电解池电极反应式的书写及电解电解质溶液的类型和规律

何礼龙

摘要：電解池的阴阳极判断；电极反应式及电解方程式的书写方法与步骤；以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律。

关键词：电解池；电极反应式书写；电解质类型；规律

掌握电解池需要掌握电解原理，利用电解池的阴阳极的判断掌握电解原理；学会正确的书写电解池的电极反应式；当电极材料为惰性材料时，根据电解质类型分为四种情况：电解水型、电解电解质型、放氧生酸型、放氢生碱性。下面对上述内容依次介绍。

一、电解池电极反应式及电解方程式的书写

1.电解池阴阳极的判断

（1）电源的正负极：电源正极连接的是电解池的阳极，电源负极连接的是电解池的阴极。

（2）电子的移动方向：电子从电源的负极流向电解池的阴极，再从电解池的阳极流回电源的正极。

（3）溶液中的阴阳离子的移动方向：溶液的阴离子移向电解池的阳极，阳离子移向电解池的阴极。

（4）电极的反应类型：阴极是阳离子得电子发生还原反应，阳极是电极材料或者阴离子失电子发生氧化反应。说简单一点是：阴极还原反应，阳极氧化反应，（阴还，阳氧）。

2.电极反应式及电解方程式的书写方法与步骤

（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。如果是活泼电极，活泼电极失电子放电；如果是惰性电极，溶液中阴离子失电子。

（2）分析溶液中阴、阳离子。

（3）阳极阴离子的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子（水溶液中含氧酸根不放电）。

阴极阴离子的放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+不放电）

（4）分析阳极、阴极放电离子，判断电极产物，写出阳极、阴极电极反应式。

（5）写出电解池的总化学反应方程式或者离子方程式。

3.示例

按要求写出电极反应式和总方程式。

（1）用惰性电极电解AgNO3溶液

因为采用惰性电极，不是阳极材料失电子，分析AgNO3溶液中存在Ag+、NO-3、H+、OH-离子，阳极阴离子失电子，失电子顺序为OH->NO—3，阳极的电极反应式为：4OH--4e-O2+2H2O，阴极阳离子得电子，得电子顺序为Ag+>H+，阴极电极反应式为：4Ag++4e-4Ag

阳极电极反应式：4OH--4e-O2↑+2H2O 阴极电极反应式：4Ag++4e-4Ag

总反应离子方程式：4Ag++4NO3-+2H2O=4Ag+O2↑+4HNO3

（2）用惰性电极电解MgCl2溶液

分析MgCl2溶液中存在Mg2+、Cl-、H+、OH-离子

阳极电极反应式2Cl--2e-Cl2↑ 阴极电极反应式2H++2e-H2↑

总反应离子方程式Mg2++2Cl-+2H2O=2Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑

（3）用Fe作电极电解NaCl溶液

因为采用活泼金属做电极，阳极材料Fe失电子，分析NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-离子，阳极的电极反应式为：Fe-2e-Fe2+，阴极阳离子得电子，得电子顺序为H+>Na+，阴极电极反应式为：2H++2e-H2↑

阳极电极反应式：Fe-2e-Fe2+阴极电极反应式：2H++2e-H2↑

总反应化学方程式Fe+2H2OFe（OH）2↓+H2↑

（4）用Fe作电极电解NaOH溶液

阳极电极反应式：Fe-2e-Fe2+阴极电极反应式：2H++2e-H2↑

总反应化学方程式Fe+2H2OFe（OH）2↓+H2↑

（5）用Cu作电极电解盐酸溶液

阳极电极反应式：Cu-2e-Cu2+阴极电极反应式：2H++2e-H2↑

总反应化学方程式Cu+2H+Cu2++H2↑

（6）用铝单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液

阳极电极反应式2Al-6e-+6HCO-3Al（OH）3↓+6CO2↑

阴极电极反应式6H++6e-3H2↑

（7）用惰性电极电解熔融MgCl2

阳极电极反应式2Cl-2e-Cl2↑阴极电极反应式Mg2++2e-Mg

总反应离子方程式Mg2++2Cl-Mg+Cl2↑

二、以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律及使电解质溶液复原的方法

1.以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律

阳离子的氧化性，阴离子的还原性有小到大排列，以H+、OH-为分界线。

K+

Ⅰ区 Ⅱ区

NO-3

常见电解反应类型（惰性电极）

（1）Ⅰ区（活泼金属含氧酸盐）——实质电解水。例如：NaOH、H2SO4、Na2SO4

（2）Ⅱ区（不活泼金属无氧酸盐）——实质电解盐。例如：HCl、CuCl2

（3）对角线A——放氧生酸型（不活泼金属含氧酸盐）。例如：CuSO4

（4）对角线B——放氢生碱型（不活泼金属含氧酸盐）。例如：NaCl

2.示例

（1）电解水型NaOH，同理H2SO4、Na2SO4。

阳极电极反应式4OH--4e-O2↑+2H2O阴极电极反应式4H++4e-2H2↑总反应方程式2H2O2H2↑+O2↑

（2）电解电解质型HCl，同理CuCl2。

阳极电极反应式2Cl--2e-Cl2↑阴极电极反应式2H++2e-H2↑总反应方程式2HCl2H2↑+Cl2↑

（3）放O2生酸型CuSO4

阳极电极反应式4OH--4e-O2↑+2H2O阴极电极反应式2Cu2++4e-2Cu总反应方程式2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

（4）放H2生碱型NaCl

阳极电极反应式2Cl--2e-Cl2↑阴极电极反应式2H++2e-H2↑总反应方程式2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

3.使电解质溶液复原的方法

电解质NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液中加水；电解质HCl溶液中通入HCl气体；电解质CuCl2溶液中加入CuCl2；

电解质CuSO4溶液中加入CuO或CuCO；电解质NaCl溶液中通入HCl气体。

参考文献：

[1]刘炎生.考点帮[M].吉林：延边教育出版社，2015.107-108

（作者单位：新疆第三师图木舒克中学 843900）