2025版 高三化学（大一轮复习 ）第29讲 电解池.docx

第29讲电解池

1．理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。

考点一电解原理

1．电解和电解池

(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成

①外接直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。

2．电解池的工作原理

3．阴阳极上离子的放电顺序

溶液中离子放电顺序遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。另外，电极材料和离子浓度也会影响放电顺序。

(1)阳极：①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)：电极材料失电子，生成金属阳离子。

②惰性电极(Pt、Au、石墨)：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。

(2)阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3+＞Cu2+＞H＋(酸)＞Fe2+＞Zn2+＞H＋(水)＞Al3+＞Mg2+。

4．惰性电极电解电解质溶液的四种类型

类型

电解质溶液

电极反应式

溶液

pH变化

溶液复

原方法

电解水型

H2SO4(aq)

阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

阴极：4H＋＋4e－===2H2↑

总反应：2H2Oeq\o(=====,\s\up9(电解))2H2↑＋O2↑

减小

加水

NaOH(aq)

增大

KNO3(aq)

不变

电解电解质型

HCl(aq)

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

总反应：2H＋＋2Cl－eq\o(=====,\s\up9(电解))H2↑＋Cl2↑

增大

通入

HCl

气体

CuCl2(aq)

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：Cu2+＋2e－===Cu

总反应：Cu2+＋2Cl－eq\o(=====,\s\up9(电解))Cu＋Cl2↑

—

加CuCl2

固体

放氢生碱型

NaCl(aq)

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

总反应：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up9(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－

增大

通入

HCl

气体

放氧生酸型

AgNO3(aq)

阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag

总反应：4Ag＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up9(电解))4Ag＋O2↑＋4H＋

减小

加入

Ag2O

固体

正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)电解质溶液导电、金属导电都是物理变化。(×)

(2)电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极。(×)

(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(√)

(4)电解稀硫酸制备H2、O2时用Cu作电极。(×)

(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(×)

(6)电解盐酸、稀硫酸过程中H＋放电，溶液pH逐渐变大。(×)

题组一电解池的工作原理

1．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是(D)

A．电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极

B．a、c两极产生气体的物质的量相等

C．SOeq\o\al(2-,4)向b电极移动，Cl－向c电极移动

D．通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极附近会变红

解析：电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生O2，c极产生Cl2，根据得失电子守恒O2～2Cl2～4e－，O2和Cl2的物质的量之比为1∶2，故B错误；阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以SOeq\o\al(2-,4)向a电极移动，Cl－向c电极移动，故C错误；d极是阴极，电极反应式可表示为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以滴入酚酞溶液d极附近会变红，故D正确。

2．(2022·海南卷)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。

下列有关说法正确的是(A)

A．在b电极上，N2被还原

B．金属Ag可作为a电极的材料

C．改变工作电源电压，反应速率不变

D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少

解析：由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2-，a为阳极，电极反应式为2O2-－4e－===O2↑，据此分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，导致电流大小改变，反应速率也会