㈠ 求化學中電解原理這一章中重要原理及其概念
考點1 電解池的構成和電解的基本原理 1．(1)電解的反應原理：在 時在陰、陽兩極發生氧化還原反應。 (2)電解池：一種把 的裝置 (3)電解的電路工作原理：導線上(外電路)電子從電源的負極流出經導線流向電解池的陰極，電解池的陽極上產生電子經導線流入電源的正極。溶液中(內電路)陰離子移向 ，失去電子，陽離子移向 ，得到電子。 2．電解池的構成： ① 、導線 ②兩個電極(金屬或非金屬導體) ③電解質溶液(或熔融的電解質) 特別提醒：電解池的陰陽極由電源的正負級決定 3．電解原理： 以惰性電極(C、Pt)電解CuCl2溶液為例：
[例1] 能用電解原理說明的問題是 ( ) ①電解是電能轉變成化學能；②電解是把化學能轉變為電能；③電解質溶液的導電是化學變化,金屬的導電是物理變化；④不能自發進行的氧化還原反應,通過電解的原理可以實現；⑤任何溶液被電解時必然會導致氧化還原反應的發生 A．①②③④ Ｂ．②③⑤ Ｃ．③④ Ｄ．①③④⑤ [解析]電解質溶液導電時,溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動,在兩個電極上得失電子,發生氧化還原, 所以電解質溶液的導電過程就是電解過程，此時電源提供電能,把不能自發進行的氧化還原反應轉變成現實。金屬的導電只是自由電子的定向移動不存在電子得失沒有新物質產生，是一種物理過程。 【答案】Ｄ [方法技巧]組合式選擇題可以通過排除法進行選擇。②和①中只有一個說法是正確的，根據電解原理①是正確的。 考點2電極反應式的書寫及溶液濃度和PH的變化 1．離子放電順序的判斷 陽離子在陰極得電子順序與 相反 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陰離子在陽極失電子順序 金屬陽極>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>高價含氧酸根離子>O2－>F 特別提醒：要注意在水溶液中有些離子不發生放電 2．電極產物的判斷 陽極:①根據電極的類型(活潑金屬和惰性電極金屬)；②根據 順序. 陰極:根據 順序 3．用惰性電極電解電解質溶液的規律 電解水型： 電極反應：陰極 4H++4e－=2H2↑；陽極 4OH－－4e－=2H2O+O2↑ 總反應式：
包括高價含氧酸(H2SO4、HNO3)、強鹼[NaOH、Ba(OH)2] 、活潑金屬的高價含氧酸鹽[Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3]。 (1)分解電解質型： 電極反應式：陰極：amMn++mnae－=amM 陽極：anYm－－mnae－=nYa 包括無氧酸(除HF) 、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液(如CuCl2) (2)放氫生鹼型：活潑金屬的無氧酸(除氟化物)鹽(如NaCl、MgBr2)溶液的電解 以NaCl溶液為例： 電極反應式：陰極 2H++2e－=H2↑；陽極 2Cl－－2e－=Cl2↑ 總反應式： 陰極由於H+放電，破壞了水的電離平衡，水的電離程度增大，電極附近溶液中OH－濃度增大，溶液pH值增大，整個電解質溶液鹼性增強，pH值增大。 (3)放氧生酸型： (如CuSO4、AgNO3)溶液的電解 以CuSO4溶液為例： 電極反應式：陰極 2Cu2++4e－=2Cu；陽極 4OH－－4e－=O2↑+2H2O 總反應式：
陽極由於OH－放電，破壞了水的電離平衡，水的電離程度增大，電極附近溶液中H+濃度增大，溶液pH值減小，整個電解質溶液酸性增強，pH值減小 4．電極方程式的書寫和總的離子反應式的書寫 電極方程式是以實際反應的微粒符號來表示的，當水中的氫離子或氫氧根離子參加反應時，在電極反應式中表示時就以H+或OH－表示。 總的離子反應式表示時要註明反應條件－電解，總式的書寫要符合離子方程式的書寫要求。 [例2] (2007年高考江蘇卷，電解)某同學按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( ) (A)電解過程中，銅電極上有H2產生 (B)電解初期，主反應方程式為：Cu＋H2SO4 CuSO4＋H2↑ (C)電解一定時間後，石墨電極上有銅析出 (D)整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大 [解析] 陽極為銅電極，始終為Cu失電子變為Cu2+,故A錯；陰極為石墨，先是H＋得電子放出H2，後是Cu2＋得電子析出Cu，故BC對，在電解過程中消耗H＋，因此濃度變小，故D錯。 【答案】BC。 [方法技巧]要學會根據放電順序來分析電極反應，從而解答相關問題。 考點3：電解原理的有關應用。 1．電解精煉銅 (1)裝置組成 ①電極材料： 與電源的正極相連作陽極， 與電源負極相連作陰極 ②電解質溶液：用 作電解液 ③反應原理：陽極銅以及比銅活潑的雜質金屬鋅、鐵、鎳等失電子被氧化，轉化成離子進入溶液中，不活潑金屬如金和銀等沉積在陽極下面形成陽極泥，陰極Cu2+得電子被還原在陰極上析出，其它如Zn2+、Fe2+留在溶液中。 ④特徵：電解精煉過程中CuSO4溶液的濃度幾乎不變，產品純度高。 2．電鍍 (1)裝置組成： ①電極材料： (如精銅)與電源的正極相連作陽極， (如鐵製品)與電源負極相連作陰極 ②電解質溶液：用含 的電解質配成溶液(如CuSO4溶液加一些氨水)作電鍍液 (2)反應原理：陽極鍍層金屬(銅)失電子被氧化，轉化成離子進入溶液中，陰極鍍層金屬離子Cu2+得電子被還原在陰極上析出。 (3)特徵：電鍍過程中電解質CuSO4溶液的濃度幾乎不變。 3．氯鹼工業 工業上用電解飽和食鹽水的方法來製取燒鹼、氯氣和氫氣，並以它們為原料進一步生產一系列化工產品,稱氯鹼工業。 (1) 離子交換膜法電解池的組成： 以石墨為陽極，以鋼棒為陰極,精製的飽和食鹽水為電解質溶液，用陽離子交換膜將電解槽隔成陰極室和陽極室。 (2) 電解飽和食鹽水的反應機理： 電極反應式：陰極 ；陽極 總反應式： 陽極 陰極產物 在上述反應中，由於H+在陰極上得到電子而生成H2，破壞了附近的水的電離平衡，促進了水的電離，結果陰極區溶液中OH－濃度增大而呈鹼性。 (3) 電解用飽和食鹽水的精製 基本步驟：
(4) 陽離子交換膜的作用 將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子(Na+)通過，而且阻止陰離子(Cl－、OH－)和氣體通過。這樣既可以防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。 [例3] （09廣州市高三調研測試）下列關於銅電極的敘述正確的是 學科網 A．銅鋅原電池中銅電極上發生氧化反應 學科網 B．電解飽和食鹽水制燒鹼時，用銅作陽極 學科網 C．電解法精煉銅時，粗銅連接電源的正極 學科網 D．電鍍銅和精煉銅時，均用純銅作陰極 學科網 [解析] 銅鋅原電池中銅電極為正極，發生還原反應；電解飽和食鹽水制時，陽極為石墨；電解法精煉銅時，粗銅作陽極被氧化，純銅作陰極，故C正確；電鍍銅時，銅作陽極被氧化而進入溶液中。 【答案】C [規律總結] 電解精煉鎳的化學原理類似電解精煉銅，要熟悉電解精煉銅的有關知識。
參考答案 考點1 電解池的構成和電解的基本原理 1. 電流通過、電能轉化成化學能、陽極、陰極 2. 外接電源 考點2 電極反應式的書寫及溶液濃度和PH的變化 1．金屬活潑性 2．陰離子放電、陽離子放電 3．不活潑金屬的高價含氧酸鹽 考點3 電解原理的有關應用 1． 粗銅、純銅、CuSO4溶液 2．鍍層金屬、待鍍金屬製品、鍍層金屬離子 3．2H++2e－=H2↑；2Cl－－2e－=Cl2↑
㈡ 電解池離子交換膜到底有什麼用
離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股，但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似，都是在高分子骨架上連接一個活性基團，但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多，也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類：
1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中，因而其化學結構是不均勻的。
2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中製成。它沒有異相結構，本身是均勻的。其化學結構均勻，孔隙小，膜電阻小，不易滲漏，電化學性能優良，在生產中應用廣泛。但製作復雜，機械強度較低。
3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物製成的。但兩者不形成化學結合，其性能介於均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。
此外，離子交換膜按功能及結構的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。
離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。此外，在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位，它對仿生膜研究也將起重要作用。
㈢ 離子膜電解操作流程
又稱膜電槽電解法，是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室，使電解產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂（見離子交換劑）的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性，容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過，以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。這項技術已經用於氯鹼的生產,海水和苦鹹水的淡化，工業用水和超純水的制備,酶、維生素與氨基酸等葯品的精製，電鍍廢液的回收，放射性廢水的處理等方面，其中應用最廣泛、成效最顯著的是氯鹼工業。在氯鹼工業中，利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來製造氯氣、氫氣和高純度的燒鹼（氫氧化鈉）或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業公司製成全氟羧酸型離子交換膜，首先實現離子膜電解法制燒鹼，同年日本實現工業化生產。
工藝流程 經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室（圖1[離子膜電解法生產流程]）,鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動，進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉，同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制，基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後，剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯，固體鹽重飽和以及精製後，返回陽極室，構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品，一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量，又能帶走電解槽內部產生的熱量。
離子膜電解槽 根據供電方式的不同，分為復極式和單極式兩種。復極式電解槽的各單元電解槽串聯相接，電解槽的總電壓為各個單元電解槽的電壓之和；電路中各台電解槽並聯。單極式電解槽的各單元電解槽並聯相接，電解槽的總電流為各個單元電解槽的電流之和；電路中各台電解槽串聯。有的離子膜電解槽為板式壓濾機型結構（圖2[壓濾機型離子交換膜電解槽結構]）:在長方形的金屬框內有爆炸復合的鈦－鋼薄板隔開陽極室和陰極室，拉網狀的帶有活性塗層的金屬陽極和陰極分別焊接在隔板兩側的肋片上，離子膜夾在陰陽兩極之間構成一個單元電解槽。大約 100個左右的單元電解槽由液壓裝置組成一台電解器。另外，還有類似板式換熱器的結構，由沖壓的輕型鈦板陽極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起，構成單元電解槽。若干個單元電解槽夾在兩塊端板之間組成一台電解槽。
離子交換膜 側鏈上帶有磺酸基和（或）羧酸基等陰離子官能團的全氟聚合物製成的薄膜。對離子膜的要求：①陽離子選擇透過性好；②電解質擴散率低；③較高的化學穩定性和熱穩定性；④機械強度高，不易變形；⑤電阻小。現代陽離子交換膜大多為聚氟烴織物增強的全氟磺酸－全氟羧酸復合膜。面向陽極的一側為電阻較小的磺酸基；面向陰極的一側為含水量低的羧酸基，能抑制氫氧離子向陽極室移動而提高電流效率，有的還處理成為粗糙的表面，或附有微孔狀無機物薄膜，以增加全氟羧酸膜的親水性，減少氫氣泡在膜表面上的滯留。這種膜適用於兩極間距極小的所謂「零」極距或「膜」間隙的離子交換膜電解槽。
特點 ①總能耗最低（與隔膜電解法和水銀電解法相比），在4000A/m電流密度下，每噸燒鹼的直流電耗為7.56～7.92GJ(2100～2200kWh)；②燒鹼純度高,50％的氫氧化鈉鹼液，含氯化鈉50～60ppm;③無水銀或石棉污染環境的問題；④操作、控制都比較容易；⑤適應負荷變化的能力較大；⑥要求用高質量的鹽水；⑦離子膜的價格比較昂貴。
現狀和展望 80年代初，先進的離子膜可在 4000A/m的電流密度下運轉,電流效率為95％～96％;可以直接生產濃度為35％的氫氧化鈉，離子膜的使用壽命約為2年。由於離子膜法具有較多的優點,今後新建的氯鹼生產裝置一般將採用離子膜法。現有的水銀法或隔膜法氯鹼廠也會有一部分在技術改造時轉換為離子膜法。
㈣ 電解池中「陰離子交換膜」的作用是為了把電解池中的陰離子都通過「陰離子交換膜」進入陰極么
陰離子交換膜是只允許陰離子通過，不可能所有陰離子都過去，這個主要是為了阻止某些副反應的發生。
㈤ 在電解池或原電池中,有陰陽離子交換膜的情況下,離子是如何移動的
陽離子與電流同向(意思是電線從左到右，那麼水中則從右到左，組成一個圓，沿圓走)，陽離子交換摸阻隔陰離子離子，使其無法穿過。
陰離子相反。
㈥ 電解槽有哪幾種分別有什麼區別
分類區別：
1.水溶液電解槽
水溶液電解槽的形式，可分為隔膜電解槽和無隔膜電解槽兩類。隔膜電解槽又可分為均向膜(石棉絨）、離子膜及固體電解質膜（如β-Al2O3）等形式；無隔膜電解槽又分為水銀電解槽和氧化電解槽等。
採用不同的電解液時，電解槽的結構也有所不同。
水溶液電解槽分有隔膜和無隔膜兩類。一般多用隔膜電解槽。在氯酸鹽生產和水銀法生產氯氣和燒鹼時，採用無隔膜電解槽。盡量增大單位體積內的電極表面積，可以提高電解槽的生產強度。因此，現代隔膜電解槽中的電極多為直立式。電解槽因內部部件材質、結構、安裝等不同表現出不同的性能與特點。
2.熔融鹽電解槽
多用於製取低熔點金屬，其特點是在高溫下運轉，並應盡量防止水分進入，避免氫離子在陰極上還原。例如製取金屬鈉時，由於鈉離子的陰極還原電位很負，還原很困難，必須用不含氫離子的無水熔融鹽或熔融的氫氧化物，以免陰極析出氫。為此電解過程需在高溫下進行，例如電解熔融氫氧化鈉時為 310℃，如其中含有氯化鈉成為混合電解質時,電解溫度為650℃左右。
電解槽的高溫可以通過改變電極間距，將歐姆電壓降所消耗的電能轉變為熱能來達到。電解熔融氫氧化鈉時，槽體可用鐵或鎳，電解含有氯化物的熔融電解質時常由於原料中不可避免地帶入少量水分，會使陽極生成潮濕的氯氣，對電解槽的腐蝕作用很強，因此電解熔融氯化物的電解槽，一般用陶瓷或磷酸鹽材料，而不受氯氣作用的部位可用鐵。熔融鹽電解槽中的陰、陽極產物，同樣要求妥善隔開，而且應盡快由槽中引出，以免陰極產物金屬鈉長時間飄浮在電解液表面，會進一步與陽極產物或空氣中的氧起作用。
3.非水溶液電解槽
由於非水溶液電解槽在製取有機產品或電解有機物時,常伴隨有各種復雜的化學反應,使其應用受到限制，工業化的不多。一般採用的有機電解液，電導率低，反應速度也小。因此，必須採用較低的電流密度，極間距盡量縮小。採用固定床或流化床的電極結構有較大的電極表面積，可提高電解槽生產能力。
㈦ 工業上電解制鹼的技術是用離子交換膜法，主要原料是飽和食鹽水．下圖為離子交換膜法電解原理示意圖：請回
（1）電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極，所以A極為電解槽的陽極，氯專離子發生失電子屬的氧化反應，即2Cl-→2e-+Cl2↑，故答案為：陽；2Cl-→2e-+Cl2↑；
（2）陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子通過，而陰離子氫氧根和氯離子均不能通過，故答案為：Na+；Cl-、OH-；
（3）粗鹽提純時加試劑的原則是：氫氧化鈉除去鎂離子和三價鐵離子，碳酸鈉一定加在氯化鋇之後，這樣碳酸鈉既可以除去鈣離子又可以除去多餘的鋇離子，鹽酸加在最後來除去多餘的碳酸根離子和氫氧根離子，故答案為：③②①④；
（4）氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水，方程式為：3Cl2+6OH-
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