电解原理

目前市场上动力型电池主要有铅酸电池, 镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池。其中铅酸电池和福镶电池是早已广泛应用的二次电池, 占据了动力型电池的主要市场。但这两类电池比能量低, 商品电池一般只能达到30~50wh/kg, 同时铅和镉是有毒金属, 对环境有严重的污染, 已被世界各国限制生产和使用。氢镍电池工作电压较低, 高温时自放电较大, 只适合做小型工具的动力电源。锌镍二次电池由锌电极和镍电极组成, 兼有锌银电池锌负极高容量和镉镍电池镍正极长寿命的优越性能。锌镍二次电池在性能上具有容量大、比能量高一般为镉镍电池的一倍, 为氢镍电池的倍、安全性好、工作电压高、无记忆效应、优异的低温性能、可大电流快速充放电等优点, 在电池的生产和使用过程对环境不产生污染, 属于“ 绿色电池” 。国内锌镍电池产品生产技术应用现状 生产工艺介绍锌镍电池由锌、氧化镍和质量浓度为25%～30%氢氧化钾溶液及隔膜等组成的。Zn/ Ni电池的电池反应机理:2Ni(OH)2+Zn(OH)2＝2NiOOH+Zn+2H2O其正极组成为:氢氧化镍、镍粉和添加剂;负极组成为:氧化锌、锌粉、添加剂。通常锌电极由氧化锌、金属锌粉、添加剂和聚四氟乙烯乳液等混合滚压而成。镍电极由两种方法制备: ①烧结式镍电极,它由羰基镍粉烧结成多孔基板。②发泡式镍电极是将氢氧化镍、导电石墨和聚四氟乙烯乳液滚压于发泡镍基底上制备而成。生产设备介绍主要设备： 单面间隙式涂布机、全自动分条机、全自动叠片机、极片自动成型机、手动冲片机、手动叠片机、定长裁片机、 双面真空封装机、顶侧封、八工位转盘式顶侧封、打钢珠机等。卷芯入壳机、压扁机、隔膜处理机、极耳裁切机、极耳包胶机，涂布设备 卷绕设备 分条设备 制片设备。极耳连接极片设备，极片烘干，滚压设备，软包装封装设备，超声波，点焊机，可以用来极耳连接极片，电池检测设备，X-RAY无损检测仪，顶封,侧封,化成封口,极片真空烘箱, 制氮机设备生产工艺革新路径目前国内锌镍电池研究与试产的企业主要存在以下问题：1、电池寿命短，一般在100~200 Cycles,2、电极的变形，3、锌极的腐蚀与溶解，4、锌枝晶的生长过快，5、过充的控制具体产生的原因：1、材料选择不当，2、添加剂的选择与量控制不合理，3、隔膜选择不当，4、工艺不合理，5、充电模式不合理。锌镍电池的成本：降低生产成本是碱性锌镍电池发展的关键。由于正极核心材料NiOOH 处于初级发展阶段,制造成本相对较高。技术研发现状锌镍电池的充放循环寿命较短,是由于锌负极在氢氧化钾电解液中的放电产物溶解度大,充电时发生不均匀的锌沉积。锌负极在多次充放电后形状发生改变,电极的四周变薄,中间增厚,有时则表现为上部变薄,下部增厚。电极活性表面积减小,电极容量下降[1999密封锌镍电池发展评述 ] 。 锌电极在充电后期,还产生像树枝状的沉积物,这种树枝状况积物有时可戳穿隔膜,引起电池内部短路,使电池寿命终止。　碱性溶液中的锌电极,在热力学上是不稳定的。锌电极自放电不仅损失容量,同时产生了氢气。其反应如下:Zn + 2 OH——01Zn (OH)2 + 2 eZnO + H2O2H2O + 2e—— 2 OH- + H2Zn + H2O——ZnO + H2锌负极在充放电过程中,还发生锌从负极向正极的迁移,使正极的孔隙被锌酸盐阻塞,导致正极容量的下降。为了提高锌镍电池的充放循环寿命,必须解决锌电极的变形,抑制锌枝晶的生长,抑制自放电产生氢气和锌从负极向正极的迁移。近年来国内外的研究还在不断地进行着，其目的在于保持它的优良性能,进一步降低镍电极的制造成本。　镍电极在充电时产生的氧气必须得到消除,否则将使电池发生气胀。镍电极的问题还有如何抑制它在充放循环过程中发生膨胀。由于锌镍电池中,在锌电极上通常包数层再生纤维素膜或聚丙烯膜,以阻止锌酸根离子向正极方向的扩散、迁移和锌枝晶的穿透隔膜。 放电过程中消耗水,所以一定要有吸液性良好的隔膜。还要考虑有能阻抑锌酸根离子的迁移、扩散和阻止锌枝晶生长的再生纤维素膜或聚丙烯膜。但是,有了这些膜,又使得电池充电时正极上产生的氧不易达到锌负极表面发生还原反应。由于碱性溶液中锌电极的热力学不稳定性,锌电极自放电必导致产生氢气。所以在研制密封锌镍电池时,特别是容量比较大的电池时,应重视抑制锌电极的自放电,并设法消除由自放电产生的氢气。我国厦门的两家公司正与美国能量研究公司联合开发生产锌镍电池。电动车用锌镍电池的目标是达到一次充电行驶240km，总里程160000km，估价约200$/kwh。

（1）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2+2OH-；放出气体，溶液变红；②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，就说明生成的氯气，故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2；（2）①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X电极材料是纯铜，该电极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故答案为：纯铜；Cu2++2e-═Cu；②粗铜作阳极，所以Y电极材料是粗铜，该电极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为，故答案为：粗铜；Cu-2e-═Cu2+；③阳极上铜和其它较活泼的金属失电子，阴极上只有铜离子得电子，根据转移电子相等知，析出的铜大于溶解的铜，所以溶液中铜离子浓度变小，故答案为：变小；（3）电镀时，镀层锌作阳极，镀件作阴极，阳极上电极反应式为Zn2++2e-═Zn，阳极溶解金属的质量等于阴极析出金属的质量，所以溶液中金属阳离子浓度不变，故答案为：Zn2++2e-═Zn；不变．

A、氯碱工业中，X电极连接电源正极，为电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，2Cl--2e-=Cl2↑，故A错误；B、电解精炼铜时，粗铜做阳极含有铁、锌、镍等活泼金属，精铜做阴极，电解过程中电子守恒，溶液中的铜离子浓度减少，故B错误；C、在铁片上镀铜时，铁片做阴极为Y电极，铜做阳极为X电极，故C错误；D、金属镁是电解熔融的氯化镁，镁阴极得到电子析出，水溶液中镁离子不放电，故D正确；故选D．

　　1. 隔膜法：隔膜法采用的主要设备是隔膜电解槽，其特点是用多孔渗透性的隔膜将阳极室和阴极室隔开，隔膜阻止气体通过，而只让水和离子通过。这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸，又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。隔膜法的缺点主要是投资和能耗较高，产品烧碱中会含有杂质食盐。　　2. 水银法：此法采用的主要设备电解槽是由电解室和解汞室组成，其特点是以汞为阴极，得电子生成液态的钠和汞的合金。在解汞室中，钠汞合金与水作用生成氢氧化钠和氢气，析出的汞又回到电解室循环使用。此法的优点是制得的碱液浓度高、质量好、成本低。水银法的最大的缺点是会带来汞对环境的污染。所以此法已逐渐减少使用。　　3. 离子交换膜法：在此法的主要设备--电解槽中，采用具有选择性的离子交换膜将阳极室和阴极室隔开，阳离子交换膜只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过，这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸，又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。离子交换膜法在建设费用、电能损耗、产品质量和解决环境污染等方面都比隔膜法、水银法优越，被公认是现代氯碱工业的发展方向。

（1）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，X电极负极水的电离被破坏，氢氧根离子浓度增大，溶液呈红色，故答案为：2H++2e-=H2↑；溶液呈红色；②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色；（2）①电解方法精炼粗铜，X为阴极，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu；②电解方法精炼粗铜，Y为阳极，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜．

（1）①根据电流方向知，a是正极，b是负极，电解精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A是阳极，则A极材料是粗铜，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+；②a．电能不能全部转化为化学能，还有部分转化为热能，故错误；b．在电解精炼过程中，阳极上金属放电，所以电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生，故正确；c．溶液中Cu2+向阴极移动，故错误；d．在阳极的底部可回收不活泼金属，如Ag、Pt、Au，故正确；故选bd；（2）电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，生成1mol氧气需要4mol电子，根据转移电子相等得阳极上产生的气体在标准状况下的体积=12.6g64g/mol×24×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24；（3）该反应不能自发进行，所以只能设计成电解池，失电子的金属作阳极，反应方程式中溶液为电解质溶液，阴极上得电子发生还原反应，所以若将该反应设计为电解池，其电解质溶液需用稀硫酸，阳极材料是用 铜，阴极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：硫酸溶液；铜；O2+4H++4e-=2H2O．

y是阳极 发生氧化反应失去电子 电解液中有Cl-故Y极反应为2歌氯离子—2个电子=一个氯气 电解氯化钠即氯碱工业的化学原理方程式为 2个氯化钠 +2个水 通电=2个氢氧化钠+一个氢气+一个氯气 因为x极生成碱所以现象是变红

电解原理：电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后，离子作定向运动。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH-在阳极失去电子，被氧化成氧气放出；H+在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电压效率电解时电解质的理论电解电压与实际电解电压之比。后者即是电解槽的槽电压。槽电压是理论电解电压、超电压和输电导体电压损失之和。影响槽电压大小的因素很多,除前述影响超电压的因素外,还有导线与电极之间的接触电压、隔膜材料、电解槽结构、电流密度等。槽电压通常远大于理论电解电压，导致电压效率很低。

CuCl2---Cu+Cl2

阳极发生氧化反应阴极发生还原反应

由于水中的钙、镁、钠、钾等矿物质多聚集在阴极，氢氧离子（OH-）增加而成为弱碱性，学名为“电解水”，日本则称为“碱性离子水”；氧、硫酸、硫黄等则被引致阳极。电解水 不仅适合一般健康人日常饮用，而且特别适合胃肠疾病、高血压、高脂肪、高胆固醇、糖尿病、肾脏病、慢性肝炎、肥胖、特异性体质引起的疾病和便秘等患者饮用。电解水机就是将以市政自来水为水源通过前置过滤器对水进行过滤然后得到的净水进入电解槽，以分离膜为媒介在水中施以直流电压，利用电解板使水分解，既而分离出弱碱性水与弱酸性水的一种电器。钙、镁、钾、钠等则被引致阴极，出来的水为碱性电解还原水，适合于饮用与保健等。在阳极，酸根离子聚集，同时增加氢离子（H+）而生成弱酸性水，也称为酸性氧化电位水，适合于清洗，消毒，美容等。水是以水分子团的形式呈液态存在，普通的自来水通常是由11～13个的水分子集团构成的水分子簇，在电解槽中特定电场作用下，水分子间氢键被部分打开，生成5～6个水分子组成的小集团水；同时在电场力作用下，水中的Ca2+、Mg2+、K+等阳离子向阴极移动；而Cl-、SO42-、NO3-、NO2-等阴离子向阳极移动。水在电解槽的阴阳两极上发生反应如下：H2O=OH-+H+在阴极：H++e=H2H++2eH2↑2H2O+2e=2OH-+H2↑在阳极：4OH–4e=2H2O+O2↑2H2O-4e=4H++O2↑在电解槽中，电解槽由离子膜分为阴、阳两室，两室之间只有离子可以自由穿透。水在液态时会电离为氢离子和氢氧根离子，通电后由于氢离子带正电而向阴极移动；氢离子得到一个电子后变成还原性极强的活性氢，水的氧化还原电位因此改变，由正变负。活性氢不稳定，两个氢原子得到两个电子变为氢气逸出水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，则氢 氧根离子不断聚积在阴极被称为碱性电解水；相反，氢氧根离子带负电向阳极移动，失去电子变成氧气

电能转变为化学能的过程，即直流电通过电解槽，在电极-溶液界面上进行电化学反应的过程 。例如，水的电解，电解槽中阴极为铁板，阳极为镍板 ，电解液为氢氧化钠溶液。通电时，在外电场的作用下，电解液中的正、负离子分别向阴 、阳极迁移 ，离子在电极 - 溶液界面上进行电化学反应。在阴极上进行还原反应。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2（g）和O2（g）。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。例如：可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用，许多有色金属和稀有金属的冶炼及金属的精炼，基本化工产品的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解实现的。

一、电解池原理：　　电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)；T为温度(K)；n为电极反应中得失电子数；F为法拉第常数，等于96500C/mol；α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。　　二、电解池的简单介绍：　　(1)使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。　　(2)把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。　　(3)当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程电解原理（电解池装置如图）。　　阴极：与电源负极相连的电极。（得电子发生还原反应）。　　阳极：与电源正极相连的电极。（失电子发生氧化反应）。

固体氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，形成具有良好导电性的均匀熔体，采用炭素材料做阴阳两阳，当通入直流电以后，即在两极发生电化学反应，在阳极得到气态物质，阴极得到液态铝，其过程简单的描述为：溶解的氧化铝——液态铝（阴极）加气态物质（阳极），铝的工业生产全部采用活性阳极（炭阳极），采用炭阳极生产时，随着电解过程的进行，阳极炭参与电化学反应，生成碳的化合物—二氧化碳。

电解的概念：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。注意：①电流必须是直流而不是交流。②熔融态的电解质也能被电解。电解质导电的实质对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。

电解池口诀：正-阳-氧，负-阴-还。连电源正极的为阳极发生氧化反应，连电源负极的为阴极发生还原反应。与原电池比较，负极氧化，正极还原。原电池：分正负极，阴离子到负极，阳离子到正极，分阴阳极，外加电源的负极连阴极，正极连阳极。理解：负极发生氧化反应，失去电子，变成阳离子，阴离子到负极，与阳离子阴阳相吸。基本概念(1)使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在阴、阳两极上引起还原氧化反应的过程叫做电解。(2)把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。(3)当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程电解原理。阴极：与电源负极相连的电极。（得电子发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极。（失电子发生氧化反应）

电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算：式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)；T为温度(K)；n为电极反应中得失电子数；F为法拉第常数，等于96500C/mol；α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。在水溶液电解时，究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电,需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压与超电压之和。影响超电压的因素很多，有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如：在氯碱生产过程中,浓的食盐水溶液用碳电极电解时,阴极上放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氯气；稀的食盐水溶液电解时，阴极放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氧气，同时产生盐酸。 [以氯化铜（CuCl2）溶液的电解为例]CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-。CuCl2===Cu2++2Cl-通电前，Cu2+和Cl-在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯气分子，从阳极放出。阴极：Cu2++2e-==Cu阳极：2Cl--2e-==Cl2↑电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=Cu+Cl2↑(通电）

电解离子水机就是将以市政自来水为水源；通过前置过滤器对水进行过滤；然后得到的净水进入电解槽，以分离膜为媒介在水中施以直流电压，利用电解板使水分解，既而分离出弱碱性水与弱酸性水的一种电器。由于水中的钙、镁、钠、钾等矿物质多聚集在阴极，苯酚（PhOH）增加而成为弱碱性水，也称为还原水；氧、硫酸、硫黄等则被引致阳极，适合于饮用与保健等。增加氢离子（H4O9+）而生成弱酸性水，也称为氧化水；适合于清洗，消毒，美容等。水是以水分子团的形式呈液态存在，普通的自来水通常是由11～13个的水分子集团构成的水分子簇，在电解槽中特定电场作用下，水分子间氢键被部分打开，生成5～6个水分子组成的小集团水；同时在电场力作用下，水中的Ca2+、Mg2+、K+等阳离子向阴极移动；而Cl-、SO42-、NO3-、NO2-等阴离子向阳极移动。水在电解槽的阴阳两极上发生反应如下：H2O=OH-+H+在阴极：H++e=H2H++2eH2↑2H7O+2e=2OH-+H3↑在阳极：4OH–4e=2H3O++O2↑2H2O-4e=4H++O2↑在电解槽中，电解槽由离子膜分为阴、阳两室，两室之间只有离子可以自由穿透。水在液态时会电离为氢离子和酚羟基离子，通电后由于氢离子带正电而向阴极移动；氢离子得到一个电子后变成还原性极强的活性氢，水的氧化还原电位因此改变，由正变负。活性氢不稳定，两个氢原子得到两个电子变为氟气逸出水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，则氢 氧根离子不断聚积在阴极被称为碱性电解水；相反，氢氧根离子带负电向阳极移动，失去电子变成氧气水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，氢离子在阳极聚积，被称为酸性电解水或电解氧化水。

这是氧化铝生产的工艺原理

阴极：阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。阳极：阴离子：S2->I->Br->cl->OH->SO42->F-电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2，阳极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑简记为阳氧。与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。如Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：Cu2++2e-→Cu简记为阴原（阴原）扩展资料分析电解过程的思维程序：1、首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。2、再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。3、然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。4、分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。5、最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。参考资料百度百科-电解池

电解原理的学习方法，首先我们要了解电解原理是什么？电解原理是，电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后，离子作定向运动。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子，被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。想要学好电解原理，我们需要注意下几点。一、注重理解，加强记忆。理解是记忆的前提和基础，理解记忆比机械记忆更有效，因为，只有理解了的东西才记的牢靠、记的长久，所以，学习过程中一定要注重理解，尤其是还有影响这部分知识学习的原电池知识在打搅，同学们在学习过程中就更应该在理解上多下工夫。把握四点：⑴ 重基础，不能放松 本单元的基础知识是电解原理，它涉及的概念、电解反应类型等是比较多的，掌握这些内容，本单元知识的学习可以说就完成了一大半，因此，在思想上应有“重基础、夯基础”的观念，在行动上要有“应用基础、落实基础”的意识。只有这样，你才能较好的理解、掌握所学的知识，并通过运用加以巩固。基础知识都熟悉了，解题时才能“生巧”、才能灵活。“重基础，不放松”这也是理解知识的前奏。⑵ 抓关键，把握实质 无论是一个基本概念、基本原理的理解，还是一个基本模型的分析、基本反应式的书写等，要提纲挈领地抓住其关键内容，比如电解概念的中心词有：电流、电解质、氧化还原反应、阴阳极等，它告诉我们：①必须有外加电源，这是与原电池的最大区别；②要有电解质做介质或参与反应；③一定要是氧化还原反应情况(这也是电解原理的核心内容)，其它如发生中和反应等的物质就不能构成电解池的条件；④电极名称与原电池有区别。这样来理解问题，既能加深印象，又容易把握实质。又比如电解过程中，各电极上得失电子的数目始终是相等的，理解了这一条规律，有关电解问题的计算就好处理了。⑶ 用对比，发现异同 对比是深化理解的“良药”，是化学学习的一种重要学科方法。可以将有联系或易混淆的知识放在一起比较，如电解知识与原电池知识、电解池与电镀池等；也可以将形似而质异或形异而质似的习题放在一起比较分析，以此来加深学生对知识的理解。⑷ 有问题，及时解决 在知识理解过程中，可能会遇到这样那样的问题，尤其是解题过程中最容易暴露问题，一定要及时进行修正，以强化正确记忆。如理解和记忆离子放电顺序时，既要记一般规律，又要结合具体情景分析问题。

　　电解　　电解（Electrolysis）是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质，（又称电解液），在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。　　　　电解原理　　电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算：　　式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)；T为温度(K)；n为电极反应中得失电子数；F为法拉第常数，等于96500C/mol；α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。　　在水溶液电解时，究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电,需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压与超电压之和。影响超电压的因素很多，有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如：在氯碱生产过程中,浓的食盐水溶液用碳电极电解时,阴极上放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氯气；稀的食盐水溶液电解时，阴极放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氧气，同时产生盐酸。　　电解原理分析　　[以氯化铜（CuCl2）溶液的电解为例]　　CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-。　　CuCl2===Cu2++2Cl-　　通电前，Cu2+和Cl-在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯气分子，从阳极放出。　　阴极：Cu2++2e-==Cu　　阳极：2Cl--2e-==Cl2↑　　电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=Cu+Cl2↑(通电）　　用途　　电解广泛应用于冶金工业中，如从矿石或化合物提取金属(电解冶金)或提纯金属(电解提纯)，以及从溶液中沉积出金属(电镀)。金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的；电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2（g）和O2（g）。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。例如：可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用，许多有色金属（如钠、钾、镁、铝等）和稀有金属（如锆、铪等）的冶炼及金属（如铜、锌、铅等）的精炼，基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解实现的。

电解池口诀：正-阳-氧，负-阴-还。连电源正极的为阳极发生氧化反应，连电源负极的为阴极发生还原反应。与原电池比较，负极氧化，正极还原。原电池：分正负极，阴离子到负极，阳离子到正极，分阴阳极，外加电源的负极连阴极，正极连阳极。理解：负极发生氧化反应，失去电子，变成阳离子，阴离子到负极，与阳离子阴阳相吸。基本概念(1)使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在阴、阳两极上引起还原氧化反应的过程叫做电解。(2)把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。(3)当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程电解原理。阴极：与电源负极相连的电极。（得电子发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极。（失电子发生氧化反应）

电解原理 1、电解的概念 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。 注意： ①电流必须是直流而不是交流。 ②熔融态的电解质也能被电解。 思考题：在电解反应中，化学能与电能之间的转化关系是什么？ 答案：电能转化为化学能。 2、电解池的概念 借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。 3、构成电解池的条件 （1）直流电源。 （2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。 （3）电解质溶液或熔融态电解质。 4、电解质导电的实质 对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。

（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；（2）N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑（或2H2O+2e-═H2↑+2OH-），故答案为：2H++2e-═H2↑（或2H2O+2e-═H2↑+2OH-）；（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从有向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；（5）铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；（6）X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等得0.672L22.4L/mol=xg56g/mol，x=0.28，故答案为：0.28；Ⅲ、（7）A中发生化学腐蚀，B中镁作负极，锌作正极，锌不易被腐蚀，C中锌作负极，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀，D中锌作电解池阴极，不易被腐蚀，所以腐蚀最快的是C，故答案为：C；（8）若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，可减缓铁的腐蚀；若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法，故答案为：N；外加电流的阴极保护法．

(6分)(1）阳极；粗铜；Cu 2 ＋ ＋2 e － ＝Cu ；（2）蓝；（3）2．24L；0.5mol/L 试题分析：（1）甲池中A电极和电源的负极相连，做阴极，B是阳极。甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则B是连接粗铜，做阳极。A连接纯铜，溶液中的铜离子放电，电极反应式是Cu 2 ＋ ＋2 e － ＝Cu。（2）乙池中碳棒和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气。铁电极是阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，所以铁电极周围水的电离平衡被破坏，溶液显碱性，所以电解一段时间后Fe极附近呈蓝色。（3）若甲池为电解精炼铜，阴极增重6.4g，即析出的铜是6.4g，物质的量是0.1mol，转移0.2mol电子。则根据电子的得失守恒可知，乙池中生成氯气的物质的量是0.2mol÷2＝0.1mol，在标准状况下的体积是2.24L。根据反应式2NaCl＋2H 2 O 2NaOH＋H 2 ↑＋Cl 2 ↑可知，生成的氢氧化钠是0.2mol，物质的量浓度是0.2mol÷0.4L＝0.5mol/L。点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，基础性强，侧重对学生能力的培养。该题的关键是明确电解池的工作原理，特别是电极名称、电极反应式的书写等，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。