電解池電極反應(yīng)式的書寫及電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律

何禮龍

摘要：電解池的陰陽(yáng)極判斷；電極反應(yīng)式及電解方程式的書寫方法與步驟；以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律。

關(guān)鍵詞：電解池；電極反應(yīng)式書寫；電解質(zhì)類型；規(guī)律

掌握電解池需要掌握電解原理，利用電解池的陰陽(yáng)極的判斷掌握電解原理；學(xué)會(huì)正確的書寫電解池的電極反應(yīng)式；當(dāng)電極材料為惰性材料時(shí)，根據(jù)電解質(zhì)類型分為四種情況：電解水型、電解電解質(zhì)型、放氧生酸型、放氫生堿性。下面對(duì)上述內(nèi)容依次介紹。

一、電解池電極反應(yīng)式及電解方程式的書寫

1.電解池陰陽(yáng)極的判斷

（1）電源的正負(fù)極：電源正極連接的是電解池的陽(yáng)極，電源負(fù)極連接的是電解池的陰極。

（2）電子的移動(dòng)方向：電子從電源的負(fù)極流向電解池的陰極，再?gòu)碾娊獬氐年?yáng)極流回電源的正極。

（3）溶液中的陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向：溶液的陰離子移向電解池的陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向電解池的陰極。

（4）電極的反應(yīng)類型：陰極是陽(yáng)離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)極是電極材料或者陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn)是：陰極還原反應(yīng)，陽(yáng)極氧化反應(yīng)，（陰還，陽(yáng)氧）。

2.電極反應(yīng)式及電解方程式的書寫方法與步驟

（1）首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。如果是活潑電極，活潑電極失電子放電；如果是惰性電極，溶液中陰離子失電子。

（2）分析溶液中陰、陽(yáng)離子。

（3）陽(yáng)極陰離子的放電順序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子（水溶液中含氧酸根不放電）。

陰極陰離子的放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+不放電）

（4）分析陽(yáng)極、陰極放電離子，判斷電極產(chǎn)物，寫出陽(yáng)極、陰極電極反應(yīng)式。

（5）寫出電解池的總化學(xué)反應(yīng)方程式或者離子方程式。

3.示例

按要求寫出電極反應(yīng)式和總方程式。

（1）用惰性電極電解AgNO3溶液

因?yàn)椴捎枚栊噪姌O，不是陽(yáng)極材料失電子，分析AgNO3溶液中存在Ag+、NO-3、H+、OH-離子，陽(yáng)極陰離子失電子，失電子順序?yàn)镺H->NO—3，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：4OH--4e-O2+2H2O，陰極陽(yáng)離子得電子，得電子順序?yàn)锳g+>H+，陰極電極反應(yīng)式為：4Ag++4e-4Ag

陽(yáng)極電極反應(yīng)式：4OH--4e-O2↑+2H2O 陰極電極反應(yīng)式：4Ag++4e-4Ag

總反應(yīng)離子方程式：4Ag++4NO3-+2H2O=4Ag+O2↑+4HNO3

（2）用惰性電極電解MgCl2溶液

分析MgCl2溶液中存在Mg2+、Cl-、H+、OH-離子

陽(yáng)極電極反應(yīng)式2Cl--2e-Cl2↑ 陰極電極反應(yīng)式2H++2e-H2↑

總反應(yīng)離子方程式Mg2++2Cl-+2H2O=2Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑

（3）用Fe作電極電解NaCl溶液

因?yàn)椴捎没顫娊饘僮鲭姌O，陽(yáng)極材料Fe失電子，分析NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-離子，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Fe-2e-Fe2+，陰極陽(yáng)離子得電子，得電子順序?yàn)镠+>Na+，陰極電極反應(yīng)式為：2H++2e-H2↑

陽(yáng)極電極反應(yīng)式：Fe-2e-Fe2+陰極電極反應(yīng)式：2H++2e-H2↑

總反應(yīng)化學(xué)方程式Fe+2H2OFe（OH）2↓+H2↑

（4）用Fe作電極電解NaOH溶液

陽(yáng)極電極反應(yīng)式：Fe-2e-Fe2+陰極電極反應(yīng)式：2H++2e-H2↑

總反應(yīng)化學(xué)方程式Fe+2H2OFe（OH）2↓+H2↑

（5）用Cu作電極電解鹽酸溶液

陽(yáng)極電極反應(yīng)式：Cu-2e-Cu2+陰極電極反應(yīng)式：2H++2e-H2↑

總反應(yīng)化學(xué)方程式Cu+2H+Cu2++H2↑

（6）用鋁單質(zhì)作陽(yáng)極，石墨作陰極，電解NaHCO3溶液

陽(yáng)極電極反應(yīng)式2Al-6e-+6HCO-3Al（OH）3↓+6CO2↑

陰極電極反應(yīng)式6H++6e-3H2↑

（7）用惰性電極電解熔融MgCl2

陽(yáng)極電極反應(yīng)式2Cl-2e-Cl2↑陰極電極反應(yīng)式Mg2++2e-Mg

總反應(yīng)離子方程式Mg2++2Cl-Mg+Cl2↑

二、以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律及使電解質(zhì)溶液復(fù)原的方法

1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律

陽(yáng)離子的氧化性，陰離子的還原性有小到大排列，以H+、OH-為分界線。

K+

Ⅰ區(qū) Ⅱ區(qū)

NO-3

常見電解反應(yīng)類型（惰性電極）

（1）Ⅰ區(qū)（活潑金屬含氧酸鹽）——實(shí)質(zhì)電解水。例如：NaOH、H2SO4、Na2SO4

（2）Ⅱ區(qū)（不活潑金屬無(wú)氧酸鹽）——實(shí)質(zhì)電解鹽。例如：HCl、CuCl2

（3）對(duì)角線A——放氧生酸型（不活潑金屬含氧酸鹽）。例如：CuSO4

（4）對(duì)角線B——放氫生堿型（不活潑金屬含氧酸鹽）。例如：NaCl

2.示例

（1）電解水型NaOH，同理H2SO4、Na2SO4。

陽(yáng)極電極反應(yīng)式4OH--4e-O2↑+2H2O陰極電極反應(yīng)式4H++4e-2H2↑總反應(yīng)方程式2H2O2H2↑+O2↑

（2）電解電解質(zhì)型HCl，同理CuCl2。

陽(yáng)極電極反應(yīng)式2Cl--2e-Cl2↑陰極電極反應(yīng)式2H++2e-H2↑總反應(yīng)方程式2HCl2H2↑+Cl2↑

（3）放O2生酸型CuSO4

陽(yáng)極電極反應(yīng)式4OH--4e-O2↑+2H2O陰極電極反應(yīng)式2Cu2++4e-2Cu總反應(yīng)方程式2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

（4）放H2生堿型NaCl

陽(yáng)極電極反應(yīng)式2Cl--2e-Cl2↑陰極電極反應(yīng)式2H++2e-H2↑總反應(yīng)方程式2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

3.使電解質(zhì)溶液復(fù)原的方法

電解質(zhì)NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液中加水；電解質(zhì)HCl溶液中通入HCl氣體；電解質(zhì)CuCl2溶液中加入CuCl2；

電解質(zhì)CuSO4溶液中加入CuO或CuCO；電解質(zhì)NaCl溶液中通入HCl氣體。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炎生.考點(diǎn)幫[M].吉林：延邊教育出版社，2015.107-108

（作者單位：新疆第三師圖木舒克中學(xué) 843900）