电解法

直流电进行氧化还原反应的方法

电解法是利用直流电进行氧化还原反应的方法，原理是电流通过物质而引起化学变化，该化学变化是物质失去或获得电子（氧化或还原）的过程。电解时，把电能转变为化学能的装置为电解槽，电解过程是在电解池中进行的。

原理分析

电解制取金属粉末的原理是：在电解质溶液中通以直流电流，产生正负离子的迁移，正离子移向阴极，负离子移向阳极，在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应，电解质溶液中的金属正离子在阴极被还原并沉积在阴极板上。这是电解的基本过程。因此，电解是一种借助电流作用而实现化学反应的过程，也是由电能转变为化学能的过程。

电解过程

以CuCl2电解为例，说明电解的过程。

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++Cl-

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↑（电解）

在上面叙述氯化铜电解的过程中，没有提到溶液里的H+和OH-，其实H+和OH-虽少，但的确是存在的，只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中，除Cu2+和Cl-外，还有H+和OH-，电解时，移向阴极的离子有Cu2+和H+，因为在这样的实验条件下Cu2+比H+容易得到电子，所以Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH-和Cl-，因为在这样的实验条件下，Cl-比OH-更容易失去电子，所以Cl-在阳极上失去电子，生成氯气。

分析步骤

①分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；

②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；

③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

放电顺序

①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。

②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+；水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。

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）；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；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。

电解生成物规律

十六字要诀：

阴得阳失：电解时，阴极得电子，发生还原反应，阳极失电子，发生氧化反应；

阴精阳粗：精炼铜过程中,阴极使用精铜，阳极使用粗铜，最后阳极逐渐溶解，且产生阳极泥；

阴碱阳酸：在电解反应之后，不活泼金属的含氧酸盐会在阳极处生成酸，而活泼金属的无氧酸盐会在阴极处生成碱；

阴固阳气：电解反应之后，阴极产生固体及还原性气体，而阳极则生成氧化性强的气体。

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