电解的原理
一、考纲要求
1. 了解电解池的工作原理。
2. 能写出电极反应式和电池反应方程式。
二、考题规律
电解池工作原理是电化学知识中的重要内容之一，也是中学化学教学中的重点内容之一，因此成为历年高考的必考内容。
三、考向预测
（1）判断电极、判断离子或电子的移动方向、判断电极上发生的反应类型； （2）判断电极附近或整个溶液的酸碱性、判断电极反应式的正误； （3）电极反应式和电池反应式的书写等都将是高考试题的热点之一。
要点1：电解原理
1. 电解
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。在此过程中，电能转化为化学能。 2. 电解池
（1）概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。 （2）电解池的构成条件： ①有外接电源；
②有与电解质溶液相连的两个电极； ③形成闭合回路。
（3）电解池中电子和离子的移动：
①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 （4）电解池工作原理（以电解CuCl2溶液为例）：
总反应方程式：CuCl2
1. 明确阴、阳两极：
通电
Cu＋Cl2↑
要点2：电极反应式的书写步骤
根据外接电源 正极连阳极 负极连阴极 从阴极流出 从阳极流入 从阳极流出 从阴极流入 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 阳极：电极溶解、逸出O2（或极区变酸性）或Cl2 阴极：析出金属、逸出H2（或极区变碱性） 根据电流方向 根据电子流向 根据离子流向 根据电极产物
2. 分析电极产物：
首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分析判断。
3. 书写电极反应式：
①注意电解质溶液的环境。若电解质溶液中的离子与电极产物发生反应，一般要把该离子写进电极反应式，如碱性环境下生成的CO2会与OH反应生成CO3。
②注意质量守恒，电子守恒和电荷守恒，一般先照顾电子守恒，然后利用电荷守恒配平，最后再用质量守恒验证。 4. 电解总方程式的书写
（1）必须在连接号上标明通电或电解。
（2）只是电解质被电解，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通电－
2?Cu＋Cl2↑。
（3）只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫酸、NaOH溶液、Na2SO4溶液时，化学方程式应写为2H2O电解2H2↑＋O2↑。
（4）电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O电解H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
例题1 （北京高考）用石墨电极电解CuCl2溶液（见下图）。下列分析正确的是（ ）
A. a端是直流电源的负极 B. 通电使CuCl2发生电离
＋－
C. 阳极上发生的反应：Cu2＋2e???Cu
D. 通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 思路分析：
通过图中离子的运动状态可判断连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－???Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，阳极发生氧化反应，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。
答案：A
例题2 某课外活动小组设计了如图所示装置，调节滑动变阻器，在电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验（此时，打开止水夹a，关闭止水夹b）。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了令人高兴的现象。请帮助他们分析并回答下列问题（图中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过）：
（1）写出B装置中的电极反应式：
Pt极_______________________________________________________________； Fe极_______________________________________________________________。 （2）写出观察到的A装置中的现象：
①__________________________________________________________________； ②__________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。 （3）当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b，再观察C装置。若无现象，说明理由；若有现象，请写出有关反应方程式___________________________。
（4）若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见___________。 思路分析：
（1）据图知，Pt极是阴极，氢离子放电生成氢气，故电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑（或写成2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑）；Fe极为阳极，属活泼电极，故电极反应式为Fe－2e－
===Fe2＋。
（2）打开止水夹a、关闭止水夹b时，生成的氢气进入烧瓶，压强增大，将氨气压出，
氨气将导管内空气排出后，与烧杯中水接触而开始溶解，引起A装置烧杯中的H2O倒吸进烧瓶产生红色喷泉；但由于氢气不溶于水，故烧瓶中液面上升到高于左侧导管口一定程度后又逐渐下落至与导管口相平；最终烧杯中溶液呈红色，导管口有气泡（氢气）逸出。
（3）关闭止水夹a、打开止水夹b，Pt极产生的氢气，会将电解质溶液压入烧杯C中，
＋－＋
发生反应：Fe2＋2OH===Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3[或4Fe2
－
＋8OH＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3↓]。
（4）若想达到电解NaCl溶液的目的，应把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两电极调换位置等。
答案： （1）2H＋2e===H2↑（或2H2O＋2e===2OH＋H2↑） Fe－2e===Fe2
（2）①A装置烧杯中的H2O倒吸进烧瓶并产生红色喷泉 ②烧瓶中液面上升到高于左侧导管口一定程度后又逐渐下落至与导管口相平 ③最后烧杯中溶液呈红色，导管口有气泡逸出
＋－＋
（3）Fe2＋2OH===Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3[或4Fe2－
＋8OH＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3↓]
（4）把Fe电极换成C、Pt等惰性电极（或将装置中两电极调换位置等）
＋
－
－
－
－
＋
突破电极反应式、电解总方程式的书写
1. 体会书写步骤
以石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式的书写为例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：Cu2、H；阴离子：OH、SO4。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：Cu2>H；阳极：OH
－
＋
＋
＋
＋
－
2?>SO4。
第三步：写电极反应式和总的电解方程式。
＋－－－
阴极：2Cu2＋4e===2Cu；阳极：4OH－4e===O2↑＋2H2O。 根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式： 2CuSO4＋2H2O
电解
2?2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
2. 规避三个失分点
（1）书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
（2）要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
＋－
（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。
（答题时间：20分钟）
1. 下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附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是（ ）