『壹』 求化学中电解原理这一章中重要原理及其概念
考点1 电解池的构成和电解的基本原理 1．(1)电解的反应原理：在 时在阴、阳两极发生氧化还原反应。 (2)电解池：一种把 的装置 (3)电解的电路工作原理：导线上(外电路)电子从电源的负极流出经导线流向电解池的阴极，电解池的阳极上产生电子经导线流入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向 ，失去电子，阳离子移向 ，得到电子。 2．电解池的构成： ① 、导线 ②两个电极(金属或非金属导体) ③电解质溶液(或熔融的电解质) 特别提醒：电解池的阴阳极由电源的正负级决定 3．电解原理： 以惰性电极(C、Pt)电解CuCl2溶液为例：
[例1] 能用电解原理说明的问题是 ( ) ①电解是电能转变成化学能；②电解是把化学能转变为电能；③电解质溶液的导电是化学变化,金属的导电是物理变化；④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现；⑤任何溶液被电解时必然会导致氧化还原反应的发生 A．①②③④ Ｂ．②③⑤ Ｃ．③④ Ｄ．①③④⑤ [解析]电解质溶液导电时,溶液中的阴阳离子分别向阳极和阴极移动,在两个电极上得失电子,发生氧化还原, 所以电解质溶液的导电过程就是电解过程，此时电源提供电能,把不能自发进行的氧化还原反应转变成现实。金属的导电只是自由电子的定向移动不存在电子得失没有新物质产生，是一种物理过程。 【答案】Ｄ [方法技巧]组合式选择题可以通过排除法进行选择。②和①中只有一个说法是正确的，根据电解原理①是正确的。 考点2电极反应式的书写及溶液浓度和PH的变化 1．离子放电顺序的判断 阳离子在阴极得电子顺序与 相反 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阴离子在阳极失电子顺序 金属阳极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>高价含氧酸根离子>O2－>F 特别提醒：要注意在水溶液中有些离子不发生放电 2．电极产物的判断 阳极:①根据电极的类型(活泼金属和惰性电极金属)；②根据 顺序. 阴极:根据 顺序 3．用惰性电极电解电解质溶液的规律 电解水型： 电极反应：阴极 4H++4e－=2H2↑；阳极 4OH－－4e－=2H2O+O2↑ 总反应式：
包括高价含氧酸(H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、Ba(OH)2] 、活泼金属的高价含氧酸盐[Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3]。 (1)分解电解质型： 电极反应式：阴极：amMn++mnae－=amM 阳极：anYm－－mnae－=nYa 包括无氧酸(除HF) 、不活泼金属的无氧酸盐溶液(如CuCl2) (2)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸(除氟化物)盐(如NaCl、MgBr2)溶液的电解 以NaCl溶液为例： 电极反应式：阴极 2H++2e－=H2↑；阳极 2Cl－－2e－=Cl2↑ 总反应式： 阴极由于H+放电，破坏了水的电离平衡，水的电离程度增大，电极附近溶液中OH－浓度增大，溶液pH值增大，整个电解质溶液碱性增强，pH值增大。 (3)放氧生酸型： (如CuSO4、AgNO3)溶液的电解 以CuSO4溶液为例： 电极反应式：阴极 2Cu2++4e－=2Cu；阳极 4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应式：
阳极由于OH－放电，破坏了水的电离平衡，水的电离程度增大，电极附近溶液中H+浓度增大，溶液pH值减小，整个电解质溶液酸性增强，pH值减小 4．电极方程式的书写和总的离子反应式的书写 电极方程式是以实际反应的微粒符号来表示的，当水中的氢离子或氢氧根离子参加反应时，在电极反应式中表示时就以H+或OH－表示。 总的离子反应式表示时要注明反应条件－电解，总式的书写要符合离子方程式的书写要求。 [例2] (2007年高考江苏卷，电解)某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( ) (A)电解过程中，铜电极上有H2产生 (B)电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4 CuSO4＋H2↑ (C)电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 (D)整个电解过程中，H＋的浓度不断增大 [解析] 阳极为铜电极，始终为Cu失电子变为Cu2+,故A错；阴极为石墨，先是H＋得电子放出H2，后是Cu2＋得电子析出Cu，故BC对，在电解过程中消耗H＋，因此浓度变小，故D错。 【答案】BC。 [方法技巧]要学会根据放电顺序来分析电极反应，从而解答相关问题。 考点3：电解原理的有关应用。 1．电解精炼铜 (1)装置组成 ①电极材料： 与电源的正极相连作阳极， 与电源负极相连作阴极 ②电解质溶液：用 作电解液 ③反应原理：阳极铜以及比铜活泼的杂质金属锌、铁、镍等失电子被氧化，转化成离子进入溶液中，不活泼金属如金和银等沉积在阳极下面形成阳极泥，阴极Cu2+得电子被还原在阴极上析出，其它如Zn2+、Fe2+留在溶液中。 ④特征：电解精炼过程中CuSO4溶液的浓度几乎不变，产品纯度高。 2．电镀 (1)装置组成： ①电极材料： (如精铜)与电源的正极相连作阳极， (如铁制品)与电源负极相连作阴极 ②电解质溶液：用含 的电解质配成溶液(如CuSO4溶液加一些氨水)作电镀液 (2)反应原理：阳极镀层金属(铜)失电子被氧化，转化成离子进入溶液中，阴极镀层金属离子Cu2+得电子被还原在阴极上析出。 (3)特征：电镀过程中电解质CuSO4溶液的浓度几乎不变。 3．氯碱工业 工业上用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料进一步生产一系列化工产品,称氯碱工业。 (1) 离子交换膜法电解池的组成： 以石墨为阳极，以钢棒为阴极,精制的饱和食盐水为电解质溶液，用阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室。 (2) 电解饱和食盐水的反应机理： 电极反应式：阴极 ；阳极 总反应式： 阳极 阴极产物 在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水的电离，结果阴极区溶液中OH－浓度增大而呈碱性。 (3) 电解用饱和食盐水的精制 基本步骤：
(4) 阳离子交换膜的作用 将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na+)通过，而且阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体通过。这样既可以防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 [例3] （09广州市高三调研测试）下列关于铜电极的叙述正确的是 学科网 A．铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应 学科网 B．电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作阳极 学科网 C．电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极 学科网 D．电镀铜和精炼铜时，均用纯铜作阴极 学科网 [解析] 铜锌原电池中铜电极为正极，发生还原反应；电解饱和食盐水制时，阳极为石墨；电解法精炼铜时，粗铜作阳极被氧化，纯铜作阴极，故C正确；电镀铜时，铜作阳极被氧化而进入溶液中。 【答案】C [规律总结] 电解精炼镍的化学原理类似电解精炼铜，要熟悉电解精炼铜的有关知识。
参考答案 考点1 电解池的构成和电解的基本原理 1. 电流通过、电能转化成化学能、阳极、阴极 2. 外接电源 考点2 电极反应式的书写及溶液浓度和PH的变化 1．金属活泼性 2．阴离子放电、阳离子放电 3．不活泼金属的高价含氧酸盐 考点3 电解原理的有关应用 1． 粗铜、纯铜、CuSO4溶液 2．镀层金属、待镀金属制品、镀层金属离子 3．2H++2e－=H2↑；2Cl－－2e－=Cl2↑
『贰』 离子交换膜法电解食盐水具体原理 谢谢
二、离子交换膜法制烧碱
1．离子交换膜电解槽的构成
离子交换膜电解槽
主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为网状，可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
离子交换膜法制烧碱名称的由来，主要是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。
上海天原化工厂电解车间的离子交换膜电解槽
2．离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
如图，精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室，通电后H2O在阴极表面放电生成H2，Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。
阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑；而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
氯碱工业的主要原料：饱和食盐水，但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质，远不能达到电解要求，因此必须经过提纯精制。
『叁』 简述离子膜 电解
不知道是不是说的离子交换膜，不过你既然说电解，应该就是了
离子交换膜，一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。
电解，电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。
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离子交换膜在电解中有着比较重要的作用，当然并不是所有的电解都需要离子交换膜，离子交换膜的作用在于隔绝生成物中的某两类物质，一般是两种接触直接反映的物质，如:电解氯化钠时，一般会生成氯气，氢氧化钠。但这两种物质一接触便反应，生成了次氯酸钠和氯化钠，但当我们在阴阳极之间加上阳离子交换膜(即只有阳离子才能通过该膜)时，阳极会产生氯气，但周围都是氯化钠，因此不会反映，可直接收集氯气，阴极处生成氢氧根离子和氢气，氢气直接收集，这是另一边的钠离子便会通过膜和氢痒根离子在一起，成为了氢氧化钠溶液，一个反应生成了三种我们需要的物质，这便是离子交换膜的一个最简单的应用。
『肆』 离子交换膜电解槽的组成是什么阳离子交换膜的作用是什么
①离子交来换膜电解自槽的组成
由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。
②阳离子交换膜的作用
将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
『伍』 电解池中“阴离子交换膜”的作用是为了把电解池中的阴离子都通过“阴离子交换膜”进入阴极么
阴离子交换膜是只允许阴离子通过，不可能所有阴离子都过去，这个主要是为了阻止某些副反应的发生。
『陆』 离子膜电解操作流程
又称膜电槽电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂（见离子交换剂）的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。这项技术已经用于氯碱的生产,海水和苦咸水的淡化，工业用水和超纯水的制备,酶、维生素与氨基酸等药品的精制，电镀废液的回收，放射性废水的处理等方面，其中应用最广泛、成效最显著的是氯碱工业。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱（氢氧化钠）或氢氧化钾。1975年日本旭化成工业公司制成全氟羧酸型离子交换膜，首先实现离子膜电解法制烧碱，同年日本实现工业化生产。
工艺流程 经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室（图1[离子膜电解法生产流程]）,钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动，进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠，同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制，基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后，剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯，固体盐重饱和以及精制后，返回阳极室，构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品，一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量，又能带走电解槽内部产生的热量。
离子膜电解槽 根据供电方式的不同，分为复极式和单极式两种。复极式电解槽的各单元电解槽串联相接，电解槽的总电压为各个单元电解槽的电压之和；电路中各台电解槽并联。单极式电解槽的各单元电解槽并联相接，电解槽的总电流为各个单元电解槽的电流之和；电路中各台电解槽串联。有的离子膜电解槽为板式压滤机型结构（图2[压滤机型离子交换膜电解槽结构]）:在长方形的金属框内有爆炸复合的钛－钢薄板隔开阳极室和阴极室，拉网状的带有活性涂层的金属阳极和阴极分别焊接在隔板两侧的肋片上，离子膜夹在阴阳两极之间构成一个单元电解槽。大约 100个左右的单元电解槽由液压装置组成一台电解器。另外，还有类似板式换热器的结构，由冲压的轻型钛板阳极、离子膜和冲压的镍板阴极夹在一起，构成单元电解槽。若干个单元电解槽夹在两块端板之间组成一台电解槽。
离子交换膜 侧链上带有磺酸基和（或）羧酸基等阴离子官能团的全氟聚合物制成的薄膜。对离子膜的要求：①阳离子选择透过性好；②电解质扩散率低；③较高的化学稳定性和热稳定性；④机械强度高，不易变形；⑤电阻小。现代阳离子交换膜大多为聚氟烃织物增强的全氟磺酸－全氟羧酸复合膜。面向阳极的一侧为电阻较小的磺酸基；面向阴极的一侧为含水量低的羧酸基，能抑制氢氧离子向阳极室移动而提高电流效率，有的还处理成为粗糙的表面，或附有微孔状无机物薄膜，以增加全氟羧酸膜的亲水性，减少氢气泡在膜表面上的滞留。这种膜适用于两极间距极小的所谓“零”极距或“膜”间隙的离子交换膜电解槽。
特点 ①总能耗最低（与隔膜电解法和水银电解法相比），在4000A/m电流密度下，每吨烧碱的直流电耗为7.56～7.92GJ(2100～2200kWh)；②烧碱纯度高,50％的氢氧化钠碱液，含氯化钠50～60ppm;③无水银或石棉污染环境的问题；④操作、控制都比较容易；⑤适应负荷变化的能力较大；⑥要求用高质量的盐水；⑦离子膜的价格比较昂贵。
现状和展望 80年代初，先进的离子膜可在 4000A/m的电流密度下运转,电流效率为95％～96％;可以直接生产浓度为35％的氢氧化钠，离子膜的使用寿命约为2年。由于离子膜法具有较多的优点,今后新建的氯碱生产装置一般将采用离子膜法。现有的水银法或隔膜法氯碱厂也会有一部分在技术改造时转换为离子膜法。
『柒』 离子交换膜法电解工艺有哪些特点
离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它回离子难以透过。电解答时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的
NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成 C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时 Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中
H + 放电，生成 H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的 OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了
NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl
- 通过，所以阴极室生成的
NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。
『捌』 工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．下图为离子交换膜法电解原理示意图：请回
（1）电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极，所以A极为电解槽的阳极，氯专离子发生失电子属的氧化反应，即2Cl-→2e-+Cl2↑，故答案为：阳；2Cl-→2e-+Cl2↑；
（2）阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过，而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过，故答案为：Na+；Cl-、OH-；
（3）粗盐提纯时加试剂的原则是：氢氧化钠除去镁离子和三价铁离子，碳酸钠一定加在氯化钡之后，这样碳酸钠既可以除去钙离子又可以除去多余的钡离子，盐酸加在最后来除去多余的碳酸根离子和氢氧根离子，故答案为：③②①④；
（4）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，方程式为：3Cl2+6OH-
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