电解池题的套路是「先定电极、再查顺序」:阳极看是不是活性电极,阴极按阳离子放电顺序来。氯碱工业、电镀、金属防护三个应用各有一套固定表述,背熟即可拿分。
电解池的构成与电极反应
| 电极 | 连接与反应 | 名称记忆 |
|---|---|---|
| 阳极 | 接电源正极,发生氧化反应(失电子) | 阳极氧化:阳失(阳极失电子) |
| 阴极 | 接电源负极,发生还原反应(得电子) | 阴极还原:阴得(阴极得电子) |
放电顺序:阳极上活性电极(金属本身)优先溶解,其次是 S²⁻ 大于 I⁻ 大于 Br⁻ 大于 Cl⁻ 大于 OH⁻ 大于含氧酸根;阴极上 Ag⁺ 大于 Fe³⁺ 大于 Cu²⁺ 大于 H⁺(酸)大于 Pb²⁺ 大于 Fe²⁺ 大于 Zn²⁺(水溶液中氢后金属先放电)。
两个核心工业应用
- 氯碱工业:电解饱和食盐水,阳极放 Cl₂,阴极放 H₂ 并生成 NaOH,总反应 2NaCl + 2H₂O →(电解) 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
- 电解冶炼铝:2Al₂O₃ →(电解、冰晶石) 4Al + 3O₂↑,冰晶石降低氧化铝熔点;电解只能得到铝,不能用碳还原
- 电镀:镀件接阴极,镀层金属接阳极,电解液含镀层金属离子——阳极溶解补充离子,镀件上析出镀层
- 电解精炼铜:粗铜接阳极溶解,纯铜接阴极析出,杂质沉入阳极泥,CuSO₄ 溶液作电解液
金属的两种电化学防护
| 方法 | 原理 | 被保护金属的角色 |
|---|---|---|
| 牺牲阳极的阴极保护法 | 原电池原理:活泼金属作负极被腐蚀 | 作正极,被保护 |
| 外加电流的阴极保护法 | 电解池原理:外接电源强制输电子 | 接电源负极作阴极,被保护 |
辨析:电解含氧酸溶液,最后剩下什么
电解稀硫酸或 NaOH 溶液,本质都是电解水(阳极 OH⁻ 放氧、阴极 H⁺ 放氢),溶质只起导电作用,浓度随水的消耗而增大;而电解盐酸阳极放 Cl₂、电解 CuSO₄ 溶液阴极析铜阳极放氧,电解质都被真正消耗。判断「电解后溶液浓度如何变化」要先判断「电解的到底是不是水」,这是选择题最爱设的一档。