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高三化学电解和电解池基础知识精讲
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高三化学电解和电解池基础知识精讲
【基础知识精讲】
一、电解和电解池
(1)电解和电解池的构成
①电极 在图4－1所示的装置中，与电源负极相连的石墨棒称做阴极，与电源正极相连的石墨棒称为阳极．阴极和阳极都叫做电极．
一些金属(如铂、银、铜、铁、锌等)也可以用来作电极，但发生的反应可能不相同．由于石墨棒和金属铂既不能得到电子又不能失去电子，这些物质作电极称为惰性电极．
②电解池的构成 图4－1所示装置是电解池．由此可知，电解池必须由四部分构成：阴极、电源、电解质溶液、阳极．
③电极上的反应和总反应 按图4－1所示的装置接通电源后，阴极(左边的石墨棒)上有铜生成，阳极(右边的石墨棒)上有 生成．这是为什么呢？
在 溶液中， 电离出 ， 电离出 ．通电后，在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，即 向阴极移动， 向阳极移动．
在阳极，由于 容易失去电子，所以在电源的强迫下， 把电子交给阳极而成为Cl原子，2个Cl原子再构成一个 分子， 分子再构成氯气．所以， 在阳极发生氧化反应而生成 ．
在阴极，由于电源把电子推到了阴极，又由于 的氧化性强( 容易获得电子)，所以， 在阴极上获得了电子成为Cu原子而沉积在阴极上．即 在阴极发生还原反应而生成Cu．
阳极： (氧化反应)
阴极： (还原反应)
总反应：
或
④电解 分解生成铜和氯气在通常条件是不会发生的，在电解池中之所以能发生，是因为受到电源的强迫．我们把这种由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．
电解要消耗电能，这些电能被转变为化学能．因此，电解池就是将电能转变为化学能的装置．电解池是一种用电器．
(2)电解池的工作原理
电解池中是自由电子和自由移动的离子共同传导电流．电子从阳极流向电源正极(电源正极发生还原反应)，电子从电源负极流向阴极(电源负极发生氧化反应)；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；阳离子在阴极得到电子发生还原反应，阴离子(或作阳极的金属)在阳极失去电子发生氧化反应．
由此可知，电解质溶液导电的过程就是电解的过程，属于化学变化．而金属导电过程属于物理变化．
另外，电路中电子流动的方向与电流的方向相反，即电流的方向是：从电源正极流向阳极，从阴极流向电源负极．
我们再来理解电解池中电源的作用．大家都知道，水自发地从高处流向低处，要使水从低处流向高处，必须使用抽水机和消耗能量，这些能量转变为水的重力势能．电解池中电源就相当“抽水机”，例如，在图4－1所示的电解池中，电源把 的电子“抽”出来，交给 ，即电子从 转移到 ，这显然不是电子的自发流动过程，故要消耗电能，电能被转化为化学能．
(3)电解池和原电池的比较
电解池 原电池
将电能转化为化学能的装置 将化学能转化为电能的装置
由阴极、电解质溶液、电源、阳极构成 由负极、电解质溶液、正极构成
在阳极上发生氧化反应 在负极上发生氧化反应
在阴极上发生还原反应 在正极上发生还原反应
受迫氧化还原反应 自发氧化还原反应
例 根据图4－2，用电解池、原电池填空．
(1)闭合 ，装置属于________________________________．
(2)闭合 ，装置属于________________________________．
(3)闭合 ，装置属于________________________________．
分析与解答
闭合 时，Zn片上和Cu片上的反应分别为：
Zn片： (负极)
Cu片： (正极)
总反应：
所以，装置属于原电池．
闭合 时，Zn片上和Cu片上的反应分别为：
Zn片：
Cu片：
总反应：
此反应在通常条件下不能自发进行，所以装置属于电解池．
答案 (1)原电池 (2)原电池 (3)电解池
二、电极反应和溶液中离子的得失电子顺序
在书写电极反应式时，首先要考虑的问题是：当溶液中有几种阳离子时，是哪种阳离子在阴极得到电子？得电子的先后顺序如何？当溶液中有几种阴离子时，是哪种阴离子在阳极失去电子？是阴离子失去电子还是电极材料失去电子？失去电子的先后顺序如何？
因此，在阴极要比较各种阳离子的氧化能力，氧化性强的阳离子先得电子．其顺序是：
氧化性：
.........
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