化学自习室移动版

1.怎样区分原电池和电解池：

   1、只有一个池时，看是否有外接电源，有，就是电解池；没有，一般可能是原电池。

   2、两个（或者三个）池，连成一个回路：比较各池，符合构成原电池条件的那个池是原电池；不符合构成原电池条件的那个（或那两个）池是电解池。【一般不会出现两个池都符合构成原电池条件的情况，因为不可能确定电动势。】【像丹尼尔电池那样有两个容器，并且有盐桥相连的算一个池。】

2.电极：电解池中的电极，只能叫做阳极、阴极，不能叫做正极、负极！哪个是阳极，哪个是阴极，不是由电极材料决定，而是决定于与外接电源的连接：与外接电源的正极直接连接【直接连接的意思是：不通过原电池的内电路，也不通过自己的电解液！但可能通过串联的另一个电解池的电解质溶液。】的电极是阳极（在此电极上发生氧化反应）；与外接电源的负极直接连接的电极是阴极（在此电极上发生还原反应）。蓄电池在充电时，充当电解池。原来的正极必须与充电器（即外接电源）的正极相连接，所以成为阳极；原来的负极必须与充电器的负极相连接，所以成为阴极。【这种接法类同于原电池一文中“外加电流的阴极保护法”，只不过外接电源的电动势大于被充电电池的电动势，所以电路中不是等电势。在此条件下，蓄电池原来放电的反应被迫逆转，变为充电。】

3.电解池的电解质溶液中离子的放电顺序：【放电意思是失电子或得电子，即被氧化或被还原。】

   阳离子（在阴极上的）放电顺序：【倒用金属活动性顺序】Ag⁺、Cu²⁺、H⁺（酸中氢离子）、Fe²⁺、Zn²⁺、H⁺(H₂O中氢离子)、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、Ca²⁺、K^＋【在水溶液中，有下划线的这些离子不可能放电。】【不常用离子未列出】

   阴离子（在阳极上的）放电顺序：S^2－、I^－、Br^－、Cl^－、OH^－、SO₄^2－等含氧酸根离子。

【等浓度时，氢氧根离子的放电顺序在氯离子之前；氯离子浓度较大时（如饱和食盐水）变为上述顺序。】【如果阳极材料是除铂、金以外的金属，如铜、铁等，叫做活性阳极，此条件下，失去电子被氧化的是阳极材料本身，而不再是溶液中的阴离子！！！】【不参加反应的电极材料叫做惰性电极，如石墨、铂。】

4.用惰性电极电解水溶液的七种典型类型详析：

1、电解盐酸：溶液中一共有H⁺、Cl^－、OH^－三种离子。

   阳极：Cl^－先于OH^－放电。2Cl^－－2e－=Cl2↑

   阴极：                  2H^＋+2e^－=H₂↑

   总反应式：2HCl =(电解)=H₂↑+ Cl₂↑

   电解盐酸（代表无氧酸溶液），溶质被电解。电解一段时间后，溶液浓度减小，pH值升高。

2、电解氯化铜溶液：溶液中一共有H⁺、Cu^2＋、Cl^－、OH^－四种离子。

   阳极：Cl^－先于OH^－放电。2Cl^－－2e－=Cl₂↑

   阴极：Cu^2＋先于H^＋放电。Cu^2＋+2e^－=Cu↓（附着在碳棒上）

   总反应式：CuCl₂=(电解)=Cu↓+ Cl₂↑

   电解氯化铜溶液（代表铝后金属的无氧酸盐溶液），溶质被电解。电解一段时间后，溶液浓度减小，pH值升高（考虑铜离子的水解，不考虑氯气的溶解）（如果考虑氯气的溶解则会降低）。

3、电解稀硫酸：溶液中一共有H⁺、SO₄^2－、OH^－三种离子。

   阳极：OH^－先于SO₄^2－放电。4OH^－－4e－=2H₂O+O₂↑

   阴极：                    4H^＋+4e^－=2H₂↑

   总反应式：2H₂O =(电解)=2H₂↑+O₂↑

   电解稀硫酸（代表含氧酸溶液），溶剂-水被电解。电解一段时间后，溶液浓度增大，pH值减小。

【为什么1中，放电的氢离子就认为是盐酸中的，而3中就认为是水中的？这是因为溶质、溶剂都能够电离出氢离子，究竟电解时消耗的是哪一种，取决于同时被电解的阴离子，1中同时被电解的阴离子是溶质中的氯离子，所以合起来就是电解溶质；3中同时被电解的阴离子是水中的氢氧根离子，所以合起来就是电解水。】

4、电解氢氧化钠溶液：溶液中一共有H⁺、Na⁺、OH^－三种离子。

   阳极：4OH^－－4e^－=2H₂O+O₂↑

   阴极：H^＋先于Na^＋放电。 4H^＋+4e^－=2H₂↑

   总反应式：2H₂O =(电解)=2H₂↑+O₂↑

   电解氢氧化钠溶液（代表强碱溶液），溶剂-水被电解。电解一段时间后，溶液浓度增大，pH值升高。

5、电解硫酸钠溶液：溶液中一共有H⁺、Na⁺、SO₄^2－、OH^－四种离子。

   阳极：OH^－先于SO₄^2－放电。4OH^－－4e^－=2H₂O+O₂↑

   阴极：H^＋先于Na^＋放电。 4H^＋+4e^－=2H₂↑

   总反应式：2H₂O =(电解)=2H₂↑+O₂↑

   电解硫酸钠溶液（代表水前金属的含氧酸盐溶液），溶剂-水被电解。电解一段时间后，溶液浓度增大，pH值变化决定于原溶液的酸碱性：酸性的（如硫酸铝）略减小；中性的仍然是中性（如硫酸钠）；碱性的略增大（如碳酸钠）。

6、电解饱和食盐水：溶液中一共有H⁺、Na⁺、Cl^－、OH^－四种离子。

   阳极：Cl^－先于OH^－放电。2Cl^－－2e^－=Cl₂↑

   阴极：H^＋先于Na^＋放电。 4H^＋+4e^－=2H₂↑

   总反应式：2NaCl+2H₂O=(电解)= Cl₂↑+H₂↑+2NaOH

   电解饱和食盐水(代表水前金属的无氧酸盐溶液），溶质溶剂都被电解，生成碱。

7、电解硫酸铜溶液：溶液中一共有H⁺、Cu^2＋、SO₄^2－、OH^－四种离子。

   阳极：OH^－先于SO₄^2－放电。4OH^－－4e－=2H₂O+O₂↑

   阴极：Cu^2＋先于H^＋放电。Cu^2＋+2e^－=Cu↓（附着在碳棒上）

   总反应式：CuSO₄+2H₂O=(电解)= O₂↑+H₂SO4+Cu↓

   电解硫酸铜溶液(代表氢后金属的含氧酸盐溶液），溶质溶剂都被电解，生成酸。

【以上反应中，无论总反应如何，只要阳极上氢氧根离子放电，阳极区氢离子过剩，阳极区pH就减小；只要阴极上氢离子放电，阴极区氢氧根离子过剩，阴极区pH就增大。所以在实际化工生产中，总是阳极（室）出酸；阴极（室）出碱。】

5.电解原理的应用疑问解析：

   1、氯碱工业：利用电解饱和食盐水的原理，来制取氯气和烧碱(氢气是副产品)的无机化学工业。

    ①为什么食盐水必须是饱和的？前面已经提到过，在等浓度时，氢氧根离子先于氯离子放电。为了保证在阳极上只生成氯气，不生成氧气，就要尽量增大氯离子的浓度，以增强其还原性。

    ②为什么食盐水必须精制？怎样精制？粗盐水中含有泥沙等不溶物，含有镁离子、钙离子、铁离子等在碱性环境中能够生成沉淀的物质，这些不溶性物质会堵塞隔膜或者离子交换膜的微孔，还含有影响烧碱溶液纯度的硫酸根离子，所以进入电解槽之前必须将它们除去，这个除杂过程就叫做精制。精制方法步骤是：

   Ⅰ、加入过量的BaCl₂（沉淀SO₄^2－)；

   Ⅱ、加入过量的Na₂CO₃（沉淀Mg^2＋，Ca^2＋，Ba^2＋，Fe^3＋）；

   Ⅲ、加入过量的NaOH（进一步沉淀Mg^2＋）；

   Ⅳ、过滤；Ⅴ、加入适量的盐酸，调pH至等于7（除去CO₃^2－，OH^－）；

   Ⅵ、通过Na^＋型阳离子交换树脂（进一步除去杂质阳离子）。

   【这个知识点的考题，通常是考查试剂加入的顺序。前面所述顺序不是死的，但必须符合以下原则：碳酸钠要在氯化钡后面加入（不一定紧邻）；过滤要在沉淀剂全部加入以后，加盐酸以前；加盐酸必须是适量（不能过量），是最后一步。】

    ③如果在烧杯中电解饱和食盐水，生成物是什么？在烧杯中电解饱和食盐水，由于阳极室和阴极室不分，所以阳极上产生的氯气能够与阴极上产生的氢氧化钠反应，（假设反应完全）生成氯化钠、次氯酸钠和水，这个反应方程式和原来的电解反应方程式相加得：NaCl+H₂O=(电解)=NaClO+H₂↑  即得到的是氯化钠（未反应的）和次氯酸钠的混合溶液。

   2、电解法冶炼铝：

    ①冶炼钠、镁都是电解它们熔融的氯化物，为什么冶炼铝不电解熔融的氯化铝？因为氯化铝是共价化合物，熔融状态不能够导电。

    ②电解熔融的氧化铝时，为什么要加入冰晶石（Na₃AlF₆读作六氟合铝酸三钠作为助熔剂，可以降低氧化铝的熔解温度)。

    ③电解熔融的氧化铝时，阳极材料是惰性的石墨，为什么还会消耗？因为电解槽中的温度是高温，石墨是红热的，可以和阳极产物氧气反应而被消耗。

   3、电镀：

    ①怎样能够记住什么做阳极，什么做阴极，什么做电解液？首先，要懂得以下名词：要把A物体的表面镀一层B金属，A叫做“镀件”，B叫做“镀层金属”；其次要知道在电解池中，活性阳极（除铂、金以外的金属阳极）一般是被溶解，而阴极上可以析出金属（包裹在阴极表面），析出的金属原来是以阳离子形式存在于溶液中；最后一点是“电镀液的浓度不变”，就是说，从溶液中析出的金属（阳离子）会得到补充。这样一来，就能够说出A（“镀件”）做阴极，B（“镀层金属”）做阳极，含B离子的盐溶液（如硝酸B）做电解液了。

   ②电镀液的浓度真的不变吗？不可能。因为做阳极的金属不可能是绝对纯的，杂有的其它金属也可能放电进入溶液，所以会略微减小。【生产上使用的电镀液成分很多，按照课本上简单方法电镀，镀层是不牢固的。】

   ③电镀的总方程式是什么?电镀没有总方程式。因为从始终态来看，相当于把阳极上剥下一层金属来，裹到阴极上，好像根本没有发生化学变化。

   4、电解精炼铜：

    ①电解精炼铜实质也是电镀，对吗？从化学原理来说，是对的，可以看成是往铜上面镀铜。所以可以仿照上一条记忆相关知识。

    ②电解精炼铜是怎样做到精炼的？它是利用了金属的还原性越强，相应阳离子的氧化性就越弱这条原理的。也就是说，在阳极上，粗铜中比铜活泼的金属，进入溶液后析出要在铜离子之后（即理论上不析出），粗铜中比铜不活泼的金属（如银、金），溶解要在铜之后（即理论上不溶解，成为阳极泥。）。

    ③为什么电解精炼铜中，就说电解液浓度会减小？这是为了强调粗铜中含有杂质金属，实际上阳极材料也比电镀池中的阳极材料纯度小。