例談惰性電極的電解原理及其判斷

1、例談惰性電極的電解原理及其判斷山東省鄒平縣長山中學(xué) 256206 吳桂志、電解原理規(guī)律:用石墨、Pt、Au等惰性材料為電極，電解電解質(zhì)的水溶液時，溶液 中有關(guān)離子的放電順序規(guī)律為：陰離子的放電順序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根，陽離子的放電順序：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>活潑金屬離子。1、當(dāng)電解含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽（例如：H2SO4、NaOH、K2SO4等）時，實際為電解水，即只有水參與電解反應(yīng)，而電解質(zhì)不參與 電解反應(yīng)。陽極反應(yīng)式：4OH - 4e = O2 t + 2H2O陰極反應(yīng)式：4H+ + 4

2、e- = 2H2 t總反應(yīng)方程式：2H2O 電解 2H2t +O2t2、當(dāng)電解無氧酸（除HF外）、不活潑金屬的無氧酸鹽（氟化物除 外）（例如：HCI、解反應(yīng)。陽極反應(yīng)式：CuCl2等）時，實際只有電解質(zhì)參與電解，水不參與電陰極反應(yīng)式:總反應(yīng)方程式:2Cl- - 2e- = Cl2t2H+ + 2e- = H2 t 或 Cu2+ +2e-= CuHCl 電 H2 t + Cl2t或 CuCl2垃也 Cu + Cl2tH2 T + Cl2t或 CuCl24（例如:3、當(dāng)電解活潑金屬的無氧酸鹽和不活潑金屬的含氧酸鹽NaCl、CuSO4等）時，水和電解質(zhì)均參與電解反應(yīng)。陽極反應(yīng)式：2Cl- - 2e-

3、 =Cl2 t 或 4OH- - 4e-=O21 + 2H2O2NaOH + 廿 + Cl2t或陰極反應(yīng)式：4H + 4e-=2H21 或 Cu +2e= Cu 總反應(yīng)方程式：2NaCl + 2H2O里解2CuSO4 + 2H2O 電 2Cu + O2 t + 2H2SO4由解木、基本應(yīng)用1判斷電解的本質(zhì)及電解產(chǎn)物例 1、用惰性電極電解下列各物質(zhì)的水溶液一段時間后，向剩余電 解質(zhì)溶液中加入適量水，能使溶液完全恢復(fù)到電解前濃度的是（ ）A.AgNO3B. Na2SO4C.CuCl2 D.H2SO4解析：從物質(zhì)的組成來看，電解Na2SO4溶液和H2SO4溶液時，實際 為電解水，電解產(chǎn)物分別是氫氣和

4、氧氣，且物質(zhì)的量比為 2: 1，即當(dāng)電 解一段時間后，向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量水時能使溶液完全恢復(fù)到 電解前的濃度；而電解AgNO3溶液和CuCl2溶液時，電解產(chǎn)物分別是銀、 氧氣和銅、氯氣，當(dāng)向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量水，不能使溶液完全 恢復(fù)到電解前濃度，而應(yīng)分別加入碳酸銀和氯化銅。故答案選擇BDo例2、用鉑電極電解CuSO4溶液，當(dāng)銅離子濃度降至一半時，停止 通電，若使 CuSO4 溶液恢復(fù)原濃度、原體積，應(yīng)加入的適量適當(dāng)物質(zhì)是A. CuSO4 B.CuSO4?5H2O C. CuO D. Cu（OH）2解析：用鉑電極電解 CuSO4 溶液，且銅離子濃度降至一半就停止通 電時，陽極電解產(chǎn)

5、物是氧氣，而陰極電解產(chǎn)物只有金屬銅，且物質(zhì)的量 比為1 : 2,所以若使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度、原體積，可以加入的適量 的CuO或CuCO3o故答案選擇 Co解答上述類型題目時，要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，選擇加 入的物質(zhì)要根據(jù)電解產(chǎn)物及其物質(zhì)的量比進(jìn)行組合，例如電解產(chǎn)物是銅 和氧氣，且物質(zhì)的量比為2 ： 1,可以組合成物質(zhì)CuO或CuCO3（在酸溶 液中CO 2逸出）o+ 2+ + 2 - - -例 3、在水中加入等物質(zhì)的量的 Ag+、 Pb2+、 Na+、 SO42 -、 NO3-、 Cl-， 該溶液放在用惰性材料作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還 原產(chǎn)物質(zhì)量比為（ ）A.3

6、5.5 : 108B.16: 207C.8: 1D.108: 35.5解析：此題具有一定的迷惑性，若按照題目中陰、陽離子的放電順序考慮則會誤入陷阱，因為溶液中Ag+、 Pb2+、 Na+、 SO42-、 NO3-、 CI-的物質(zhì)的量相等時，其中 Ag+與 CI-生成AgCI沉淀，P+與SO42生成 PbSC4沉淀，這時溶液中僅剩余Na+、NO3-,若用惰性電極進(jìn)行電解，實 際為電解水， 所以陽極生成的氧化產(chǎn)物和陰極生成的還原產(chǎn)物分別是O2和H2，且物質(zhì)的量比為1 : 2,即質(zhì)量之比為8 : 1。故答案選擇Co 2、判斷電解后溶液的 PH例 4、用惰性電極電解下列溶液，電解一段時間后，陰極質(zhì)量增

7、加， 電解液的 PH 下降的是（ ） CuSO4 BaCI2 AgNO3 H2SO4A. B. C. D. 解析：若使陰極質(zhì)量增加和電解液的 PH下降，必須使金屬陽離子在 陰極得電子生成金屬單質(zhì)并析出，而陽極反應(yīng)為4OH- - 4e=O2 T +2H2O,溶液中OH-濃度減小。符合此條件的是電解質(zhì)為 CuSO4和AgNO3。 故答案選擇 B。例5、某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCI和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比 為 3： 1。用石墨作電極電解該混合溶液時，根據(jù)電解產(chǎn)物，可明顯分為 三個階段。下列敘述不正確的是（ ）A. 陰極自始至終只析出H2B. 陽極先析出CI2,后析出O2C. 電解最后階段為電解水D.溶液PH不斷增大，電解后為7解析：雖然溶液中有兩種溶質(zhì)NaCI和H2SO4,但溶液中能參與電解 的離子為僅有CI-、OH-和H +。根據(jù)陰陽離子的放電順序和 CI-和 H+的物 質(zhì)的量比3： 2,可以將其電解過程分為三個階段，即第一階段電解 HCI 溶液，電解產(chǎn)物為氫