電解原理及其應(yīng)用

陳子屹 湖南省長沙市周南梅溪湖中學(xué)

1 電解的相關(guān)知識

1.1 電極的判斷

第一，根據(jù)電源的正負(fù)極，和電源負(fù)極連接在一起的極是陰極，而和電源正極連接在一起的極則是陽極。第二，根據(jù)兩極出現(xiàn)的反應(yīng)類型，陽極失電子會出現(xiàn)氧化反應(yīng)，而陰極得電子則會出現(xiàn)還原反應(yīng)。第三，根據(jù)電子的流向，電源負(fù)極 陰極 電解質(zhì)溶液陽極 電源正極(電流方向相反)。

1.2 電解過程中電極產(chǎn)物的判斷

陰極產(chǎn)物。不管是惰性電極或者活性電極均不會參與電極反應(yīng)，一般出現(xiàn)反應(yīng)的為溶液當(dāng)中的陽離子。陽離子的放電順序?yàn)椋?水 )，通常情況下，在溶液當(dāng)中都不會出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

陽極產(chǎn)物。第一，把活性材料作為電極(金屬活動性順序表示Ag之前)的時候，金屬材料自身在陽極失電子被氧化成為陽離子進(jìn)入到溶液當(dāng)中，陰離子想要在電極上放電則會非常困難。第二，使用惰性電極的時候，其中包含Au與鈦等，需要觀察溶液當(dāng)陰離子失電子的實(shí)際能力。陰離子的放電順序?yàn)椋旱群醒跛岣鶆t不會出現(xiàn)放電情況。

2 電解原理的具體應(yīng)用

2.1 電解精煉

例1：金屬鎳的實(shí)際用途非常廣泛，粗鎳當(dāng)中含有少許Zn、Pt、Cu、Fe等相關(guān)雜質(zhì)，可以使用電解法將高純度的鎳進(jìn)行制備，以下哪一個選項(xiàng)是敘述正確的？(已知：氧化性

A、電解時，陽極質(zhì)量的降低和陰極質(zhì)量的增長達(dá)成一致

C、電解之后，電解槽底端的陽極泥當(dāng)中僅有Cu與Pt

解析：通過電解反應(yīng)的相關(guān)規(guī)律，得知鎳精煉過程中粗鎳為陽極，此極產(chǎn)生氧化反應(yīng)，根據(jù)金屬還原性強(qiáng)弱依照順序失電子：Cu、Pt 還原性比鎳更小，不會產(chǎn)生反應(yīng)，它們主要是通過陽極泥的形式沉在電解槽的底端，因此B選項(xiàng)不正確，而C則為正確選項(xiàng)。純鎳為陰極，電解質(zhì)溶液應(yīng)當(dāng)含有因?yàn)榈难趸员?、更?qiáng)， 所以出現(xiàn)陰極反應(yīng)的僅有，故A、D選項(xiàng)不正確。

2.2 電鍍

例2：如圖1所示，A是直流電源，B是滲透飽和氯化鈉溶液與酚酞試液的濾紙，C是電鍍槽，將電路接通之后，發(fā)現(xiàn)B上的c處顯示紅色，那么請將以下內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充：（1）電源A 的a是（）極；（2）濾紙B上產(chǎn)生的總反應(yīng)方程式是（）；（3）想要在電鍍槽當(dāng)中進(jìn)行鐵上鍍鋅，將K處接通，讓c、d兩處短路，那么電極e上產(chǎn)生的反應(yīng)是（），電極f上產(chǎn)生的反應(yīng)是（）， 槽中盛放的鍍液為（）或者（）。

解析：通過B上c處顯示紅色便可以得知，濾紙B上飽和食鹽水出現(xiàn)了電解，進(jìn)而在c處產(chǎn)生了堿，因此可以確定c是陰極，由此則可確定b是負(fù)極，a是正極。電鍍屬于特殊情況下的一種電解，其要求陽極是鍍層金屬，陰極是鍍件，電解質(zhì)溶液需要含有鍍層金屬的離子，因?yàn)橛捎赼是正極，所以e是陽極，鋅失電子。f是陰極，溶液當(dāng)中的 得電子，只需鍍液為可溶性鋅鹽便可。

圖1

2.3 制取消毒液

例3：王某想要制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，將石墨作為電極電解飽與氯化鈉溶液，在通電的時候，為了讓被全部吸收，制作出殺菌能力相對比較強(qiáng)的消毒液，并設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置，那么對于電源電極名稱與消毒液的關(guān)鍵成分，以下哪一選項(xiàng)是判斷正確的？

A、a是陽極，b是陰極；HCIO與NaCI

B、a是陰極，b是陽極；HCIO與NaCI

C、a是正極，b是負(fù)極；NaCIO與NaCI

D、a是負(fù)極，b是正極；NaCIO與NaCI

圖2

3 結(jié)束語

在高中化學(xué)課程中，電化學(xué)知識是十分重要的基礎(chǔ)概念，并且也是最近幾年高考試卷中的重點(diǎn)考查內(nèi)容。因此，我們在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中，想要更加全面的掌握這一部分內(nèi)容，那么就一定要將電解原理及其應(yīng)用進(jìn)行深入探索。這樣不僅能夠讓自身的化學(xué)水平得到有效提升，同時對于我們今后的更好發(fā)展也將會有很大幫助。