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電解質(zhì)的導(dǎo)電的過程實(shí)質(zhì)上就是電解過程；電解是在外電源的作用下被迫發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程,把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而在原電池中正好相反,是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的過程,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.
（一）電解
1、電解的定義
電解是使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在兩極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程.其裝置叫電解池,常由直流電源、兩個(gè)電極、導(dǎo)線及電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）構(gòu)成.
2、放電順序
（1）陰極：與原電池負(fù)極相連的一極,陰極電極材料的本身受到保護(hù),不參與反應(yīng).溶液中較易得電子的陽(yáng)離子在陰極上得電子而被還原,在陰極得電子的難易順序?yàn)椋?br/>Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>（H＋）>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>A13＋>Mg2＋>Na＋
當(dāng)此放電順序適用于陽(yáng)離子濃度相差不大時(shí),順序要有相應(yīng)的變動(dòng)（當(dāng)溶液中H＋只來(lái)自于水電離時(shí),H＋的放電順序介于A13＋和Zn2＋之間）.
（2）陽(yáng)極：與原電池正極相連的一極.如果用活潑金屬做陽(yáng)極,則陽(yáng)極依金屬活潑性強(qiáng)弱的順序本身失電子被氧化成為陽(yáng)離子進(jìn)入溶液；如果用惰性電極（如Pt、Au、石墨等）做陽(yáng)極,則溶液中較易失電子的陰離子在陽(yáng)極上失電子而被氧化.在陽(yáng)極失電子的順序?yàn)椋?br/>K>Ca>Na>…>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-
3、電解反應(yīng)方程式的書寫步驟
（1）分析電解質(zhì)溶液中存在的離子（電解質(zhì)的電離和水的電離）.
（2）確定電極、分析離子的放電順序.
（3）寫出電極反應(yīng)式（注明電極名稱,用“=”,注意原子個(gè)數(shù)守恒）.
（4）寫出電解方程式.
4、電解規(guī)律（惰性電極做陽(yáng)極）
（1）電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿和活潑金屬含氧酸鹽溶液.如：NaOH溶液、H2SO4溶液.
（2）分解電解質(zhì)型：無(wú)氧酸、不活潑金屬無(wú)氧酸鹽溶液（HF、氟化物除外）.如：HCl、CuCl2溶液.
（3）放H2生堿型：活潑金屬無(wú)氧酸鹽溶液（F-除外）.如：NaCl溶液.
（4）放O2生酸型：不活潑金屬含氧酸鹽溶液.如：CuSO4溶液.
電解實(shí)例
電解液
溶質(zhì)類別
電解總反應(yīng)方程式
被電解的物質(zhì)
溶液pH變化
NaOH溶液
強(qiáng)堿
2H2O2H2↑＋O2↑
H2O
升高
H2SO4溶液
強(qiáng)酸
降低
Na2SO4溶液
活潑金屬的含氧酸鹽
不變
CuCl2溶液
不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽
CuCl2Cu＋Cl2↑
電解質(zhì)本身
電解CuCl2時(shí)pH下降
HCl溶液
無(wú)氧酸
2HClH2↑＋Cl2↑
升高
NaCl溶液
活潑金屬的無(wú)氧酸鹽
2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
電解質(zhì)和水
升高
CuSO4溶液
不活潑金屬的含氧酸鹽
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
降低
NaCl（熔融）
熔融離子化合物
2NaCl2Na＋Cl2↑
電解質(zhì)本身
Al2O3（熔融）
2Al2O34Al＋3O2↑
【歸納總結(jié)】
（1）電解后判斷溶液pH的變化：先分析原溶液的酸堿性,再看電極產(chǎn)物.
①如果只產(chǎn)生H2而沒有O2,則pH變大；
②如果只產(chǎn)生O2而無(wú)H2,則pH變?。?br/>③如果既產(chǎn)生O2又有H2,若原溶液呈酸性則pH減?。蝗粼芤撼蕢A性pH增大；若原溶液呈中性pH不變.
④如果既無(wú)O2產(chǎn)生也無(wú)H2產(chǎn)生,則溶液的pH均趨于7.
（2）使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng),再將其化合物投入電解后的溶液中即可.如：①NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；②AgNO3溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3）等.
5、電化學(xué)計(jì)算的基本方法
有關(guān)電解的計(jì)算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積,某元素的化合價(jià)以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等.解答此類題的方法有兩種：一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式,應(yīng)用陰、陽(yáng)兩極得失電子守恒進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；二是用惰性電極進(jìn)行電解的過程,若電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子不同時(shí)在兩極上放電,則陽(yáng)離子放電的同時(shí)必有H＋生成,n（H＋）=n（陽(yáng)離子）×電荷數(shù)；陰離子放電的同時(shí)必有OH—生成,n（OH—）=n（陰離子）×電荷數(shù).也可利用物質(zhì)的量的相關(guān)量關(guān)系（由電子得失守恒得）,如,H2～Cl2～O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－.

（二）電解原理的運(yùn)用
1、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程.電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程.電鍍的目的主要是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度.鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的金屬（如鉻、鋅、鎳、銀）和合金（銅錫合金、銅鋅合金等）.
⑴鍍層金屬作陽(yáng)極,鍍件作陰極,電鍍液必須含有鍍層金屬的離子.電鍍鋅原理（鍍鋅）：
陽(yáng)極：Zn－2eˉ = Zn2＋
陰極：Zn2＋＋2eˉ=Zn
⑵電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化.
⑶在電鍍控制的條件下,水電離出來(lái)的H＋和OHˉ一般不起反應(yīng).
⑷電鍍液中加氨水或NaCN的原因：使Zn2＋離子濃度很小,鍍速慢,鍍層才能致密、光亮.
2、電解精煉銅：銅的精煉是以還原法制得的粗銅為原料,用電解法純化的過程.粗銅作陽(yáng)極,精銅作陰極,電解液含有Cu2＋.銅前金屬先反應(yīng)但不析出,銅后金屬不反應(yīng),形成“陽(yáng)極泥”.
3、電解冶煉鋁：電解熔融電解質(zhì),可煉得活潑金屬.電源的負(fù)極是最強(qiáng)的“還原劑”,可“強(qiáng)迫”活潑金屬的陽(yáng)離子得電子.鋁是地殼含量最多的金屬元素,又是用途很廣的金屬,但是由于它是較活潑的金屬,自然界沒有單質(zhì)鋁存在,很難制取它.用鈉還原氧化鋁,成本很高,不能大量生產(chǎn),1886年,青年科學(xué)家霍爾發(fā)明了用電解法制鋁以后,才大量生產(chǎn)鋁.
⑴原料：冰晶石和氧化鋁（提純鋁土礦）
⑵原理：
陽(yáng)極：2O2－－4e =O2↑
陰極：Al3＋＋3e- =Al
總反應(yīng)：4Al3＋＋6O2ˉ電解====4Al＋3O2↑
⑶設(shè)備：電解槽（陽(yáng)極C、陰極Fe）.因?yàn)殛?yáng)極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)生成 CO和CO2,故需定時(shí)補(bǔ)充.
4、氯堿工業(yè)：目前我國(guó)工業(yè)上大多采用立式隔膜電解槽.這種隔膜電解槽的陽(yáng)極是由金屬鈦或石墨制成,陰極是鐵絲網(wǎng)做成的,網(wǎng)上吸附著一層石棉絨作為隔膜,這層隔膜把電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室.
⑴反應(yīng)原理：
陽(yáng)極：2Cl-－2e-==Cl2↑
陰極：2H＋＋2e-== H2↑
總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O電解====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH
⑵設(shè)備：陽(yáng)離子交換膜電解槽.陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過而阻止陰離子和氣體通過,防止氫氣與氯氣混合反應(yīng)發(fā)生爆炸,防止氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng),影響燒堿的質(zhì)量.
⑶制燒堿生產(chǎn)過程：
①食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42- 等）→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→過濾→加入鹽酸→加入離子交換劑（NaR）
②電解生產(chǎn)主要過程：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入,H2O從陰極區(qū)加入.陰極H＋ 放電,破壞了水的電離平衡,使OH-濃度增大,OH-和Na＋形成NaOH溶液.
【歸納總結(jié)】原電池與電解池的比較
項(xiàng) 目
原 電 池
電 解 池
反應(yīng)性質(zhì)
氧化還原反應(yīng)
自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)
多為非自發(fā),但也可以是自發(fā)反應(yīng)
裝置性質(zhì)
化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能
電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能
電極名稱
負(fù)極和正極
陰極和陽(yáng)極

電極反應(yīng)式
負(fù)極：失電子氧化反應(yīng)
陰極：得電子還原反應(yīng)
正極：得電子還原反應(yīng)
陽(yáng)極：失電子氧化反應(yīng)
離子遷移方向
陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極
陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極
【點(diǎn)擊高考】縱觀歷年高考卷,電化學(xué)知識(shí)是一大命題熱點(diǎn),特別是近幾年,甚至有的年份一張?jiān)嚲砩嫌袔滋幧婕?回顧歷屆高考經(jīng)典可以看出,有關(guān)原電池知識(shí)主要考點(diǎn)有：（1）原電池的判斷；⑵電極反應(yīng)方程式的書寫；⑶原電池電極反應(yīng)的類型、現(xiàn)象和速率；⑷實(shí)用電池（干電池、可充電電池、燃料電池等）的原理.有關(guān)電解池知識(shí)的常見考點(diǎn)有：⑴電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式；⑵兩極放電順序；⑶電解的應(yīng)用（電鍍、測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)、制備有機(jī)物等）；⑷根據(jù)電解規(guī)律及電解反應(yīng)方程式的計(jì)算；⑸判斷電解過程中溶液pH的變化；⑹電解和環(huán)保知識(shí)的綜合應(yīng)用.
原電池原理和電解原理都是歷年高考命題的熱點(diǎn),大多以選擇題形式出現(xiàn),難度適中.在分析解答時(shí),要特別注重把握準(zhǔn)以下幾點(diǎn)：①判斷什么池（原電池?zé)o外界電源,電解池陽(yáng)極為惰性電極,電鍍池有外界電源陽(yáng)極為活性電極）；②判斷什么極（原電池活潑金屬、還原劑做負(fù)極,電解池與電源正極相連的為陽(yáng)極、負(fù)極相連的為陰極）；③抓電極反應(yīng)（反應(yīng)式書寫注意電子得失和原子個(gè)數(shù)守恒,注意離子放電對(duì)電極附近溶液酸堿性的影響）；④抓總方程式（注意兩個(gè)電極的反應(yīng)式之和是總方程式,溶液的酸堿性變化與總方程式有關(guān)）.

【典型例題】
例1. （2005全國(guó)I）關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是（）
A. 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無(wú)色
B. 若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C. 電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉
D. 電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?br/>分析：電解氯化鈉溶液時(shí),陰極附近OH－的濃度增大,滴入酚酞變紅,故A錯(cuò)；在陽(yáng)極得到氯氣,但在陰極得到的是氫氣,故C錯(cuò)；電解一段時(shí)間后由于生成了氫氧化鈉溶液呈堿性,故D錯(cuò).答案B

例2. （2005天津）金屬鎳有廣泛的用途.粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋＝（）
A. 陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式：Ni2＋＋2e－＝Ni
B. 電解過程中,陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等
C. 電解后,溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2＋和Zn2＋
D. 電解后,電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt
分析：電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),且有鐵、鋅失去電子被氧化,故A錯(cuò)；電解的過程中,由于生成的Fe2＋和Zn2＋不能在電極上被還原,兩電極發(fā)生的電極反應(yīng)不同,所以質(zhì)量不可能相同,B錯(cuò)；電解后溶液中除Fe2＋和Zn2＋外,還應(yīng)有Ni2＋,故C錯(cuò).答案D

例3. 下圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的是（）

a極板
b極板
x電極
Z溶液
A
鋅
石墨
負(fù)極
CuSO4
B
石墨
石墨
負(fù)極
NaOH
C
銀
鐵
正極
AgNO3
D
銅
石墨
負(fù)極
CuCl2
分析：通電后a極板增重,表明溶液中金屬陽(yáng)離子在a極板上放電,發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì),因此可確定a極板是電解池的陰極,與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極.選項(xiàng)C中x極為正極,故C不正確.A中電解液為CuSO4溶液,陰極a板上析出Cu而增重,陽(yáng)極b 板上由于OH－離子放電而放出無(wú)色無(wú)臭的O2,故A正確.B中電解液為NaOH溶液,通電后陰極a上應(yīng)放出H2,a極板不會(huì)增重,故B不正確.D中電解液為CuCl2溶液,陰極a板上因析出Cu而增重,但陽(yáng)極b板上因Cl－離子放電,放出黃綠色有刺激性氣味的Cl2,故D不正確.答案A
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