电 解 和 电 镀
[重点难点]
1．理解电解的基本概念和原理。 2．了解铜的电解精炼、电镀铜。
3．会写电极反应式、电解池总反应式，掌握围绕电解的计算。
[知识点讲解]
一、电解原理 1．电解质溶液的导电
我们知道，金属导电时，是金属内部的自由电子发生的定向移动，而电解质溶液的导电与金属导电不同。
通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电荷的阳离子则向阴极移动。
电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。
物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的，对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。
2．电解
（1）概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
（2）电子流动的方向：
电子从外接直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，电解池溶液中的阳离子移向阴极，并在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时，电解池溶液中的阴离子移向阳极，并在阳极上失去电子（也可能是阳极很活泼而本身失去电子）而被氧化，发生氧化反应。这样，电子又从电解池的阳极流出，沿导线而流回外接直流电源的正极。
（3）电极反应的类型：阳极反应为氧化反应，阴极反应为还原反应，故而阴极处于被保护的状态，而阳极则有可能被腐蚀。
3．电解池与原电池的联系与区别 电极 电极确定 电极反应 原电池 正极、负极 电解池 阴极、阳极 由电极材料本身的相对活泼性决定，由外接直流电源的正、负极决定，与负极相较活泼的是负极，较不活泼的是正极 连的是阴极，与正极相连的是阳极 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 阴极发生还原反应 阳极发生氧化反应 电子从电源负极流入阴极再由阳极流回电电子流向 电子由负极经导线流入正极
源正极 能量转变 化学能转变为电解 反应自发性 举例 能自发进行的氧化还原反应 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 电能转变为化学能 反应一般不能够自发进行，需电解条件 CuCl2 Cu+Cl2↑ 装置特点 无外接直流电源 相似之处 等。 有外接地流电源 均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相
4．实验分析：电解CuCl2溶液 （1）电极材料
阴极可用惰性电极，甚至较活泼的金属，但阳极需使用惰性电极，否则会发生氧化反应而溶解。
（2）惰性电极一般指金、铂、石墨电极，银、铜等均是活性电极。
（3）实验现象：通电后，电流表指针发生偏转，阴极石墨棒上析出一层红色固体，阳极表面有气泡放出，可闻到刺激性气味。
（4）淀粉碘化钾试纸的作用：检验阳极产物是否为Cl2。使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持，作用时间不宜太久，否则变蓝后会被Cl2漂白。 二、电解的应用
I．电解饱和食盐水反应原理 1．实验分析：电解饱和食盐水
在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用碳棒作阳极、铁棒作阴极，将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，接通电源，观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。 注意：铁棒不可作阳极，否则发生Fe－2e=Fe； 碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿。 现象：阴、阳两极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红。说明阴极区域生成物为碱性物质与H2，阳极产物是Cl2。 2．电解饱和食盐水反应原理
饱和食盐水成分：溶液存在Na、Cl、H、OH四种离子。
+
－
+
－－
2+
+
－
电极反应式：阴极：2H＋2e=H2↑（还原反应）； 阳极：2Cl－2e=Cl2↑（氧化反应）。 实验现象解释：
（1）阴极区域变红原因：由于H被消耗，使得阴极区域OH离子浓度增大（实际上是破坏了附近水的电离平衡，由于KW为定值，c(H)因电极反应而降低，导致c(OH)增大，使酚酞试液变红）。
（2）湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉变蓝。
注意：如果试纸被熏蒸的太久，蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去。 电解饱和食盐水的总反应式：
+
－
+
－
－
－
该电解反应属于放氢生碱型，电解质与水均参与电解反应，类似的还有K2S、MgBr2等。 II、铜的电解精炼
1．原理：电解时，用粗铜板作阳极，与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极，与电源的负极相连，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作电解液。
CuSO4溶液中主要有Cu、Cu+2e=Cu，OH和
2+
－
－
2+
、H、OH，通电后H和Cu移向阴极，并在阴极发生
+－+2+
移向阳极，但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电，主要为
－
2+
阳极（活泼及较活泼金属）发生氧化反应而溶解，阳极反应：Cu－2e=Cu。
电解过程中，比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解，此时阴极仍发生Cu+2e=Cu，这会导致电解液浓度不发生变化；Ag、Au不如Cu易失电子，Cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼Au、Ag等贵金属。 该过程实现了提纯铜的目的。
离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等都有关系。中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响。
2．电极反应中得失电子的规律
2+
－