电解原理和规律【考纲要求】1．了解电解池的工作原理，结合原电池工作原理，加深对化学能与电能相互转化的理解。
2．掌握离子的放电顺序，能写出电极反应式和电解池总反应方程式。
3．掌握电解产物的判断和计算。
【考点梳理】考点一：电解原理1．电解的定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
电解是最强有力的氧化还原手段，可将不能自发进行的氧化还原反应得以发生。
2．电解池的装置特点：有外接电源，将电能转化为化学能。
3．形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。
4．阴阳极的判断及反应：考点二：原电池与电解池的比较原电池 电解池 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 反应特征自发进行非自发进行装置举例电极电池的正、负极由电极材料决定 负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、金属氧化物、非金属导体阴、阳极由所连电源决定阴极：接直流电源负极 阳极：接直流电源正极电极反应负极：失去电子、发生氧化反应 正极：得到电子、发生还原反应阳极：阴离子或金属单质失电子发生氧化反应 阴极：阳离子得电子发生还原反应 电子流向 负极e-−−−−→外电路正极考点三：电解规律1．电极材料（１）活性电极：既导电又能反应（针对阳极，指金属活动顺序表Ag 及Ag 以前的金属。
）（２）惰性电极：只导电不溶解（惰性电极一般指金、铂、石墨电极，而银、铜等均是活性电极。
） 2．离子放电顺序（1）阳极：阴离子放电顺序（活性金属）＞ S 2—＞I —＞Br —＞Cl —＞OH —＞含氧酸根＞F —阴极←—|←—阳极离子放电e ―e ―（实际上在水溶液中的电解，OH—后面的离子是不可能放电的，因为水提供OH—的会放电）（2）阴极：阳离子放电顺序阴极本身被保护，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸中）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水中）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。
要点诠释：阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。
3．电极反应式和电解总方程式（1）电极反应式的书写①首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。
阳极为金属活性电极时，电极材料放电。
②再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。
③电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH―之后的离子一般不参与放电反应。
（2）电解化学方程式的书写①必须在长等号上标明“电解”。
②仅是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。
如电解CuCl2溶液：CuCl2电解Cu+Cl2↑③仅有水被电解，只写水及电解产物即可。
如电解NaOH溶液、稀H2SO4：2H2O电解2H2↑+O2↑。
④电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。
如电解AgNO3溶液：4AgNO3+2H2O电解4Ag+O2↑+4HNO3。
解题依据是得失电子守恒，解题方法一般有如下几种：（1）根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
（2）根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。
（3）根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。
【典型例题】类型一、电解原理例1．某同学按下图所示的装置进行电解实验。
下列说法正确的是（）A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，总反应方程式为：Cu+2H2SO4电解CuSO4+H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H+的浓度不断增大【思路点拨】与电源正极相连的电极为阳极，阳极Cu失电子发生氧化反应。
【答案】B、C【解析】本题主要考查电解的基本原理，由题目所给图示可知，活泼金属铜作阳极，发生反应：Cu－2e－==Cu2+。
同时溶液中的H+在阴极石墨上发生反应：2H++2e－==H2↑，总反应的化学方程式为：Cu+H2SO4电解CuSO4+H2↑，所以A项不正确，B项正确，D项不正确；随着电解过程不断进行，溶液中的Cu2+浓度不断增大，一定时间后即当c (Cu2+)较大时，由于Cu2+的氧化性大于H+，故此时阴极发生反应：Cu2++2e－==Cu，所以C项正确。
【总结升华】解答有关电解问题的步骤：（1）首先要判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池。
（2）对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活性电极，则被氧化的是电极本身。
（3）若溶液中的阴、阳离子有多种，则据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极反应式。
（4）根据电极反应式解答相关问题。
举一反三：【变式1】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图，电解总反应为：2Cu+H2O 通电Cu2O+H2↑。
下列说法正确的是（）A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成【答案】A【解析】由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。
因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。
当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。
【变式2】某学生为完成2HCl+2Ag==2AgCl↓+H2↑，设计如图所示的四个实验，你认为可行的实验是（）。
【答案】D【解析】该反应不能自发进行，必须电解，且阳极为Ag。
类型二、酸、碱、盐溶液的电解规律例2．用铂电极电解下表中各组物质的稀溶液（如图）一段时间后，甲、乙两池中溶液的选项 A B C D甲KOH H2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HCl HNO3【答案】D【解析】甲中电解KOH时，实质为电解水，电解质溶液浓度增大，溶液pH增大，A不正确；甲中为硫酸时，甲中pH减小，①为阳极生成氧气，④为阴极生成银单质，当有1 mol氧气生成时会生成4 mol的银单质，B 不正确；甲中为Na2SO4时，通电之后溶液pH不发生变化，C不正确；甲为硫酸铜溶液时，①为阳极：4OH――4e―==2H2O+O2↑，阴极：Cu2++2e―==Cu，溶液pH减小，乙中为硝酸，电解时溶液pH减小，④为阴极：2H++2e―==H2↑，当转移电子数相同时，在①和④两极的电极产物的物质的量之比为1∶2，D正确。
【总结升华】用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，其溶液pH变化的判断方法是：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，即无氧只放氢，pH升；无氢有氧放，pH降；氢、氧一齐放，是碱pH升，是酸pH降。
举一反三：【变式1】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是（）A．逸出气体的体积a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色【答案】D【变式2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（）。
A．CuCl2 [CuO] B．NaOH [NaOH] C．NaCl [HCl] D．Na2SO4 [NaOH]【答案】C【解析】A应补充适量的CuCl2，B、D均应补充适量的水；C中阳极：2Cl－－2e－==Cl2↑，阴极：2H++2e－==H2↑，损失的是HCl，因此需要补充适量的HCl。
【总结升华】溶液恢复为与原来溶液完全一样的是指：反应后的溶质要恢复原来的溶质，并且其浓度也要恢复为原来的浓度。
类型三、电解的有关计算例3．用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。
当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量是（）A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg【思路点拨】忽略电解前的氢离子，即生成的氢离子浓度为10-3mol/L。
利用电解方程式进行计算。
【答案】B【解析】由总的电解反应式：4AgNO3+2H2O4Ag+ O2↑+4HNO3得计算关系式：4Ag~O2~4H+~4e—因为有HNO3生成，所以pH要变小。
生成HNO3的物质的量为(10-3－10-6)×0.5 mol≈0.5×10-3mol（即忽略原溶液中的氢离子），所以析出银的质量为0.5×10-3mol×108g/mol=54mg【总结升华】依电子得失守恒，可得常见的计算关系式：2Cu~2H2~2Cl2 ~4Ag~O2~4H+~4OH- ~4e—举一反三：【高清课堂：399161 例3】【变式1】电解2L 4mol/L的NaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH为A．2 B．7 C．11 D．12【答案】D【高清课堂：399161 例4】【变式2】Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中C(Na+)为A．0.5mol/L B．1mol/L C．1.5mol/L D．2mol/L【答案】D。