【正文】 排盡溶液中的氧氣，防止生成Fe(OH)2在溶液中氧化（1分） (4)BC（2分）　　(5)白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色（2分） 【內(nèi)容講解】一、什么是電解　　初中我們就知道，電解水可以得到氫氣和氧氣，體積比為2：1。那么，對(duì)水通電后，水為什么會(huì)分解呢？　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1） 微觀解釋：　　水存在微弱的電離：H2OH++ OH—　　通電前：H+和OH自由移動(dòng)　　通電后：由于電性相吸的原理，H+定向移動(dòng)到陰極（電源的負(fù)極）， OH定向移動(dòng)到陽極（電源的正極）　　放電：H+從負(fù)極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；　　4H++4e=2H2↑　　OH在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)：　　4OH4e=O2↑+2H2O　　失去的電子由外導(dǎo)線流回電源的正極　　（2）結(jié)果：水被電解：2H2O2H2↑+O2↑　?。?）電解中的一些基本概念　?、匐娊猓弘娏魍ㄟ^電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程稱為電解。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是電解的過程?！　、陉枠O：與電源的正極相連的極板　　③陰極：與電源的負(fù)極相連的極板　?、芊烹姡和姇r(shí)，陰離子到陽極失電子和陽離子到陰極得電子的過程　　⑤電極材料：與原電池不同，電解所用的電極材料通常是兩根一樣的惰性電極（如石墨或鉑），也可以在陽極使用金屬電極。　?、揠娊獬兀簩㈦娔苻D(zhuǎn)化呈化學(xué)能的裝置?！　。?）電解和電離、鹽的水解的區(qū)別　　電離是指電解質(zhì)本身在水的作用下變成離子的過程，它的主體是所有的電解質(zhì)（酸，堿，鹽，水），如NaCl=Na++Cl；鹽的水解是指鹽的離子和水電離出的H+或者OH反應(yīng)生成弱電解質(zhì)（弱酸或弱堿）的過程，是中和反應(yīng)的逆過程，它的主體是含有弱酸陰離子或弱堿陽離子（有弱）的鹽，　　如CO32+H2OHCO3+OH；電解是指電解質(zhì)溶液在通電情況下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，它的主體是電解質(zhì)和水。電解的前提是電解質(zhì)的電離。　　這三個(gè)化學(xué)專有名詞由于都和電解質(zhì)有關(guān)，所以在使用的時(shí)候要注意區(qū)分，不要混淆?！　。?）電解的意義　　電解是一種最強(qiáng)大的氧化還原手段，可以讓得電子能力非常弱的離子（如Na+）得到電子，正是應(yīng)用了電解原理，人類才能將Na，K，Al等非?；顫姷慕饘購乃鼈兊幕衔镏蟹蛛x出來加以利用。電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，可以看做是電池反應(yīng)的逆過程，不能自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過電解變得可以發(fā)生?！　《?、電解的類型　　電解CuCl2溶液－只有電解質(zhì)參加的反應(yīng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　溶液中的陽離子有：Cu2+，H+　　溶液中的陰離子有：Cl，OH　　在電場(chǎng)作用下，陽離子（Cu2+，H+）向陰極（電源的負(fù)極）移動(dòng)，陰離子（Cl，OH）向陽極（電源的正極）移動(dòng)。Cu2+得電子能力大于H+，Cl失電子能力大于OH。　　陰極反應(yīng)：Cu2++2e－=Cu，　　陽極反應(yīng)：2Cl2e－=Cl2，　　總反應(yīng)：CuCl2Cu+Cl2?！　‰娊馑挥兴畢⒓拥姆磻?yīng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　溶液中的陽離子有：H+　　溶液中的陰離子有：OH　　陽極：4OH4e－=2H2O+O2　　陰極：4H++4e－=2H2　　總反應(yīng)：2H2O2H2+O2　　注意：電解H2SOKOH、NaNO3等溶液時(shí)，因?yàn)镾O4NO3的失電子能力沒有OH強(qiáng)，K+的得電子能力沒有H+強(qiáng)，即使?jié)舛群艽?，也不?huì)在陽極或陰極放電。所以相當(dāng)于電解水?！　‰娊馐雏}水－水和電解質(zhì)均參加反應(yīng)　　溶液中的陽離子有：Na+，H+　　溶液中的陰離子有：Cl，OH　　陽極：2Cl2e－=Cl2，　　陰極：2H++2e－=H2　　總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH　　電解過程中H+得電子變?yōu)镠2，破壞水的電離平衡，H2OH++OH，　　水的電離平衡正向移動(dòng)，c(OH)濃度增大，溶液pH值增大，最終的溶液是NaOH溶液。該反應(yīng)可以獲得H2，Cl2，NaOH，HCl等多種化工原料，是氯堿工業(yè)主要的反應(yīng)依據(jù)，在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要的意義。　　注意，若電解的是熔融狀態(tài)的NaCl，則產(chǎn)物是金屬Na和Cl2?！　〗饘僮麝枠O－電極參加反應(yīng)（電鍍的原理）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　金屬作陽極時(shí)，金屬比任何陰離子都更容易失電子，所以陽極反應(yīng)是金屬失電子變成金屬陽離子，而不是陰離子失電子?！　￡枠O反應(yīng)：Cu2e－=Cu2+　　陰極反應(yīng)：2H+2e－=H2，　　總反應(yīng)：Cu+2H+Cu2++H2，　　利用這一特性，我們可以選用含有陽極金屬的鹽溶液作電解液，通電時(shí)陽極金屬不斷溶解，電解質(zhì)中的金屬陽離子不斷運(yùn)動(dòng)到陰極放電，在陰極上會(huì)析出非常純的金屬，這就是電鍍和粗銅精練的原理。三、電極產(chǎn)物的判斷－離子放電順序　　總原則：陽離子放電過程是得電子的過程，氧化性強(qiáng)的陽離子比氧化性弱的陽離子更容易在陰極放電。　　同理，陰離子放電過程是失電子的過程，還原性強(qiáng)的陰離子比還原性弱的陰離子更溶液在陽極放電?！　?1) 陰極產(chǎn)物判斷：陽離子放電順序(得電子能力)：　　(K+，Ca2+，Na+，Mg2+，Al3+)＜H+＜Cu2+＜Hg2+＜Ag+　　注意：K+，Ca2+，Na+，Mg2+，Al3+等離子在電解中不會(huì)放電?！　?2)陽極產(chǎn)物判斷　　首先看電極，如果是金屬電極，則電極材料失電子，電極溶解，溶液中的陰離子不放電。如果是惰性電極(鉑或石墨)，則根據(jù)陰離子放電順序判斷．　　陰離子放電順序（失電子能力）：　　F＜含氧酸根離子＜OH＜Cl＜Br＜I＜S2＜金屬　　可以看出來，放電順序?qū)嶋H上是氧化性和還原性的強(qiáng)弱順序，學(xué)習(xí)時(shí)可根據(jù)金屬活動(dòng)順序表寫出?！　∽⒁庖陨戏烹婍樞蚴窃谝欢囟群蜐舛鹊娜芤褐袦y(cè)定出來的，一旦溫度或濃度不同，放電順序會(huì)有所改變。四、用惰性電極進(jìn)行溶液中的電解時(shí)的各種情況　　如果以H+和OH為界限，可以將陰、陽離子分成四個(gè)區(qū)域：　　　　　可以看出：電解AD離子組合和BC離子組合，相當(dāng)于溶質(zhì)和溶劑都參加了反應(yīng)；電解AC組合相當(dāng)于電解水；電解BD組合相當(dāng)于電解電解質(zhì)。因此得出以下的電解質(zhì)溶液電解規(guī)律：　實(shí)例參加電解的物質(zhì)溶液pH使溶液復(fù)原應(yīng)加入物質(zhì)1Na2SO4KNO3H2O不變H2OKOH NaOH增大H2SO4HNO3減小2CuCl2HgCl2電解質(zhì)不變（不考慮水解）CuClHgCl2HCl HBr增大HCl、HBr（氣體）3NaCl KBrH2O+電解質(zhì)增大HCl、HBr（氣體）CuSO4AgNO3減小CuO、Ag2O（或CuCOAg2CO3五、電解的應(yīng)用　　1． 氯堿工業(yè)　　陰極：2H++2e－=H2　　陽極：2Cl2e－=Cl2　　總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2　　2． 電冶金　?。?） 金屬冶煉的本質(zhì)：Mn++ne=M，金屬元素由化合態(tài)被還原成游離態(tài)的過程?！　。?） 金屬冶煉的方法：根據(jù)金屬游離態(tài)氧化性的強(qiáng)弱不同，金屬冶煉一般有以下幾種方法　　　　　　　　　　　（3） 電解法獲得Na、Mg、Al等活潑金屬　　　NaMgAl原料NaClMgCl2Al2O3原料來源海水海水地殼鋁土礦原料處理關(guān)鍵粗鹽提純?nèi)绾潍@得無水MgCl2如何提純鋁土礦如何降低Al2O3熔點(diǎn)陽極反應(yīng)（石墨）2Cl2e=Cl2↑2Cl2e=Cl2↑6O212e=3O2↑陰極反應(yīng)(不銹鋼)2Na++2e=2NaMg2++2e=Mg4Al3++12e=4Al總反應(yīng)電解2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑電解MgCl2(熔融)====2Mg+Cl2↑電解2Al2O3（熔融）==4Al+3O2↑　　3．粗銅精練　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熱還原法得到的粗銅含多種雜質(zhì)，大大降低了Cu的性能，所以必須精煉。精煉時(shí)選用粗銅做陽極，純銅做陰極，CuSO4和H2SO4混合溶液做電解質(zhì)溶液。硫酸的作用一是增強(qiáng)導(dǎo)電性，二是防止生成的Cu氧化：　　陰極：Cu2+(精銅)+2e－=Cu　　陽極：Cu(粗銅)2e－=Cu2+　　粗銅中的雜質(zhì)金屬Ag、Au等由于活潑性比Cu弱，以單質(zhì)形式進(jìn)入到陽極泥中，可以回收利用。Fe、Ni、Zn、Cu等金屬以離子形式進(jìn)入溶液，移動(dòng)到陰極，但由于Fe2+、Ni2+、Zn2+氧化性比Cu2+強(qiáng)，所以只有Cu2+在陰極放電?！　?． 電鍍　　粗銅的精煉相當(dāng)于在純銅上鍍銅。因此只要更換陰極材料，就可以實(shí)現(xiàn)在不同鍍件上鍍銅。這也是電鍍的原理。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　陰極：待鍍件　　陽極：鍍層金屬　　電解質(zhì)：含有鍍層金屬離子的溶液　　陰極：Cu2+(電鍍液)+2e－=Cu　　陽極：Cu(鍍件)2e－=Cu2+六、原電池和電解池的區(qū)別和聯(lián)系　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)特征自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)電極名稱由電極本身決定負(fù)極：相對(duì)較活潑金屬正極：相對(duì)不活潑金屬由電源決定陰極：與負(fù)極相連陽極：與正極相連電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)裝置特征無電源，兩極不同有電源，兩極可以相同，也可以不同電子流動(dòng)方向由負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極由電源負(fù)極通過導(dǎo)線流向陰極，再由陽極通過導(dǎo)線流向電源正極離子流動(dòng)流向陽離子流向正極陰離子流向負(fù)極陽離子流向陰極陰離子流向陽極聯(lián)系兩者均發(fā)生氧化還原反應(yīng)，滿足電子守恒【經(jīng)典例題】　　某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl + 2Ag2AgCl + H2↑能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，如下圖所示，你認(rèn)為可行的方案是　　　　　　　　【解析】Ag與鹽酸的反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng)，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成電解池，Ag做陽極，碳棒做陰極，鹽酸做電解質(zhì)溶液，陽極反應(yīng)：2Ag2e=2Ag+，陰極反應(yīng)：2H++2e=H2↑　　總反應(yīng)2HCl + 2Ag2AgCl + H2↑　　【答案】C　　　　 NaBr混合溶液，分析其中電解過程?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　窘馕觥拷鉀Q電解問題的分析思路是：　　（1） 電解質(zhì)溶液中的離子是什么？　　考慮CuClNaBr和水的電離，溶液中有陽離子Cu2+、Na+、H+，陰離子Cl、Br、OH；　?。?） 通電后離子的移動(dòng)方向是什么？　　陽離子Cu2+、Na+、H+移向陰極，陰離子Cl、Br、OH移向陽極；　?。?） 離子移動(dòng)到電極后放電的順序是什么？產(chǎn)物是什么？　　根據(jù)陰離子放電順序：Br＞Cl＞OH，陽極產(chǎn)物依次是BrClO2；　　根據(jù)陽離子放電順序：Cu2+＞H+＞Na+（不放電），陰極產(chǎn)物依次是Cu、H2；　　（4） 定量計(jì)算　　陽極：2Br2e=Br2 mol Br2　　2Cl2e=Cl2 Cl2　　4OH4e=O2+2H2O ， O2　　陰極：Cu2++2e=Cu + mol Cu　　 2H++2e=H2+ mol H2　　 NaOH的溶液。　　下圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2　　【解析】a極板質(zhì)量增加，所以a極板一定為陰極，b極產(chǎn)生無色氣體，　　選項(xiàng)C電解池中a與電源正極相接為陽極，所以排除。B選項(xiàng)中在a極表面2H++2e=H2與題意不符。D選項(xiàng)中在b極板2Cl2e=Cl2，放出的氣體有色有味與要求不符。只有A項(xiàng)：　　a極：　　b極：　　【答案】A【內(nèi)容講解】一、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)　　【實(shí)驗(yàn)】將Zn片插入CuSO4溶液中　　【現(xiàn)象】Zn片上有銅析出　　【反應(yīng)】Zn+Cu2+=Zn2++Cu　　【分析】Zn和析出的Cu在CuSO4溶液中構(gòu)成原電池，但電流無法利用。　　【結(jié)論】相當(dāng)于短路。二、單液電池的產(chǎn)生　　【實(shí)驗(yàn)】如圖所示，將Zn片和Cu片用導(dǎo)線連接放入CuSO4溶液中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【現(xiàn)象】Cu片上有紅色物質(zhì)析出，導(dǎo)線中連接的燈泡亮了。　　【反應(yīng)】Zn片：Zn2e=Zn2+氧化反應(yīng)　　Cu片：Cu2++2e=Cu 還原反應(yīng)　　總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu　　【分析】Zn片和Cu片在電解質(zhì)溶液中存在電勢(shì)差，Zn片電勢(shì)低，電子會(huì)通過導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)到Cu片上，Cu2+在Cu片上得到電子生成Cu。電子由Zn片到Cu片的定向移動(dòng)形成了電流?！　　拘〗Y(jié)】原電池是一個(gè)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置原電池形成的條件：　?、儆须娮愚D(zhuǎn)移利用自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)　?、谟须娮佣ㄏ蜣D(zhuǎn)移形成電勢(shì)差活潑性不同的兩種金屬材料做電極（其中一極可用導(dǎo)電的石墨代替）　?、塾须娮映掷m(xù)不斷的定向轉(zhuǎn)移形成閉合回路（外電路由導(dǎo)線連接，內(nèi)電路由電解質(zhì)溶液連接）原電池工作原理：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　電子由負(fù)極(Zn片)沿導(dǎo)線流向正極(Cu片)，H+在正極(Cu片)上得電子產(chǎn)生氫氣。Zn溶解產(chǎn)生的Zn2+