引入
原电池将化学能转化为电能，那能否反过来，用电能驱动化学反应？
电镀、电解冶炼、氯碱工业、电解精炼都依赖这个原理——电解。
电解的定义
定义
在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程，称为电解。
本质：电能转化为化学能。
电解池的构成
基本组成
- 电源：提供直流电
- 电解质溶液或熔融电解质：提供自由移动的离子
- 两个电极：惰性电极（石墨、铂）或活性电极
电极名称和反应
| 电极 | 连接 | 离子移动 | 电极反应 | 现象 |
|---|---|---|---|---|
| 阳极 | 电源正极 | 阴离子移向 | 氧化反应，失电子 | 质量减小或产生气体 |
| 阴极 | 电源负极 | 阳离子移向 | 还原反应，得电子 | 金属析出或产生气体 |
记忆：
- 阳极：氧化反应（阳氧）
- 阴极：还原反应（阴还）
与原电池对比：
| 对比项 | 原电池 | 电解池 |
|---|---|---|
| 能量转化 | 化学能 → 电能 | 电能 → 化学能 |
| 负极 | 氧化反应，失电子 | — |
| 正极 | 还原反应，得电子 | — |
| 阴极 | — | 还原反应，得电子 |
| 阳极 | — | 氧化反应，失电子 |
电解的原理
离子的定向移动
通电后：
- 阳离子 阴极（得电子，被还原）
- 阴离子 阳极（失电子，被氧化）
电解过程
以电解 溶液为例：
电离：
阴极反应（还原）：
阳极反应（氧化）：
总反应：
电极反应的判断
阴极反应（还原）
阳离子得电子能力：
判断规律：
- 金属活动性越弱，阳离子越容易得电子
- 指酸性溶液中的
- 及以后的金属离子在水溶液中不能得到单质
阳极反应（氧化）
惰性电极（石墨、铂、金）
阴离子失电子能力：
判断规律：
- 活泼阴离子（、、、）优先放电
- 次之（中性或碱性溶液）
- 含氧酸根难以放电，实际是 （由水电离）放电
活性电极（除石墨、铂、金外）
电极本身失电子，不是溶液中的阴离子放电。
典型电解实例
电解 溶液（惰性电极）
阴极：
阳极：
总反应：
电解 溶液（惰性电极）
阴极：（实际是水中的 ）
阳极：
总反应：
这是氯碱工业的原理。
电解水（加 或 ）
阴极：
阳极：
总反应：
或 只增强导电性，不被消耗。
电解 溶液（铜作阳极，惰性电极作阴极）
阴极：
阳极：（活性电极溶解）
总反应：阳极铜溶解，阴极析出纯铜
这是电解精炼铜的原理。
电解饱和 溶液（离子交换膜法）
使用离子交换膜分隔阴阳极室：
- 阳极室：产生
- 阴极室：产生 和
膜只允许 通过，防止 和 反应。
法拉第电解定律
定律
电极上析出物质的质量与通过的电量成正比。
其中：
- ：析出物质的质量（）
- ：摩尔质量（）
- ：电量（），
- ：电流（）
- ：时间（）
- ：转移电子数
- ：法拉第常数，
应用
- 根据电量计算析出物质的质量
- 根据析出物质的质量计算电量或电流
- 判断电极产物
电解的应用
氯碱工业
电解饱和 溶液，制取 、 和 。
电镀
在镀件表面镀上一层金属：
- 镀件作阴极
- 镀层金属作阳极
- 含镀层金属离子的溶液作电解质
例：镀铜
- 阴极（镀件）：
- 阳极（纯铜）：
电解精炼
提纯金属：
- 粗金属作阳极（溶解）
- 纯金属作阴极（析出）
- 含该金属离子的溶液作电解质
例：精炼铜
- 阳极：粗铜溶解，杂质进入阳极泥或溶液
- 阴极：析出纯铜
电冶金
电解熔融盐制取活泼金属：
- 电解熔融 ：制
- 电解熔融 （冰晶石作助熔剂）：制
电解法制备物质
- 电解饱和食盐水：制 、、
- 电解水：制高纯 和
- 电解 溶液：制
原电池与电解池的串联
串联规则
多个电解池串联时，通过的电量相同：
转移电子数相同，各电极析出物质的物质的量满足：
其中 是单位物质转移的电子数。
例子
电解 和 溶液串联：
阴极反应：
若析出 ，则析出 。