电解原理的定义及应用

     1、电解的定义：使电流通过熔融电解质或电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

     2、电解原理：直流电通过电解质溶液或熔融电解质时，离子定向移动，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应，将电能转化为化学能而储存在反应产物中。

     3、电解池

     （1）定义：电解池是将电能转化为化学能的装置。其中，与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极。

     （2）电解池的构成条件（三电一回路）

     ①直流电源；

     ②两个固定电极；

     ③电解质溶液或熔融状态的电解质；

     ④形成闭合回路。

     （3）电极反应

     ①阴极：与电源负极相连，聚集大量的负电荷，阳离子得到电子，被还原，发生还原反应。

     ②阳极：与电源正极相连，聚集大量的正电荷，阴离子或金属原子失去电子，被氧化，发生氧化反应。

     （4）电解池中电子、电流方向的分析

     ①电流方向：电源正极→金属导线→阳极，阴极→金属导线→电源负极。

     ②电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极→正极，负极→阴极。

     4、电解原理的应用

     （1）氯碱工业

     习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。

     原理分析：工业生产中采用立式隔膜电解槽将阴极室与阳极室分开，将经过净化精制的食盐水加入阳极室，在阳极上氯离子（$ce{Cl-}$）失去电子生成氯气；在阴极上水分子转化为氢气和氢氧根离子（$ce{OH-}$）。阳离子交换膜允许钠离子（$ce{Na+}$）通过，钠离子进入阴极室与氢氧根离子形成烧碱溶液。这样既能防止阴极产生的$ce{H2}$和阳极产生的$ce{Cl2}$相混合而引起爆炸，又能避免$ce{Cl2}$和$ce{NaOH}$作用生成$ce{NaClO}$而影响烧碱产量。

     （2）电镀

     ①含义：应用电解的原理，在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。

     ②目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加美观度和表面硬度。

     ③电镀池的构成

     阴极：待镀金属。

     阳极：镀层金属。

     电镀液：含镀层金属阳离子的电解质溶液。