輕松解電解

劉捷晟

【摘要】本文針對怎樣解決高考中高頻出現(xiàn)的電解題目，圍繞以下五個方面做了一定的探究：一、電解首先要構(gòu)成電解池的條件，二、判斷陰陽極，三、陰陽離子分別在陽極和陰極失得電子的順序，四、電極反應(yīng)的書寫，五、電解的計算。

【關(guān)鍵詞】電解 電解池 陰陽極 電極反應(yīng)

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）08-0176-01

近幾年來電解池的題目在高考中高頻出現(xiàn)，這個知識點也是一個難點，要學(xué)好它并輕松解題并不是一件容易的事，下面是我根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗做一闡釋并輕松解題。

一、電解首先要構(gòu)成電解池，構(gòu)成電解池有構(gòu)成電解池的條件：

（1）外加直流電源

（2）兩個固體電極

（3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)

（4）行成閉合的電路

二、有了這四個條件后就可判斷陰陽極

（1）與正極相連的是陽極，與負(fù)極相連的是陰極

（2）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)

（3）陽極得到電子，陰極失去電子

（4）陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動

可用口訣幫助記憶：升失被氧還原劑，降得被還氧化劑。意思是：化合價升高，失去電子，被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)，本身作為還原劑。化合價降低，得到電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，本身做為氧化劑。

陽氧陰還。意思是：陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

三、陰陽離子分別在陽極和陰極失得電子的順序

（1）陰極：陽離子得電子順序：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

（2）陽極：陰離子失電子順序：活性電極﹥陰離子。即：

K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg >Ag>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->（ NO3-、SO42-含氧酸根）>F-

可用口訣幫助記憶：鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅汞銀

硫硫碘鐵溴氯氫氧根含氧酸根

四、電極反應(yīng)的書寫

（一）原則

陽極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)（一般是溶液中陰離子在陽極上失電子也可能是陽極材料本身失去電子）。

陰極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)（一般是溶液中陽離子在陰極上得電子）。

（二）具體分類判斷

1.陽極為惰性電極（C，Pt）這類電解池的電極反應(yīng)式的書寫只考慮電解質(zhì)溶液中的所有陰陽離子的放電，電極本身不參與放電高中階段陰離子主要掌握S2-，I-，Br-，Cl-，OH-的放電順序，陽離子主要掌握Ag+，Cu2+， H+的放電順序。

2.陽極為活性電極（如Fe、Cu、Ag等）這類電解池的陽極反應(yīng)為活潑性電極本身失去電子生成相應(yīng)的陽離子，陰極反應(yīng)為電解質(zhì)溶液中的陽離子得到電子生成相應(yīng)的物質(zhì)。

（三）書寫要點

1.首先分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組。

2.然后分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式，在書寫時要遵循原子守恒和電荷守恒。

3.最后合并兩個電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總的化學(xué)方程式或離子方程式。

注意：①書寫電解池中電極反應(yīng)式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。例如在酸性電解質(zhì)溶液中不能出現(xiàn)氫氧根，在堿性電解質(zhì)溶液中不能出現(xiàn)氫離子。

②要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。

（四）書寫過程

1.以電解NaCl溶液為例（電極為惰性電極）

陰極：Na+ H+ 2H++2e-■ H2↑

陽極：Cl- OH- 2Cl- ■ Cl2↑+2e-

總反應(yīng)：2NaCl+2H2O ■ 2NaOH+H2↑+Cl2↑ （條件：通電）

解析：（1）陽極的書寫要考慮溶液中的陰離子 的放電順序，Cl-優(yōu)先OH-放電，陰極的書寫要考慮溶液中的陽離子的放電順序，H+優(yōu)先Na+放電。總電極式的書寫要注意，轉(zhuǎn)移電子相同后，我們還要考慮這些離子來自于何種物質(zhì)才能相加，并非直接將兩種化合物相加，如上面的2HCl ■ Cl2 + H2 就顯然是錯誤的。

（2）Cl-放電后剩下OH-，H+放電后生成H2， 那么這種反應(yīng)類型就是放氫生堿型。

（3）要使溶液恢復(fù)原來狀態(tài)，應(yīng)該加何種物質(zhì)，我們很快判斷出符合放氫生堿型，出來H2和Cl2且要將其生成堿中和掉，故加HCl即可。

（4）因為是放氫生堿型，所以溶液堿性增強pH增大，若在溶液中滴加酚酞試液則溶液顯紅色，而且紅色先在陰極出現(xiàn)。

2.再以CuSO4溶液的電解為例（電極為惰性電極）

陰極：Cu2+ H+ Cu2++2e-■ Cu

陽極：OH- SO42- 4OH-■ O2+2H2O+4e-

總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O■Cu+2H2SO4+O2

3.以銅的電解精煉為例（非惰性電極）

陰極：Cu2+ H+ Cu2++2e-■ Cu

陽極：OH- SO42- 粗Cu Cu ■ Cu2++2e-

zn ■ zn2++2e-

Fe ■ Fe2++2e-

解析：陰陽極離子要考慮放電順序還要考慮陽極材料是否是活潑電極，如果是那么陽極是材料失電子。

五、電解的計算

例1 將一定濃度的硫酸銅溶液用惰性電極電解一段時間后，從其中一個電極上收集到448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，為了使電解后的溶液恢復(fù)到起始濃度，應(yīng)向電解后的溶液中加入（ ）。

A. 3.29g氫氧化銅 B. 3.2g氧化銅

C. 6.4g硫酸銅 D. 2.56g銅

解析：電解液的復(fù)原措施，電解時的總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2 ，電解時析出銅并放出氧氣，其物質(zhì)的量之比為2：1，兩者都離開了溶液體系。要使溶液恢復(fù)到起始濃度，應(yīng)向電解后的溶液中加入銅和氧氣，其物質(zhì)的量之比也要為2：1，相當(dāng)于加入氧化銅，在所給的四個選項中，只有B項符合。故答案為B。

參考文獻(xiàn)：

[1]化學(xué)反應(yīng)原理 山東科學(xué)技術(shù)出版社 王明召

[2]高中化學(xué) 1.2《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解》教案