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電解池精煉銅的實驗裝置
發布時間：2022-11-28 03:57:27❶ 電化學知識點總結
電化學知識點總結
電化學是化學知識中的一個重要考點，我們應該怎麼進行相關知識點的掌握呢?下面是我為大家帶來的電化學知識點總結，希望對大家有所幫助。
電化學知識點總結1
一、原電池
課標要求
1、掌握原電池的工作原理
2、熟練書寫電極反應式和電池反應方程式
要點精講
1、原電池的工作原理
(1)原電池概念：化學能轉化為電能的裝置，叫做原電池。
若化學反應的過程中有電子轉移，我們就可以把這個過程中的電子轉移設計成定向的移動，即形成電流。只有氧化還原反應中的能量變化才能被轉化成電能;非氧化還原反應的能量變化不能設計成電池的形式被人類利用，但可以以光能、熱能等其他形式的能量被人類應用。
(2)原電池裝置的構成
①有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導體)作電極。
②電極材料均插入電解質溶液中。
③兩極相連形成閉合電路。
(3)原電池的工作原理
原電池是將一個能自發進行的氧化還原反應的氧化反應和還原反應分別在原電池的負極和正極上發生，從而在外電路中產生電流。負極發生氧化反應，正極發生還原反應，簡易記法：負失氧，正得還。
2、原電池原理的應用
(1)依據原電池原理比較金屬活動性強弱
①電子由負極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負極，二者是相反的。
②在原電池中，活潑金屬作負極，發生氧化反應;不活潑金屬作正極，發生還原反應。
③原電池的正極通常有氣體生成，或質量增加;負極通常不斷溶解，質量減少。
(2)原電池中離子移動的方向
①構成原電池後，原電池溶液中的陽離子向原電池的正極移動，溶液中的陰離子向原電池的負極移動;
②原電池的外電路電子從負極流向正極，電流從正極流向負極。
註：外電路：電子由負極流向正極，電流由正極流向負極;
內電路：陽離子移向正極，陰離子移向負極。
3、原電池正、負極的判斷方法：
(1)由組成原電池的兩極材料判斷
一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。
(2)根據電流方向或電子流動方向判斷。
電流由正極流向負極;電子由負極流向正極。
(3)根據原電池裡電解質溶液內離子的流動方向判斷
在原電池的電解質溶液內，陽離子移向正極，陰離子移向負極。
(4)根據原電池兩極發生的變化來判斷
原電池的負極失電子發生氧化反應，其正極得電子發生還原反應。
(5)根據電極質量增重或減少來判斷。
工作後，電極質量增加，說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電，電極活動性弱;反之，電極質量減小，說明電極金屬溶解，電極為負極，活動性強。
(6)根據有無氣泡冒出判斷
電極上有氣泡冒出，是因為發生了析出H2的電極反應，說明電極為正極，活動性弱。
本節知識樹
原電池中發生了氧化還原反應，把化學能轉化成了電能。
二、化學電源
課標要求
1、了解常見電池的種類
2、掌握常見電池的工作原理
要點精講
1、一次電池
(1)普通鋅錳電池
鋅錳電池是最早使用的干電池。鋅錳電池的電極分別是鋅(負極)和碳棒(正極)，內部填充的是糊狀的MnO2和NH4Cl。電池的兩極發生的反應是：
(2)鹼性鋅錳電池
用KOH電解質溶液代替NH4Cl作電解質時，無論是電解質還是結構上都有較大變化，電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高。它的電極反應如下：
(3)銀鋅電池――紐扣電池
該電池使用壽命較長，廣泛用於電子表和電子計算機。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液。其電極反應式為：
(4)高能電池――鋰電池
該電池是20世紀70年代研製出的一種高能電池。由於鋰的相對原子質量很小，所以比容量(單位質量電極材料所能轉換的電量)特別大，使用壽命長。
如作心臟起搏器的鋰碘電池的電極反應式為：
2、二次電池
原理：充電電池在放電時進行的氧化還原反應在充電時又逆向進行，生成物重新轉化為反應物，使充電放電可在一定時期內循環進行。
鉛蓄電池
構成：該電池以Pb和PbO2作電極材料，硫酸作電解質溶液。
放電時二氧化鉛電極上發生還原反應，鉛電極上發生氧化反應。充電時二氧化鉛電極上發生氧化反應，鉛電極上發生還原反應。
3、氫氧燃料電池
(1)氫氧燃料電池的構造
在氫氧燃料電池中，電解質溶液為KOH溶液。石墨為電極，H2和O2或空氣)源源不斷地通到電極上。
(2)氫氧燃料電池的優點是產物只有水，不產生污染物。
本節知識樹
根據原電池的工作原理，設計了各種用途的原電池產品。需要了解常見電池的基本構造、工作原理、性能和使用范圍。
三、電解池
課標要求
1、掌握電解池的工作原理
2、能夠正確書寫電極反應式和電解池反應方程式
3、了解電解池、精煉池、電鍍池的原理
要點精講
1、電解原理
(1)電解的含義：使電流通過電解質溶液(或熔化的電解質)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解，這種把電能轉變成化學能的裝置叫做電解池。
(2)構成電解池的條件
①直流電源。
②兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。
③電解質溶液或熔融態電解質用石墨、金、鉑等製作的電極叫做惰性電極，因為它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用還原性較強的材料製作的電極叫做活性電極，它們作電解池的陽極時，先於其他物質發生氧化反應。
(3)陰、陽極的`判斷及反應原理
與電源的正極相連的電極為陽極。陽極如果是活潑的金屬電極，則金屬失去電子生成金屬陽離子;陽極如果不能失去電子，則需要溶液中能失去電子(即具有還原性)的離子在陽極表面失去電子，發生氧化反應。
與電源的負極相連的電極為陰極。陰極如果是具有氧化性的物質，則陰極本身得到電子，發生還原反應，生成還原產物;陰極如果不能得到電子，則溶液中的離子在陰極表面得電
子，發生還原反應(如下圖所示)
2、電解原理的應用
(1)電解飽和食鹽水以制備燒鹼、氯氣和氫氣
①電解飽和食鹽水的反應原理
②離子交換膜法電解制燒鹼的主要生產流程
(2)電鍍
①電鍍的含義：電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。
②電鍍的目的：電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。
③電鍍特點：「一多、一少、一不變」。一多指陰極上有鍍層金屬沉積，一少指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變指電解液濃度不變。
(3)電鍍的應用――銅的電解精煉
①電解法精煉銅的裝置
②電解法精煉銅的化學原理
電解精煉是一種特殊的電解池。電解精煉中的兩個電極都是同種金屬單質，陽極是純度較低的金屬單質，陰極是純度較高的金屬單質。
(3)電冶金
原理：化合態的金屬陽離子，在直流電的作用下，得到電子，變成金屬單質。
本節知識樹
化學能與電能可以相互轉化。電能轉化為化學能的反應為電解反應，實現電能轉化成化學能的裝置叫電解池。
原電池與電解池比較
四、金屬的電化學腐蝕與防護
課標要求
①能夠解釋金屬電化學腐蝕的原因
②了解金屬腐蝕的危害
③掌握金屬腐蝕的防護措施
要點精講
1、金屬的腐蝕
(1)定義：金屬的腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。
(2)分類：由於金屬接觸的介質不同，發生腐蝕的情況也不同，一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
①化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質直接發生反應而引起的腐蝕叫做化學腐蝕。化學腐蝕過程中發生的化學反應是普通的氧化還原反應，而不是原電池反應，無電流產生。
②電化學腐蝕：不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應。比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。
(3)電化學腐蝕
電化學腐蝕，實際上是由大量的微小的電池構成微電池群自發放電的結果。
①析氫腐蝕
鋼鐵在潮濕的空氣中表面會形成一薄層水膜，在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜，與鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成了原電池。這無數個微小的原電池遍布鋼鐵表面，在這些原電池裡，鐵是負極，碳是正極。若電解質溶液酸性較強則發生析氫腐蝕。
②吸氧腐蝕
金屬表面酸性較弱或呈中性時，溶解在溶液中的氧氣與水結合，生成OH-，消耗了氧氣，從而使得溶液不斷吸收空氣中的氧氣而發生吸氧腐蝕。
2、金屬的防護
金屬防護的目的就是防止金屬的腐蝕。金屬的防護要解決的主要問題就是使金屬不被氧化。
(1)犧牲陽極的陰極保護法
將被保護的金屬與更活潑的金屬連接，構成原電池，使活潑金屬作陽極被氧化，被保護的金屬作陰極。
(2)外加電源的陰極保護法
利用外加直流電，負極接在被保護金屬上成為陰極，正極接其他金屬。
(3)非電化學防護法
①非金屬保護層②金屬保護層③金屬的鈍化
3、判斷金屬活動性強弱的規律
(1)金屬與水或酸的反應越劇烈，該金屬越活潑。
(2)金屬對應的最高價氧化物的水化物的鹼性越強，該金屬越活潑。
(3)一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換出來，則該金屬比另一種金屬更活潑。
(4)兩金屬構成原電池時，作負極的金屬比作正極的金屬更活潑。
(5)在電解的過程中，一般地先得到電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活潑性比後得到電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活潑性弱。
本節知識樹
在揭示金屬腐蝕的嚴重性和危害性的基礎上，分析發生金屬腐蝕的原因，探討防止金屬腐蝕的思路和方法。
電化學知識點總結2
一、原電池的原理
1．構成原電池的四個條件（以銅鋅原電池為例）
①活撥性不同的兩個電極 ②電解質溶液 ③自發的氧化還原反應 ④形成閉合迴路
2．原電池正負極的確定
①活撥性較強的金屬作負極，活撥性弱的金屬或非金屬作正極。
②負極發生失電子的氧化反應，正極發生得電子的還原反應
③外電路由金屬等導電。在外電路中電子由負極流入正極
④內電路由電解液導電。在內電路中陽離子移向正極，陰離子會移向負極區。
Cu－Zn原電池：負極: Zn-2e=Zn2+ 正極：2H+ +2e=H2↑ 總反應：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑
氫氧燃料電池，分別以OH和H2SO4作電解質的電極反應如下：
鹼作電解質：負極：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正極：O2+4e-+2 H2O=4OH-
酸作電解質：負極：H2—2e-=2H+ 正極：O2+4e-+4H+=2 H2O
總反應都是：2H2+ O2=2 H2O
二、電解池的原理
1．構成電解池的四個條件（以NaCl的電解為例）
①構成閉合迴路 ②電解質溶液 ③兩個電極 ④直流電源
2．電解池陰陽極的確定
①與電源負極相連的一極為陰極，與電源正極相連的一極為陽極
②電子由電源負極→ 導線→ 電解池的陰極→ 電解液中的（被還原），電解池中陰離子（被氧化）→ 電解池的陽極→導線→電源正極
③陽離子向負極移動；陰離子向陽極移動
④陰極上發生陽離子得電子的還原反應，陽極上發生陰離子失電子的氧化反應。
注意：在惰性電極上，各種離子的放電順序
三．原電池與電解池的比較
原電池電解池
（1）定義化學能轉變成電能的裝置電能轉變成化學能的裝置
（2）形成條件合適的電極、合適的電解質溶液、形成迴路電極、電解質溶液（或熔融的電解質）、外接電源、形成迴路
（3）電極名稱負極正極陽極陰極
（4）反應類型氧化還原氧化還原
（5）外電路電子流向負極流出、正極流入陽極流出、陰極流入
四、在惰性電極上，各種離子的放電順序：
1、放電順序：
如果陽極是惰性電極（Pt、Au、石墨），則應是電解質溶液中的離子放電，應根據離子的放電順序進行書寫書寫電極反應式。
陰極發生還原反應，陽離子得到電子被還原的順序為：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸電離出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水電離出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞+。
陽極（惰性電極）發生氧化反應，陰離子失去電子被氧化的順序為：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水電離的OH-＞含氧酸根離子＞F-。
（註：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+這些活潑金屬陽離子不被還原，這些活潑金屬的冶煉往往採用電解無水熔融態鹽或氧化物而製得）。
2、電解時溶液pH值的變化規律
電解質溶液在電解過程中，有時溶液pH值會發生變化。判斷電解質溶液的pH值變化，有時可以從電解產物上去看。
①若電解時陰極上產生H2，陽極上無O2產生，電解後溶液pH值增大；
②若陰極上無H2，陽極上產生O2，則電解後溶液pH值減小；
③若陰極上有，陽極上有，且V O2＝2 V H2，則有三種情況：a 如果原溶液為中性溶液，則電解後pH值不變；b 如果原溶液是酸溶液，則pH值變小；c 如果原溶液為鹼溶液，則pH值變大；
④若陰極上無H2，陽極上無O2產生，電解後溶液的pH可能也會發生變化。如電解CuCl2溶 液（CuCl2溶液由於Cu2+水解顯酸性），一旦CuCl2全部電解完，pH值會變大，成中性溶液。
3、進行有關電化學計算，如計算電極析出產物的質量或質量比，溶液pH值或推斷金屬原子量等時，一定要緊緊抓住陰陽極或正負極等電極反應中得失電子數相等這一規律。
五、電解原理的應用
（1）製取物質：例如用電解飽和食鹽水溶液可製取氫氣、氯氣和燒鹼。
（2）電鍍：應用電解原理，在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。
（3）精煉銅：以精銅作陰極，粗銅作陽極，以硫酸銅為電解質溶液，陽極粗銅溶解，陰極析出銅，溶液中Cu2+濃度減小
（4）電冶活潑金屬：電解熔融狀態的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質。
六、電解舉例
（1）電解質本身：陽離子和陰離子放電能力均強於水電離出H+和OH －。如無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽。
①HCl（aq）：陽極（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 陰極（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑
總方程式 2HCl H2↑＋Cl2↑
②CuCl2（aq）：陽極（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 陰極（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu
總方程式 CuCl2 Cu＋Cl2↑
（2）電解水：陽離子和陰離子放電能力均弱於水電離出H+和OH －。如含氧酸、強鹼、活潑金屬的含氧酸鹽。
①H2SO4（aq）：陽極（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 陰極（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑
總方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑
②NaOH（aq）：陽極（OH－）4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 陰極：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑
總方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑
③Na2SO4（aq）：陽極（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑陰極：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑
總方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑
（3）電解水和電解質：陽離子放電能力強於水電離出H+，陰離子放電能力弱於水電離出OH－，如活潑金屬的無氧酸鹽；陽離子放電能力弱於水電離出H+，陰離子放電能力強於水電離出OH －，如不活潑金屬的含氧酸鹽。
①NaCl（aq）：陽極（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 陰極：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑
總方程式 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②CuSO4（aq）：陽極（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 陰極（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu
總方程式 2CuSO4＋2H2O 2Cu＋2H2SO4＋O2↑
;❷ 精煉銅裝置
（1）a連接電源的正極，為電解池的陽極，應為粗銅，故答案為：粗銅；
（2）合上電鍵S，b為陰極，發生還原反應，生成銅，電極方程式為Cu 2+ +2e - ═Cu，故答案為：Cu 2+ +2e - ═Cu．
❸ 介紹一下精煉銅的過程
銅的電解提純：將粗銅（含銅99％）預先製成厚板作為陽極，純銅製成薄片作陰極，以硫酸(H2SO4)和硫酸銅(CuSO4)的混和液作為電解液。通電後,銅從陽極溶解成銅離子(Cu)向陰極移動，到達陰極後獲得電子而在陰極析出純銅（亦稱電解銅）。粗銅中雜質如比銅活潑的鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子（Zn和Fe）。由於這些離子與銅離子相比不易析出，所以電解時只要適當調節電位差即可避免這些離子在陽極上析出。比銅不活潑的雜質如金和銀等沉積在電解槽的底部。 這樣生產出來的銅板，稱為「電解銅」，質量極高，可以用來製作電氣產品。
電解精煉銅的純度可達99.95%，是相當純的銅了。
❹ 銅的電解精煉
銅的電解精煉是在電解池中進行的。電解池和原電池的原理正好是相反的。電解池是是把電能轉化為化學能的裝置。粗銅做陽極，精銅做陰極，硫酸銅溶液作電解質溶液 。當進行電解時，陽極的粗銅溶解，變成銅離子進入溶液，然後，銅離子在陰極得到電子，變成銅單質從陰極析出，達到電解精煉的目的。
❺ 如圖為相互串聯的甲乙兩個電解池，請回答：（1）甲池為用電解原理精煉銅的裝置，A極材料是______，電極反
圖示是兩個串聯的電解池，依據電源判斷A為陰極，B為陽極，Fe為陰極，C為陽極；
（1）依據電解原理精煉銅的裝置是粗銅做陽極，精銅做陰極；含銅離子的溶液做電解質溶液；所以A極是陰極；材料是精銅；電極反應為：Cu2++2e-=Cu；B為陽極；材料是粗銅；電極反應主要為：Cu-2e-=Cu2+；電解質溶液是CuSO4溶液；
故答案為：精銅；Cu2++2e-=Cu；粗銅；CuSO4溶液；
（2）乙池中是電解飽和食鹽水，溶液中的氫離子在陰極得到電子發生還原反應生成氫氣，破壞了水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，遇酚酞變紅，即Fe電極附近變紅；
故答案為：紅；2H++2e-=H2↑；
（3）甲池是精煉銅，增重12.8g是銅的質量，物質的量為0.2mol，轉移電子物質的量為0.4mol；根據電解反應過程中電極上的電子守恆計算可知；乙槽陽極電極反應為：2Cl--2e-=Cl2↑放出氣體物質的量為0.2mol；在標准狀況下的體積為4.48L；
故答案為：4.48L；
（4）依據析出銅的物質的量為0.2mol，電子轉移為0.4mol，結合電子守恆和水電離出的氫離子和氫氧根離子守恆計算生成的氫氧化鈉的物質的量來計算濃度；電極反應為：2H++2e-=H2↑；減少氫離子物質的量為0.4mol，溶液中增多氫氧根離子物質的量為0.4mol，常溫下若乙槽剩餘液體為400mL，則電解後得到鹼液的物質的量濃度為1mol/L，即pH=14，故答案為：14．
❻ 如圖為相互串聯的甲乙兩電解池試回答：（1）甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則B是______極，材料是____
（1）電解精煉銅時，粗銅是陽極，精銅是陰極，在陰極上銅離子發生還原反應：Cu2++2e-=Cu，故答案為：陽；粗銅；Cu2++2e-=Cu；
（2）電解氯化鈉溶液，陰極上會生成氫氧化鈉，溶液呈鹼性，滴入少量石蕊試液會變藍色，故答案為：藍；
（3）甲池是精煉銅，在陰極上：Cu2++2e-=Cu，增重6.4g是銅的質量，物質的量為0.1mol，轉移電子物質的量為0.2mol，乙槽陽極電極反應為：2Cl--2e-=Cl2↑放出氣體物質的量為0.1mol；在標准狀況下的體積為2.24L；在陰極上：電極反應為：2H++2e-=H2↑，轉移電子0.2mol，減少氫離子物質的量為0.2mol，溶液中增多氫氧根離子物質的量為0.2mol，常溫下若乙槽剩餘液體為400mL，則電解後得到鹼液的物質的量濃度為0.5mol/L；
故答案為：2.24L；0.5mol/L；
（4）根據表中氫氧化物的溶度積可知，氫氧化鐵的溶度積最小，其溶解度最小，所以隨pH升高最先沉澱下來的離子是鐵離子；雙氧水能夠將溶液中的亞鐵離子氧化成鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案為：Fe3+；2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
❼ 高中化學 電解池
不會的，沒有那麼絕對的。
電解池
[知識點講解]
1、電解原理（電解池裝置如圖）
（1）什麼是電解
電解是使電流通過電解質溶液（或熔化的電解質）
而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。
上圖是電解CuCl2溶液的裝置。通電後，發生反應：CuCl2=Cu + Cl2↑
或用離子方程式表示：Cu2++ 2Cl=Cu + Cl2↑
（2）電解過程中的能量轉化
電能轉化為化學能
（3）發生電解反應的條件
①與電源相連的兩個電極；
②電解質溶液（或熔化的電解質）；
③兩個電極浸泡在電解質溶液中，形成閉合迴路。
（4）電極反應
與電源的正極相連的電極稱為陽極。物質在陽極上失去電子，發生氧化反應。如上圖裝置中，Cl-在陽極上失去電極轉化為Cl2，陽極反應式：2Cl--2e-＝Cl2↑
與電源的負極相連的電極成為陰極。物質在陰極上得到電子，發生還原反應。如上圖裝置中，Cu2+在陰極是得到電子轉化為Cu，陰極反應式：Cu2++2e-＝Cu
（5）意義
使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應，得到所需的化工產品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬。
2、電解原理的應用
（1）電解飽和食鹽水
飽和食鹽水溶液中存在Na＋和Cl－以及水電離產生的H＋和OH－。其中氧化性H＋＞Na＋，還原性Cl－＞OH－。所以H＋和Cl－先放電（即發生還原或氧化反應）。
陰極：2H＋＋2e－＝H2↑ （還原反應）
陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑ （氧化反應）
總反應的化學方程式：2NaCl＋2H2O=（等號上為通電）2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，用離子方程式表示：2Cl－＋2H2O=（等號上為通電）2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）電鍍和電解精煉銅
電鍍時，把待鍍的金屬製品（即鍍件）作陰極，鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。
陽極：M－ne－＝Mn＋
陰極：Mn＋＋ne－＝M
這樣，在直流電的作用下，鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。
同樣的道理，用純銅作陰極，用粗銅作陽極，用CuSO4溶液作電解液。通入直流電，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，從而達到提純銅的目的。
（3）電解法冶煉金屬
鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：
陰極：2Na＋＋2e－＝2Na
陽極：2Cl――2e－＝Cl2↑
3、電解時，物質在電極上的放電順序
（1）陽極：與電源的正極相連。
當陽極的電極材料為金屬（Pt或Au除外）時，通電後作電極的金屬失去電子變成金屬離子，溶解到電解質溶液中。
當陽極的電極材料是惰性物質（如Au、Pt或石墨）時，通電後溶液中的陰離子在陽極上失去電子，當溶液中同時存在多種陰離子時，還原性強的離子先失去電子發生氧化反應。常見陰離子的還原性由強到弱的順序是：Cl－＞OH－＞含氧酸根離子（如SO42－、NO3－等）＞F－。Cl－和OH－在電解時的電極反應式分別是：
2Cl――2e－＝Cl2↑
4OH――4e－＝2H2O＋O2↑
因為水電離能夠產生OH－，所以電解含氧酸鹽溶液時，在陽極上是OH－放電生成氧氣，而含氧酸根離子不發生變化。
（2）陰極：與電源的負極相連。
在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子。當溶液中存在多種陽離子時，按金屬活動性順序，越不活潑的金屬，其陽離子的氧化性越強，越容易被還原。在水溶液中，鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。
酸、鹼、鹽溶液電解規律
（1）無氧酸是其本身的電解
（2）含氧酸是水的電解
（3）可溶性鹼是水的電解
（4）活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解
（5）活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣並伴隨溶液現鹼性，陽極析出非金屬單質
（6）不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的水解
（7）中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬，陽極得到氧氣同時酸性提高
❽ 電解銅詳細過程(粗銅提煉精銅)
（一）、電解原理
1、電解的概念
使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。
注意：
①電流必須是直流而不是交流。
②熔融態的電解質也能被電解。
思考題：在電解反應中，化學能與電能之間的轉化關系是什麼？
答案：電能轉化為化學能。
2、電解池的概念
藉助於電流引起氧化還原反應的裝置，也就是把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。
3、構成電解池的條件
（1）直流電源。
（2）兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。
（3）電解質溶液或熔融態電解質。
4、電解質導電的實質
對電解質溶液（或熔融態電解質）通電時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極，電解質的陽離子移向陰極得電子發生還原反應；電解質的陰離子移向陽極失去電子（有的是組成陽極的金屬原子失去電子）發生氧化反應，電子從電解池的陽極流出，並沿導線流回電源的正極。這樣，電流就依靠電解質溶液（或熔融態電解質）里陰、陽離子的定向移動而通過溶液（或熔融態電解質），所以電解質溶液（或熔融態電解質）的導電過程，就是電解質溶液（或熔融態電解質）的電解過程。
5、電解原理（後詳）
6、電解原理的應用。（後詳）
二、重難點知識解析
（一）、電解原理
1、電解氯化銅（如圖）
（1）實驗步驟
第一步：如圖甲所示，把兩根石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內，觀察現象。
第二步：如圖乙所示，把用導線連接在一起的兩根石墨插入U形管里的CuCl2溶液內，觀察現象。
第三步：如圖丙所示，將兩根石墨棒、一隻電流表和低壓直流電源串聯起來，將石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內，接通電源。把濕潤的碘化鉀澱粉試紙放在與電源正極相連的電極附近。觀察現象，約5min後切斷電源。
（2）實驗現象
在第一步和第二步中均無新現象發生。在第三步實驗中，電流表的指針發生偏轉；陰極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變深，陽極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變淺；陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固本，陽極石墨棒上有氣泡放出，並可聞到刺激性的氣味，同時看到濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色。
（3）實驗結論
在通直流電的條件下，溶液里的CuCl2發生了分解反應：
CuCl2Cu＋Cl2↑
Cu生成於陰極的石墨棒上，Cl2生成於陽極的石墨棒上。
（4）原理分析
CuCl2是強電解質且易溶於水，在水溶液中電離生成Cu2＋和Cl－。
CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－
通電前，Cu2＋和Cl－在水裡自由地移動著；通電後，這些自由移動著的離子，在電場作用下，改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2＋向陰極移動，帶負電的氯離子向陽極移動。在陰極，銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上；在陽極，氯離子失去電子而被氧化成氯原子，並兩兩結合成氯分子，從陽極放出。
陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu
陽極：Cl－－2e－＝ Cl2↑
電解CuCl2溶液的化學反應方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑
（5）電解質水溶液電解反應的綜合分析
在上面敘述氯化銅電解的過程中，沒有提到溶液里的H＋和OH－，其實H＋和OH－雖少，但的確是存在的，只是他們沒有參加電極反應。也就是說在氯化銅溶液中，除Cu2＋和Cl－外，還有H＋和OH－，電解時，移向陰極的離子有Cu2＋和H+，因為在這樣的實驗條件下Cu2＋比H+容易得到電子，所以Cu2＋在陰極上得到電子析出金屬銅。移向陽極的離子有OH－和Cl－，因為在這樣的實驗條件下，Cl－和OH－容易失去電子，所以Cl－在陽極上失去電子，生成氯氣。
說明：
①陽離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數目降低的過程又叫做放電。
②用石墨、金、鉑等還原性很弱的材料製做的電極叫做惰性電極，理由是它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強的材料製做的電極又叫做活性電極，它們做電解池的陽極時，先於其他物質發生氧化反應。
③在一般的電解條件下，水溶液中含有多種陽離子時，它們在陰極上放電的先後順序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；水溶液中含有多種陰離子時，它們的惰性陽極上放電的先後順序是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞(F－、NO3－、SO42-等)
（6）以惰性電極電解電解質水溶液，分析電解反應的一般方法步驟為：
①分析電解質水溶液的組成，找全離子並分為陰、陽兩組；
②分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應式；
③合並兩個電極反應式得出電解反應的總化學方程式或離子方程式。
（二）、電解原理的應用
1、銅的電解精煉
（1）電解法精煉銅的裝置（如圖）
（2）電解法精煉銅的化學原理
陽極（粗銅）：Cu－2e－＝Cu2＋
陰極（純銅）：Cu2＋＋2e－＝Cu
說明：
①以銅為材料做的電極屬於活性電極。在一般的電解條件下，活性陽極先於電解質溶液中的成分
發生氧化反應。
②粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質，當含雜質的銅在陽極不斷溶解時，位於金屬
活動性順序銅以前的金屬雜質如Zn、Fe、Ni等，也會同時失去電子，如：
Zn－2e－＝Zn2＋
Ni－2e－＝Ni2＋
但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們並不在陰極獲得電子析出，而只是留在電解液里。而位於金屬活動性順序銅之後的銀、金等雜質，因為給出電子的能量比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子溶解下來，當陽極上的銅失去電子變成離子溶解之後，它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥（陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料）
③用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅，它的純度可達到99.95%～99.98%。
2、電鍍
（1）、電鍍的涵義
電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。
（2）、電鍍的目的
電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。
（3）、電鍍的原理
電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時，一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液；把待鍍金屬製品浸入電鍍液中與直流電源的負極相連，作為陰極；用鍍層金屬作為陽極，與直流電源正極相連。通入低壓直流電，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬，覆蓋在需要電鍍的金屬製品上。
3、氯鹼工業
（1）電解飽和食鹽水反應原理
①實驗步驟
按圖裝置，在U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒作陽極，一根鐵棒作陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液，並用濕潤的碘化鉀澱粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源後，注意管內發生的現象。
②實驗現象
陽極上有氣泡逸出，氣體呈黃綠色，有刺激性氣味，使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色，陽極區溶液由無色變為黃綠色。陰極上有氣泡逸出，氣體無色、無味。陰極區溶液由無色變為淺紅色，紅色逐漸加深、區域逐漸擴大。
③實驗結論
用惰性材料作陽極，電解食鹽的飽和溶液，生成Cl2、H2和NaOH。
陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑（放電順序：Cl－>OH－）
陰極：2H＋＋2e－＝H2↑（放電順序：H＋>Na＋）
在上述反應中，由於H+在陰極上得到電子而生成H2，破壞了附近的水的電離平衡，促進了水繼續電離，結果陰極區溶液里OH－的濃度增大而呈現鹼性。
（2）離子交換膜法制燒鹼
①離子交換膜電解槽的組成
由陽極（金屬鈦網）、陰極（碳鋼網）、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。下圖表示一個單元槽的示意圖。
②陽離子交換膜的作用
將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（Na＋）通過，而阻止陰離子（Cl－、OH－）和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。
（3）離子交換膜法電解制燒鹼的主要生產流程（如下圖）
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程
（4）、食鹽的精製
①粗鹽的成分:粗鹽中的主要成分是NaCl,此外還含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－雜質。這樣的粗鹽不符合電解要求，因此必須經過精製。
②雜質的危害：Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等金屬離子在鹼性環境中會生成沉澱，損壞離子交換膜；
此外，雜質的存在會使得到的產品不純。
③除雜質的過程：
注意：
①除雜質時所加試劑的順序要求是：a、Na2CO3必須在BaCl2之後；b、加入鹽酸在過濾之後。
②試劑加入順序有多種選擇，如：a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、過濾、HCl；b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、過濾、HCl；c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、HCl。
（5）、以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途
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❾ 如圖，外接電源為Zn-MnO2干電池，甲乙為相互串聯的兩個電解池，請回答：（1）甲池若為用電解原理精煉銅的
（1）甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，粗銅作陽極，B是陽極，所以B的材料是粗銅，A是陰極，為純銅，A電極上銅離子得電子發生還原反應，電極反應式為：Cu2++2e-═Cu，電解質溶液是可溶性銅鹽CuSO4溶液（CuCl2溶液），
故答案為：陽；粗銅；Cu2++2e-═Cu；CuSO4溶液（CuCl2溶液）；
（2）乙池中，鐵作陰極，陰極上氫離子放電，同時還有氫氧化鈉生成，酚酞試液遇鹼變紅色，所以鐵電極附近呈紅色，故答案為：紅；
（3）Zn-MnO2干電池中，鋅作負極，負極上失電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應，電子從負極沿導線流向正極，故答案為：Zn（或鋅）；正極；
（4）鋅比銅活潑，能置換出銅，反應為Zn+Cu2+═Zn2++Cu，鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕，除雜時既能除去雜質又不能引進新的雜質離子，只有b符合；
故答案為：鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕；b；
（5）陰極上得電子，發生還原反應，H+得電子生成氫氣，電極反應式為2H++2e-=H2↑，因為MnSO4～MnO2～2 e-，通過2mol電子產生1molMnO2，其質量為87g，
故答案為：2H++2e-=H2↑；87．
❿ 如圖為相互串聯的甲乙兩電解池 試回答：（1）甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則B是 &nbs...