.3.03gPbSO4的物质的量为3.03/303=0.01mol，则转变为Pb和PbO2需电子的物质的量为0.01mol.2iO星座分析

答案：(1)Pb+ -2e-=PbSO4↓;(2)0.05mol;(3)0.01mol2iO星座分析

e-=Cu2 ;阴极上生成H2，电极反应为：2H++2e-=H2，阴极累积的OH-与阳极生成的Cu2 反应生成Cu(OH)2沉淀.总反应为：Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2(电解)，即每生成amol的H2，就有2amol的水被电解，分解的水与被析出的晶体可组成T℃的饱和Na2SO4溶液.该饱和溶液的质量为bg+2amol×18g/mol=(b+36a)g.溶质的质量为：142b /322g，则T℃的饱和Na2SO4溶液的质量分数为：71b/161(b+36a)2iO星座分析

答案：71b/161(b+36a)2iO星座分析

【模拟试题】2iO星座分析

1、在水中加等物质的量的Ag ，Pb2 ，Na ，SO42-，NO3-，Cl-，该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为 ( )2iO星座分析

A. 氧化铜加硫酸铜 B. 氢氧化钠加氢氧化钠2iO星座分析

B. a为负极，b为正极;NaClO和NaCl2iO星座分析

D. a为阴极，b为阳极;HClO和NaCl2iO星座分析

4、用质量均为100g的铜作电极电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两电极质量相差28g，此时阳极质量 ( )2iO星座分析

A. 电解稀硫酸溶液实质上是电解水，溶液pH不变2iO星座分析

C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：22iO星座分析

A. 阴极至始至终只析出H22iO星座分析

C. 电解最后阶段为电解水2iO星座分析

A. X是正极，Y是负极2iO星座分析

C. CuSO4溶液的pH值逐渐增大2iO星座分析

8、用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为 ( )2iO星座分析

A. 1 B. 8 C. 13 D. 142iO星座分析

10、由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用下图电解实验可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀.两电极材料分别为石墨和铁.2iO星座分析

(2)电解液c可以是 (填编号)2iO星座分析

(3)b为苯，其作用是 ，加入苯之前对c应作何简单的处理 ，作用是 .2iO星座分析

11、如图所示，若电解5min时铜电极增重2.16g，试回答：2iO星座分析

(1)电源电极X名称为 。C装置是 池;2iO星座分析

(2)pH变体为：A ;B ;C ;2iO星座分析

(3)通电5min时，B中共收集224mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL(设电解前后体积没变化)则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少?2iO星座分析

(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是多少?(设电解前后体积无变化)2iO星座分析

12、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a;X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：2iO星座分析

①电解池中X极上的电极反应式为2iO星座分析

在X极附近观察到的现象是 。2iO星座分析

(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则2iO星座分析

②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。2iO星座分析

求：①M(NO3)x?nH2O中x的值2iO星座分析

②求M的相对原子质量和n的值。2iO星座分析

【试题答案】2iO星座分析

1、C 2、C 3、B 4、D 5、D2iO星座分析

6、D 7、B 8、C 9、C2iO星座分析

10、(1)Fe Fe-2e-= Fe2+2iO星座分析

(3)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被空气中的氧气所氧化 加热c 以除去溶解在其中的氧气2iO星座分析

11、(1)负极 电镀2iO星座分析

(3)0.025mol/L2iO星座分析

②2Cl--2e-=Cl2↑2iO星座分析

(2)①纯铜 Cu2 2e-=Cu2iO星座分析

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