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电解池精炼铜的实验装置

 发布时间：2022-11-28 03:57:27

❶ 电化学知识点总结

电化学知识点总结

电化学是化学知识中的一个重要考点，我们应该怎么进行相关知识点的掌握呢?下面是我为大家带来的电化学知识点总结，希望对大家有所帮助。

电化学知识点总结1

一、原电池

课标要求

1、掌握原电池的工作原理

2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式

要点精讲

1、原电池的工作原理

(1)原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。

若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。

(2)原电池装置的构成

①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。

②电极材料均插入电解质溶液中。

③两极相连形成闭合电路。

(3)原电池的工作原理

原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。

2、原电池原理的应用

(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱

①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。

②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应;不活泼金属作正极，发生还原反应。

③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加;负极通常不断溶解，质量减少。

(2)原电池中离子移动的方向

①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动;

②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。

注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极;

内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

3、原电池正、负极的判断方法：

(1)由组成原电池的两极材料判断

一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断

原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。

(5)根据电极质量增重或减少来判断。

工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱;反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。

(6)根据有无气泡冒出判断

电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。

本节知识树

原电池中发生了氧化还原反应，把化学能转化成了电能。

二、化学电源

课标要求

1、了解常见电池的种类

2、掌握常见电池的工作原理

要点精讲

1、一次电池

(1)普通锌锰电池

锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极)，内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。电池的两极发生的反应是：

(2)碱性锌锰电池

用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时，无论是电解质还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下：

(3)银锌电池――纽扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：

(4)高能电池――锂电池

该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大，使用寿命长。

如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为：

2、二次电池

原理：充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。

铅蓄电池

构成：该电池以Pb和PbO2作电极材料，硫酸作电解质溶液。

放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。

3、氢氧燃料电池

(1)氢氧燃料电池的构造

在氢氧燃料电池中，电解质溶液为KOH溶液。石墨为电极，H2和O2或空气)源源不断地通到电极上。

(2)氢氧燃料电池的优点是产物只有水，不产生污染物。

本节知识树

根据原电池的工作原理，设计了各种用途的原电池产品。需要了解常见电池的基本构造、工作原理、性能和使用范围。

三、电解池

课标要求

1、掌握电解池的工作原理

2、能够正确书写电极反应式和电解池反应方程式

3、了解电解池、精炼池、电镀池的原理

要点精讲

1、电解原理

(1)电解的含义：使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解，这种把电能转变成化学能的装置叫做电解池。

(2)构成电解池的条件

①直流电源。

②两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。

③电解质溶液或熔融态电解质用石墨、金、铂等制作的电极叫做惰性电极，因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用还原性较强的材料制作的电极叫做活性电极，它们作电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

(3)阴、阳极的`判断及反应原理

与电源的正极相连的电极为阳极。阳极如果是活泼的金属电极，则金属失去电子生成金属阳离子;阳极如果不能失去电子，则需要溶液中能失去电子(即具有还原性)的离子在阳极表面失去电子，发生氧化反应。

与电源的负极相连的电极为阴极。阴极如果是具有氧化性的物质，则阴极本身得到电子，发生还原反应，生成还原产物;阴极如果不能得到电子，则溶液中的离子在阴极表面得电

子，发生还原反应(如下图所示)

2、电解原理的应用

(1)电解饱和食盐水以制备烧碱、氯气和氢气

①电解饱和食盐水的反应原理

②离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程

(2)电镀

①电镀的含义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

②电镀的目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。

③电镀特点：“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解，一不变指电解液浓度不变。

(3)电镀的应用――铜的电解精炼

①电解法精炼铜的装置

②电解法精炼铜的化学原理

电解精炼是一种特殊的电解池。电解精炼中的两个电极都是同种金属单质，阳极是纯度较低的金属单质，阴极是纯度较高的金属单质。

(3)电冶金

原理：化合态的金属阳离子，在直流电的作用下，得到电子，变成金属单质。

本节知识树

化学能与电能可以相互转化。电能转化为化学能的反应为电解反应，实现电能转化成化学能的装置叫电解池。

原电池与电解池比较

四、金属的电化学腐蚀与防护

课标要求

①能够解释金属电化学腐蚀的原因

②了解金属腐蚀的危害

③掌握金属腐蚀的防护措施

要点精讲

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

(2)分类：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

①化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应，而不是原电池反应，无电流产生。

②电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

(3)电化学腐蚀

电化学腐蚀，实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。

①析氢腐蚀

钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。这无数个微小的原电池遍布钢铁表面，在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。若电解质溶液酸性较强则发生析氢腐蚀。

②吸氧腐蚀

金属表面酸性较弱或呈中性时，溶解在溶液中的氧气与水结合，生成OH-，消耗了氧气，从而使得溶液不断吸收空气中的氧气而发生吸氧腐蚀。

2、金属的防护

金属防护的目的就是防止金属的腐蚀。金属的防护要解决的主要问题就是使金属不被氧化。

(1)牺牲阳极的阴极保护法

将被保护的金属与更活泼的金属连接，构成原电池，使活泼金属作阳极被氧化，被保护的金属作阴极。

(2)外加电源的阴极保护法

利用外加直流电，负极接在被保护金属上成为阴极，正极接其他金属。

(3)非电化学防护法

①非金属保护层②金属保护层③金属的钝化

3、判断金属活动性强弱的规律

(1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。

(2)金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，该金属越活泼。

(3)一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来，则该金属比另一种金属更活泼。

(4)两金属构成原电池时，作负极的金属比作正极的金属更活泼。

(5)在电解的过程中，一般地先得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性弱。

本节知识树

在揭示金属腐蚀的严重性和危害性的基础上，分析发生金属腐蚀的原因，探讨防止金属腐蚀的思路和方法。

电化学知识点总结2

一、原电池的原理

1．构成原电池的四个条件（以铜锌原电池为例）

①活拨性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③自发的氧化还原反应 ④形成闭合回路

2．原电池正负极的确定

①活拨性较强的金属作负极，活拨性弱的金属或非金属作正极。

②负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应

③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极

④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极，阴离子会移向负极区。

Cu－Zn原电池：负极: Zn-2e=Zn2+ 正极：2H+ +2e=H2↑ 总反应：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

氢氧燃料电池，分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下：

碱作电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-

酸作电解质：负极：H2—2e-=2H+ 正极：O2+4e-+4H+=2 H2O

总反应都是：2H2+ O2=2 H2O

二、电解池的原理

1．构成电解池的四个条件（以NaCl的电解为例）

①构成闭合回路 ②电解质溶液 ③两个电极 ④直流电源

2．电解池阴阳极的确定

①与电源负极相连的一极为阴极，与电源正极相连的一极为阳极

②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的（被还原），电解池中阴离子（被氧化）→ 电解池的阳极→导线→电源正极

③阳离子向负极移动；阴离子向阳极移动

④阴极上发生阳离子得电子的还原反应，阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。

注意：在惰性电极上，各种离子的放电顺序

三．原电池与电解池的比较

原电池电解池

（1）定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置

（2）形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液（或熔融的电解质）、外接电源、形成回路

（3）电极名称负极正极阳极阴极

（4）反应类型氧化还原氧化还原

（5）外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入

四、在惰性电极上，各种离子的放电顺序：

1、放电顺序：

如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。

阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞+。

阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。

（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。

2、电解时溶液pH值的变化规律

电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。

①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；

②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；

③若阴极上有，阳极上有，且V O2＝2 V H2，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；

④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶 液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。

3、进行有关电化学计算，如计算电极析出产物的质量或质量比，溶液pH值或推断金属原子量等时，一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。

五、电解原理的应用

（1）制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

（2）电镀：应用电解原理，在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。

（3）精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小

（4）电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。

六、电解举例

（1）电解质本身：阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH －。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。

①HCl（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2HCl H2↑＋Cl2↑

②CuCl2（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu

总方程式 CuCl2 Cu＋Cl2↑

（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH －。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。

①H2SO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

②NaOH（aq）：阳极（OH－）4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

③Na2SO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+，阴离子放电能力弱于水电离出OH－，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+，阴离子放电能力强于水电离出OH －，如不活泼金属的含氧酸盐。

①NaCl（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

②CuSO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu

总方程式 2CuSO4＋2H2O 2Cu＋2H2SO4＋O2↑

;

❷ 精炼铜装置

（1）a连接电源的正极，为电解池的阳极，应为粗铜，故答案为：粗铜；
（2）合上电键S，b为阴极，发生还原反应，生成铜，电极方程式为Cu 2+ +2e - ═Cu，故答案为：Cu 2+ +2e - ═Cu．

❸ 介绍一下精炼铜的过程

铜的电解提纯：将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn和Fe）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板，称为“电解铜”，质量极高，可以用来制作电气产品。
电解精炼铜的纯度可达99.95%，是相当纯的铜了。

❹ 铜的电解精炼

铜的电解精炼是在电解池中进行的。电解池和原电池的原理正好是相反的。电解池是是把电能转化为化学能的装置。粗铜做阳极，精铜做阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液 。当进行电解时，阳极的粗铜溶解，变成铜离子进入溶液，然后，铜离子在阴极得到电子，变成铜单质从阴极析出，达到电解精炼的目的。

❺ 如图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：（1）甲池为用电解原理精炼铜的装置，A极材料是______，电极反

图示是两个串联的电解池，依据电源判断A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极；
（1）依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极，精铜做阴极；含铜离子的溶液做电解质溶液；所以A极是阴极；材料是精铜；电极反应为：Cu2++2e-=Cu；B为阳极；材料是粗铜；电极反应主要为：Cu-2e-=Cu2+；电解质溶液是CuSO4溶液；
故答案为：精铜；Cu2++2e-=Cu；粗铜；CuSO4溶液；
（2）乙池中是电解饱和食盐水，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，遇酚酞变红，即Fe电极附近变红；
故答案为：红；2H++2e-=H2↑；
（3）甲池是精炼铜，增重12.8g是铜的质量，物质的量为0.2mol，转移电子物质的量为0.4mol；根据电解反应过程中电极上的电子守恒计算可知；乙槽阳极电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑放出气体物质的量为0.2mol；在标准状况下的体积为4.48L；
故答案为：4.48L；
（4）依据析出铜的物质的量为0.2mol，电子转移为0.4mol，结合电子守恒和水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒计算生成的氢氧化钠的物质的量来计算浓度；电极反应为：2H++2e-=H2↑；减少氢离子物质的量为0.4mol，溶液中增多氢氧根离子物质的量为0.4mol，常温下若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为1mol/L，即pH=14，故答案为：14．

❻ 如图为相互串联的甲乙两电解池试回答：（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则B是______极，材料是____

（1）电解精炼铜时，粗铜是阳极，精铜是阴极，在阴极上铜离子发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，故答案为：阳；粗铜；Cu2++2e-=Cu；
（2）电解氯化钠溶液，阴极上会生成氢氧化钠，溶液呈碱性，滴入少量石蕊试液会变蓝色，故答案为：蓝；
（3）甲池是精炼铜，在阴极上：Cu2++2e-=Cu，增重6.4g是铜的质量，物质的量为0.1mol，转移电子物质的量为0.2mol，乙槽阳极电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑放出气体物质的量为0.1mol；在标准状况下的体积为2.24L；在阴极上：电极反应为：2H++2e-=H2↑，转移电子0.2mol，减少氢离子物质的量为0.2mol，溶液中增多氢氧根离子物质的量为0.2mol，常温下若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为0.5mol/L；
故答案为：2.24L；0.5mol/L；
（4）根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：Fe3+；2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．

❼ 高中化学 电解池

不会的，没有那么绝对的。
电解池
[知识点讲解]
1、电解原理（电解池装置如图）
（1）什么是电解
电解是使电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后，发生反应：CuCl2=Cu + Cl2↑
或用离子方程式表示：Cu2++ 2Cl=Cu + Cl2↑
（2）电解过程中的能量转化
电能转化为化学能
（3）发生电解反应的条件
①与电源相连的两个电极；
②电解质溶液（或熔化的电解质）；
③两个电极浸泡在电解质溶液中，形成闭合回路。
（4）电极反应
与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如上图装置中，Cl-在阳极上失去电极转化为Cl2，阳极反应式：2Cl--2e-＝Cl2↑
与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：Cu2++2e-＝Cu
（5）意义
使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。
2、电解原理的应用
（1）电解饱和食盐水
饱和食盐水溶液中存在Na＋和Cl－以及水电离产生的H＋和OH－。其中氧化性H＋＞Na＋，还原性Cl－＞OH－。所以H＋和Cl－先放电（即发生还原或氧化反应）。
阴极：2H＋＋2e－＝H2↑ （还原反应）
阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑ （氧化反应）
总反应的化学方程式：2NaCl＋2H2O=（等号上为通电）2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，用离子方程式表示：2Cl－＋2H2O=（等号上为通电）2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）电镀和电解精炼铜
电镀时，把待镀的金属制品（即镀件）作阴极，镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。
阳极：M－ne－＝Mn＋
阴极：Mn＋＋ne－＝M
这样，在直流电的作用下，镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面。
同样的道理，用纯铜作阴极，用粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。通入直流电，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，从而达到提纯铜的目的。
（3）电解法冶炼金属
钠、钙、镁、铝等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：
阴极：2Na＋＋2e－＝2Na
阳极：2Cl――2e－＝Cl2↑
3、电解时，物质在电极上的放电顺序
（1）阳极：与电源的正极相连。
当阳极的电极材料为金属（Pt或Au除外）时，通电后作电极的金属失去电子变成金属离子，溶解到电解质溶液中。
当阳极的电极材料是惰性物质（如Au、Pt或石墨）时，通电后溶液中的阴离子在阳极上失去电子，当溶液中同时存在多种阴离子时，还原性强的离子先失去电子发生氧化反应。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是：Cl－＞OH－＞含氧酸根离子（如SO42－、NO3－等）＞F－。Cl－和OH－在电解时的电极反应式分别是：
2Cl――2e－＝Cl2↑
4OH――4e－＝2H2O＋O2↑
因为水电离能够产生OH－，所以电解含氧酸盐溶液时，在阳极上是OH－放电生成氧气，而含氧酸根离子不发生变化。
（2）阴极：与电源的负极相连。
在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子。当溶液中存在多种阳离子时，按金属活动性顺序，越不活泼的金属，其阳离子的氧化性越强，越容易被还原。在水溶液中，铝之前的金属的阳离子不可能被还原。
酸、碱、盐溶液电解规律
（1）无氧酸是其本身的电解
（2）含氧酸是水的电解
（3）可溶性碱是水的电解
（4）活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解
（5）活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液现碱性，阳极析出非金属单质
（6）不活泼金属的无氧盐是该盐的水解
（7）中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属，阳极得到氧气同时酸性提高

❽ 电解铜详细过程(粗铜提炼精铜)

（一）、电解原理

1、电解的概念

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

注意：

①电流必须是直流而不是交流。

②熔融态的电解质也能被电解。

思考题：在电解反应中，化学能与电能之间的转化关系是什么？

答案：电能转化为化学能。

2、电解池的概念

借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

3、构成电解池的条件

（1）直流电源。

（2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。

（3）电解质溶液或熔融态电解质。

4、电解质导电的实质

对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。

5、电解原理（后详）

6、电解原理的应用。（后详）

二、重难点知识解析

（一）、电解原理

1、电解氯化铜（如图）

（1）实验步骤

第一步：如图甲所示，把两根石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液内，观察现象。

第二步：如图乙所示，把用导线连接在一起的两根石墨插入U形管里的CuCl2溶液内，观察现象。

第三步：如图丙所示，将两根石墨棒、一只电流表和低压直流电源串联起来，将石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液内，接通电源。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与电源正极相连的电极附近。观察现象，约5min后切断电源。

（2）实验现象

在第一步和第二步中均无新现象发生。在第三步实验中，电流表的指针发生偏转；阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变深，阳极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变浅；阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固本，阳极石墨棒上有气泡放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。

（3）实验结论

在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了分解反应：

CuCl2Cu＋Cl2↑

Cu生成于阴极的石墨棒上，Cl2生成于阳极的石墨棒上。

（4）原理分析

CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2＋和Cl－。

CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－

通电前，Cu2＋和Cl－在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2＋向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。

阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu

阳极：Cl－－2e－＝ Cl2↑

电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑

（5）电解质水溶液电解反应的综合分析

在上面叙述氯化铜电解的过程中，没有提到溶液里的H＋和OH－，其实H＋和OH－虽少，但的确是存在的，只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中，除Cu2＋和Cl－外，还有H＋和OH－，电解时，移向阴极的离子有Cu2＋和H+，因为在这样的实验条件下Cu2＋比H+容易得到电子，所以Cu2＋在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH－和Cl－，因为在这样的实验条件下，Cl－和OH－容易失去电子，所以Cl－在阳极上失去电子，生成氯气。

说明：

①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。

②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞(F－、NO3－、SO42-等)

（6）以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为：

①分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；

②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；

③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

（二）、电解原理的应用

1、铜的电解精炼

（1）电解法精炼铜的装置（如图）

（2）电解法精炼铜的化学原理

阳极（粗铜）：Cu－2e－＝Cu2＋

阴极（纯铜）：Cu2＋＋2e－＝Cu

说明：

①以铜为材料做的电极属于活性电极。在一般的电解条件下，活性阳极先于电解质溶液中的成分
发生氧化反应。

②粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属
活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：

Zn－2e－＝Zn2＋

Ni－2e－＝Ni2＋

但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）

③用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度可达到99.95%～99.98%。

2、电镀

（1）、电镀的涵义

电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

（2）、电镀的目的

电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。

（3）、电镀的原理

电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。

3、氯碱工业

（1）电解饱和食盐水反应原理

①实验步骤

按图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒作阳极，一根铁棒作阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。

②实验现象

阳极上有气泡逸出，气体呈黄绿色，有刺激性气味，使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，阳极区溶液由无色变为黄绿色。阴极上有气泡逸出，气体无色、无味。阴极区溶液由无色变为浅红色，红色逐渐加深、区域逐渐扩大。

③实验结论

用惰性材料作阳极，电解食盐的饱和溶液，生成Cl2、H2和NaOH。

阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑（放电顺序：Cl－>OH－）

阴极：2H＋＋2e－＝H2↑（放电顺序：H＋>Na＋）

在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH－的浓度增大而呈现碱性。

（2）离子交换膜法制烧碱

①离子交换膜电解槽的组成

由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。

②阳离子交换膜的作用

将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

（3）离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程（如下图）

离子交换膜法电解制碱的主要生产流程

（4）、食盐的精制

①粗盐的成分:粗盐中的主要成分是NaCl,此外还含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－杂质。这样的粗盐不符合电解要求，因此必须经过精制。

②杂质的危害：Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；
此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。

③除杂质的过程：

注意：

①除杂质时所加试剂的顺序要求是：a、Na2CO3必须在BaCl2之后；b、加入盐酸在过滤之后。

②试剂加入顺序有多种选择，如：a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、HCl；b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、HCl；c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、HCl。

（5）、以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途

看不详细的话请点开http://www.ychxw.net/yianshiqu/sytbktys/g3tbkt1/

❾ 如图，外接电源为Zn-MnO2干电池，甲乙为相互串联的两个电解池，请回答：（1）甲池若为用电解原理精炼铜的

（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，粗铜作阳极，B是阳极，所以B的材料是粗铜，A是阴极，为纯铜，A电极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，电解质溶液是可溶性铜盐CuSO4溶液（CuCl2溶液），
故答案为：阳；粗铜；Cu2++2e-═Cu；CuSO4溶液（CuCl2溶液）；
（2）乙池中，铁作阴极，阴极上氢离子放电，同时还有氢氧化钠生成，酚酞试液遇碱变红色，所以铁电极附近呈红色，故答案为：红；
（3）Zn-MnO2干电池中，锌作负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，故答案为：Zn（或锌）；正极；
（4）锌比铜活泼，能置换出铜，反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀，除杂时既能除去杂质又不能引进新的杂质离子，只有b符合；
故答案为：锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；b；
（5）阴极上得电子，发生还原反应，H+得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，因为MnSO4～MnO2～2 e-，通过2mol电子产生1molMnO2，其质量为87g，
故答案为：2H++2e-=H2↑；87．

❿ 如图为相互串联的甲乙两电解池 试回答：（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则B是 &nbs...

(6分)(1）阳极；粗铜；Cu 2 ＋ ＋2 e － ＝Cu ；（2）蓝；（3）2．24L；0.5mol/L

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