一、电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。 电解池(槽)：把电能转变为化学能的装置叫电解池(槽)。 2．组成电解池的三个基本条件 ①直流电源； ②两个电极：阳极和阴极，阳极又分活性或非活性； ③电解质溶液(或熔融电解质)。

3．阴、阳极的判断 阴极：与直流电源负极相连，得到电子，发生还原 反应； 阳极：与直流电源正极相连，失去电子，发生氧化 反应。

4．阴、阳极反应的判断：根据放电顺序(优先放电原则) 阳极放电顺序：活泼电极>S2－(S)>I－(I2)>Br－(Br2)>Cl－(Cl2)>OH－(O2)>含氧酸根离子>F－>惰性电极。 说明：活泼电极指包括Ag之前的金属；惰性电极(Pt、Au、石墨)。 阴极放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋(Fe2＋)>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Ca2＋>K＋。

说明： ①阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关； ②Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋在水溶液中不放电； ③Pb2＋、Sn2＋、Ni2＋、Fe2＋、Zn2＋当浓度较大时，先于H＋放电。

5．用惰性电极电解时，电解对象与电解产物与离子放电顺序的关系 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－ 阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 电解质溶液电解规律 Ⅰ与Ⅲ区、Ⅰ区与H＋：电解电解质型；Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型；Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型；Ⅱ与Ⅳ区、Ⅱ区与H＋：电解水型。

6．用惰性电极电解电解质溶液时各种变化情况简析 类型 实例 浓度变化 pH(不考虑盐水解) 复原需 加物质 阳极 阴极 总 电解 水型 NaOH等强碱 增大 减小 水 H2SO4等含氧酸 Na2SO4活泼金属的含氧酸盐 不变 分解 质型 HCl等无氧酸(HF除外) 氯化氢 CuCl2等 不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) 氯化铜

NaCl，活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) 类型 实例 浓度变化 pH(不考虑盐水解) 复原需 加物质 阳极 阴极 总 放H2生碱型 NaCl，活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) 生成新电 解质 不变 增大 氯化氢 放O2生酸型 CuSO4，不活泼金属的含氧酸盐 减小 氧化铜

二、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水又称氯碱工业， 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑ 电解的化学方程式为 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 可制烧碱、氯气和氢气，烧碱、氯气是重要的化工原料，电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 2．电镀 定义：应用电解的原理在某些金属的表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 设计：待镀金属制品作阴极；镀层金属作阳极；含有镀层金属离子的溶液作电镀液。 ===

3．电解精炼铜 用火法冶金炼出的铜是粗铜，常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au、C等。电解时，粗铜与直流电源的正极相连，作阳极，阳极的主要反应为Cu－2e－===Cu2＋，相伴随的反应有：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等。用纯铜片接直流电源的负极，作阴极，阴极的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，用CuSO4溶液作电解液。比铜活泼的杂质，如：Zn、Fe、Ni被氧化，以离子的形式进入溶液，留在电解液中；比铜活泼性差的杂质，在阳极铜溶解后，C、Ag、Au沉积在电解槽底部形成阳极泥。

Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋等 电镀铜与电解精炼铜比较 电镀铜 电解精炼铜 能量转换 将电能转变为化学能 阳极材料 精铜 粗铜 阴极材料 待镀金属 电解液 CuSO4 通 电 后 阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋等 阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解液变化 溶液浓度不变 溶液浓度基本不变

4.冶炼金属 利用电解熔融的金属氧化物、氯化物或氢氧化物冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝。 如电解熔融氯化钠 通电前，氯化钠在高温下熔融发生电离：NaCl===Na＋＋Cl－， 通直流电后： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总反应方程式：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑

重要考点1 电解原理及其应用 1．电解池电极的判断方法(常常也是解推断题的突破口) (1)根据直流电源的正负极判断：与电源正极相连的是电解池的阳极，与电源负极相连的是电解池的阴极。 (2)根据反应类型判断：电解时发生氧化反应(元素化合价升高的反应)的一极是阳极，电解时发生还原反应的一极是阴极。 (3)根据电极质量发生的变化判断：①惰性电极电解可溶性银盐溶液(或可溶性铜盐溶液)时，电极质量增重的一极是电解池的阴极(在阴极聚集Ag＋和H＋，Ag＋氧化性强，优先得电子析出银，使得阴极质量增重)，另一极是阳极。

(4)非惰性电极电解电解质溶液时(可溶性硫化物除外)：电极质量减少的一极是阳极，另一极是阴极。 (5)根据电极反应现象判断 ①用惰性电极电解U形管内盛放的饱和食盐水，在两极上均放一块润湿的淀粉碘化钾试纸，试纸变蓝的一极是电解池的阳极，另一极是阴极。 ②用惰性电极电解U形管内盛放的饱和食盐水，在两极附近均滴入一些酚酞试液，酚酞变红的一极是电解池的阴极，另一极是阳极。

(6)根据电解池现象判断 ①将润湿的石蕊试纸作电解池，用惰性电极进行电解，试纸变红的一端是由于OH－放电，H＋相对剩余造成的，这一端电极是阳极；试纸变蓝的一端是由于H＋放电，OH－相对剩余造成的，这一端电极是阴极。 ②将润湿的碘化钾淀粉试纸作电解池，用惰性电极进行电解，试纸变蓝的一端是由于I－放电，产生单质碘，碘遇淀粉变蓝造成的，这一端电极是阳极；另一端电极是阴极。 (7)根据电流大小判断：当两个原电池连在一起时，其中一个产生电流大的作原电池，另一个作电解池。在原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极；在电解池中，与原电池负极相连的一极是阴极，另一极是阳极。

2．溶液pH判断：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。 ①如果只产生H2而没O2则pH变大；②如果只产生O2而没H2则pH变小；③如果既产生H2又产生了O2：若原溶液呈酸性则pH变小；若原溶液呈碱性则pH变大；若原溶液呈中性则pH不变；④如果既无H2又无O2产生，则pH不变。 3．用惰性电极电解时，若使电解后溶液恢复原来状态，一般加入阴极产物和阳极产物的化合物(“出啥加啥”——阴、阳两极的逸出物质的对应化合物)。

4．电极反应式和总反应式的书写 如果题目给定的是图示装置，先分析阴、阳极，再分析溶液中离子的种类和得失电子的能力，根据阴、阳极反应规律写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。特别需要指出的是：对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。

以铅蓄电池充电时的反应为例，总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4，电极反应式的书写步骤如下： 阴极：PbSO4===Pb－2e－ PbSO4===Pb＋SO42-－2e－ 阳极：PbSO4===PbO2＋2e－ PbSO4===PbO2＋SO42-＋2e－ PbSO4＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－。 (也可用总反应式减去阴极反应式得到阳极反应式)

5．电解时电极产物的判断 (1)阳极产物的判断 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag及其以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根(SO、NO等)>F－ (2)阴极产物的判断 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＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋

重要考点2 电解计算 1．简单装置中各电极产物间的计算 在一个装置中进行电解时，各电极产物不同，但阴阳极得失电子数相等。根据此标准可对各电极产物、溶液中的产物，以及反应消耗的物质进行计算。 2．复杂装置中(指多个装置串联连接)各电极产物的判断 在串联电解装置中，各电极电子转移数相等。据此，可计算各电极产物，溶液中的c(H＋)、c(OH－)的变化。

3．电解的计算特点 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。二是用惰性电极进行电解的过程，若电解质的阴、阳离子不同时在两极上放电，则阳离子放电的同时必有H＋生成，n(H＋)＝n(阳离子)×电荷数。也可利用物质的量关系(电子得失守恒)进行计算，如，H2～Cl2～1/2O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。 应用原电池、电解池进行有关化学计算，也常见于高考题中，抓住两电极上通过的电子数目相等，是解答这类题的关键。

随堂演练 1．(2011年北京西城区高三质量测试)用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法中，正确的是( ) 1．(2011年北京西城区高三质量测试)用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法中，正确的是(　　) A．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出 C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出 D．a、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等

【解析】　燃料电池工作时，正极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错；a极是铁，b极是铜时，a极上铁发生氧化反应逐渐溶解，b极上Cu2＋发生还原反应有铜析出，B错；a极是粗铜，b极是纯铜时，a极发生氧化反应粗铜溶解，b极上Cu2＋发生还原反应有铜析出，C对；a、b两极均是石墨时，根据电子守恒，a极上产生O2与电池中消耗的H2体积比为1∶2，D错。 【答案】　C

2．(2011·北京海淀期中)下列关于电解的说法中，正确的 是 (　　) A．电解池是把化学能转变为电能的装置 B．电解精炼铜时，粗铜板做阴极 C．电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极 D．工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气

解析：电解池是把电能转变为化学能的装置，A错；电解精炼铜时，粗铜板作阳极，B错；工业电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气，电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，D错． 答案： C

3．(2011·宿州模拟)某同学为了使反应2HCl＋2Ag === 2AgCl

解析：化学反应2HCl＋Ag === 2AgCl＋H2↑不能够自发进行，但借助于电解能够发生，设计电解池时应选择Ag做阳极，HCl做电解质溶液即可，C项正确．

4．近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾(KIO3)，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，以KI溶液为电解液在一定条件下电解，反应方程式为KI＋H2O―→KIO3＋H2↑。下列有关说法中正确的是(　　) A．电解时，石墨作阳极，铁作阴极 B．电解时，在阳极上产生氢气 C．电解后得到KIO3产品的步骤有：过滤―→浓缩―→结晶―→灼烧 D．电解中，每转移0.6 mol电子，理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体

【解析】　本题利用电解原理制取碘盐中的碘酸钾，由方程式可知，发生氧化反应的物质是I－，故应用惰性材料作阳极，A项正确；电解池工作时，阳极I－失电子生成IO3－，而不是生成H2，H2应在阴极上生成，B项错误；电解后所得溶液为KIO3、KI的混合液，应采用浓缩―→结晶―→过滤的方法，因为KIO3不太稳定，所以不能用灼烧的方法得到，C项错误； 转移6 mol e－，生成1 mol KIO3，故每转移0.6 mol e－理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体，D项正确。 【答案】　AD

5．下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确 的是 (　　)

A．电解一段时间后，往蛋壳内溶液中滴加几滴酚酞，呈 红色 B．蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应 C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触

解析：正确判断电解池的阴阳极与其发生的电极反应很重要．图中所示的蛋壳相当于阳离子交换膜，可以阻止氯气进入阴极区，D项正确；电源的正极接碳棒，为电解池的阳极，发生氧化反应，即2Cl－－2e－ === Cl2↑，因此碳棒上生成的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，铁丝与电源的负极相连，为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为2H＋＋e－ === H2↑，因消耗了氢离子，所以水的电离程度增大，溶液中的OH－浓度增大，溶液显碱性，滴入酚酞后，溶液呈红色． 答案：D

6.(2011·安庆模拟)观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是 (　　)

A．装置①中阳极上析出红色固体 B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连 C．装置③中外电路电子由a极流向b极 D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自 由通过

[名师精析]　本题考查原电池和电解池的应用．装置①阳极上Cl－放电，发生氧化反应：2Cl－－2e－ === Cl2↑，A错；装置②待镀铁制品上发生还原反应Cu2＋＋2e－=== Cu，与电源负极相连，B错；装置④的离子交换膜只允许阳离子自由通过，D错． [答案]　C

7．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。试完成以下问题：

(1)电源A极的名称是________。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是______________________________________________。 (3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。 (4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是________(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是________(填化学式)。 (5)装置丁中的现象是______________________________________________， 说明__________________________。

【解析】　本题考查电解池有关串联电解的知识。综合性较强。由向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F为阴极，那么E为阳极，所以B为电源的负极，A为电源的正极。甲是电解CuSO4溶液，总方程式：2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4。乙装置中生成的气体为V(Cl2)∶V(H2)＝1∶1。丙是电镀池，所以给铜镀银阳极G应为Ag，阴极H为Cu，电镀液为AgNO3溶液。由于氢氧化铁胶粒带正电，所以有外加电源时，胶粒定向移动，向阴极移动，所以Y极附近红褐色变深。

【答案】　(1)正极 (2)2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4 (3)1∶1　(4)银　AgNO3 (5)Y极附近红褐色变深　氢氧化铁胶粒带正电荷

8.某研究性学习小组对铁生锈进行研究。 (1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如下图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。

①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________； ②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为____________________________； ③实验B所用的水要经过______________处理；植物油的作用是________________； ④实验C中碱石灰的作用是______________

(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如上图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是　　　　　　 ________________ ，该实验______　(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。 (3)丙同学为了探究铁锈(Fe2O3·nH2O)的组成，将甲同学实验产生的铁锈刮下来，称取1.96 g这种铁锈，按如下图所示装置进行实验。

充分反应后，称得B装置的质量增加0.36 g，C装置的质量增加1.32 g，则根据实验数据，推断铁锈的化学式中n值为______。 (4)为了保证实验安全，实验开始时应先点燃________(填A或E)处的酒精灯。

【解析】　(1)①对A、B、C三装置比较可知铁生锈的条件为有水和空气。②铁钉发生电化学腐蚀时正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。③因植物油的作用是隔绝空气，因此所用水应加热煮沸以赶尽其中溶解的O2，④碱石灰的作用应是干燥。 (2)据现象知，铁发生了吸氧腐蚀。 (3)B装置中0.36 g水即n(H2O)＝0.02 mol，C装置中1.32 g CO2即n(CO2)＝0.03 mol，可推知Fe2O3中含n(O)＝0.03 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol。所以n(Fe2O3)∶n(H2O)＝0.01∶0.02＝1∶2，故答案可知

【答案】　(1)①有水(或电解质溶液)或氧气(或空气)　②O2＋4e－＋2H2O===4OH－　③煮沸(或除去氧气)　隔绝空气(或防止氧气与铁接触)　④吸收水蒸气(或干燥、保持试管内干燥环境) (2)铁的腐蚀要吸收氧气，使气体体积减少　不能 (3)2　(4)E