今天小編為大家分享的是關(guān)于高中化學(xué) | 電解原理的應(yīng)用的文章，一起來看看吧。

電解可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。電解在物質(zhì)的制備、電鍍、金屬的精煉、金屬的防護、污水治理方面有著很廣泛的應(yīng)用，是歷年高考的熱點和重點。（馬上點標(biāo)題下藍(lán)字"高中化學(xué)"關(guān)注可獲取更多學(xué)習(xí)方法、干貨?。?/p>

一

電解飽和食鹽水反應(yīng)原理

1．實驗分析：電解飽和食鹽水    
在U形管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用碳棒作陽極、鐵棒作陰極，將濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近，接通電源，觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化。    
注意：鐵棒不可作陽極，否則發(fā)生Fe - 2e^- = Fe²⁺；碘化鉀淀粉試紙需事先用水潤濕。    
現(xiàn)象：陰、陽兩極均有氣體放出，陽極氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)；陰極區(qū)域溶液變紅。說明陰極區(qū)域生成物為堿性物質(zhì)與H2，陽極產(chǎn)物是Cl₂。

2．電解飽和食鹽水反應(yīng)原理    
飽和食鹽水成分：溶液存在Na+、Cl^-、H+、OH^-四種離子。    
電極反應(yīng)式：

陰極：2H⁺+2e^- = H₂↑（還原反應(yīng)）；    
陽極：2Cl^--2e^- = Cl₂↑（氧化反應(yīng)）。    
實驗現(xiàn)象解釋：    
（1）陰極區(qū)域變紅原因：由于H+被消耗，使得陰極區(qū)域OH^-離子濃度增大（實際上是破壞了附近水的電離平衡，由于Kw為定值，c(H⁺)因電極反應(yīng)而降低，導(dǎo)致c(OH-)增大，使酚酞試液變紅）。    
（2）濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)原因：氯氣可以置換出碘化鉀中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉變藍(lán)。    
注意：如果試紙被熏蒸的太久，藍(lán)色會因為濕氯氣的漂白作用而褪去。    
電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式：

2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH

該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型，電解質(zhì)與水均參與電解反應(yīng)，類似的還有K2S、MgBr2等。

二

銅的電解精煉

原理：電解時，用粗銅板作陽極，與直流電源的正極相連；用純銅板作陰極，與電源的負(fù)極相連，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作電解液。    
CuSO4溶液中主要有Cu2+、SO4^2-、H+、OH^-，通電后H⁺和Cu²⁺移向陰極，并在陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，OH^-和SO₄^2-移向陽極，但陽極因為是活性電極，故而陰離子并不放電，主要為陽極（活潑及較活潑金屬）發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解，陽極反應(yīng)：Cu-2e^-=Cu²⁺。

電解過程中，比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質(zhì)，在銅溶解的同時也會失電子形成金屬陽離子而溶解，此時陰極仍發(fā)生Cu2++2e-=Cu，這會導(dǎo)致電解液濃度不發(fā)生變化；Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時它們以陽極泥沉積下來，可供提煉Au、Ag等貴金屬。

該過程實現(xiàn)了提純銅的目的。  
離子在電極上得失電子的能力與離子的性質(zhì)、溶液的濃度、電流的大小、電極的材料等都有關(guān)系。中學(xué)階段我們一般只討論電極材料的性質(zhì)、離子的氧化性強弱和還原性強弱對它們得失電子能力的影響。

三

電解冶煉鋁

工業(yè)上，用純凈的氧化鋁為原料，采用電解的方法制取鋁。  
純凈的氧化鋁熔點很高（2045℃），很難熔化，現(xiàn)在都用熔化的冰晶石（Na3AlF6）作熔劑，使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態(tài)的冰晶石里，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然后進行電解。    
電極反應(yīng)式：    
陰極：4Al³⁺＋12e^-＝4Al    
陽極：6O^2-＋12e^-＝3O₂↑    
總反應(yīng)式：2Al₂O₃==4Al＋3O₂↑(只能電解Al₂O₃，不能電解AlCl3)    
在冶煉鋁時，陽極產(chǎn)生氧氣，石墨陽極在如此高溫條件下，將不斷被氧氣氧化而消耗，因而需不斷補充石墨陽極。

四

電鍍銅

1．原理：電鍍時，一般都是用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液；把待鍍金屬制成品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極，而用鍍層金屬為陽極，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，并在陰極上被還原成金屬析出。

電鍍銅規(guī)律可概括為“陽極溶解，陰極沉積，電解液不變”。  
工業(yè)上電鍍常使用有毒電鍍液，因此電鍍廢水應(yīng)回收有用物質(zhì)、降低有害物質(zhì)含量后，達(dá)標(biāo)排放，以防污染環(huán)境。

2．實驗分析：電鍍銅實驗    
(1)待鍍件需酸洗去除表面的銹。    
  (2)電鍍液CuSO₄中加氨水制成銅氨溶液以降低Cu²⁺濃度使鍍層光亮。

Tips：

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