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专题三 化学反应原理
第二单元 电化学基础
第2讲 电解池原理及其应用
一、课程标准要求
1．理解电解池的构造及电解池工作原理,能正确书写电解池的阴阳极电极反应式和电池总反应式。
2．能利用电化学知识做好金属防腐工作。
3．能根据电解池的工作原理，能设计简单的电解池，能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如：新型可充电电池的开发等。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看，电解池原理及其应用在必修课程、选修课程均有涉及，之前学习了"原电池和化学电源"，之后是"金属的电化学腐蚀与防护"，"电解池"起到了承上启下的作用。工业上通过电解的方法获得化工原料，而生活中的许多制品的表面都是通过电解的原理镀上一层金属。
因此，引导学生认识化学能与电能相互转化的原理和所遵循的规律，可以促使学生认识电解原理在日常生活中的应用，如：氯碱工业、电解熔融盐制活泼金属、电镀、粗铜的电解精炼、金属的腐蚀与防护等领域等；本节内容的学习可以培养学生实验探究、调查研究等方面的能力，让学生在充分活动的基础上获得科学知识，理解科学的过程和方法，形成科学态度和科学精神，能培养学生的探究精神和人文精神。
三、思维导图
四、课时安排建议 1课时
电解池原理及其应用
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：a．电冶
利用电解熔融盐或熔融氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
总反应式 电极反应式
冶炼钠 2NaCl2Na+Cl2↑ 阳极:　　　　　 阴极:　　　　　
冶炼镁 MgCl2Mg+Cl2↑ 阳极:　　　　　 阴极:　　　　　
冶炼铝 2Al2O34Al+3O2↑ 阳极:　　　　　 阴极:　　　　　
b．粗铜(含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)的精炼
c．电镀
[归纳总结]
1． 电解池的形成条件
2．电解池的工作原理
(1) 电解池：将 转化为 的装置。
(2) 工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例说明)
① 装置
与外接电源正极相连的电极是 极,发生 反应。
与外接电源负极相连的电极是 极,发生 反应。
注意：电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
② 电极反应式及总反应
溶液中存在的离子： ；
阳离子放电顺序：Cu2+>H+,阴极反应式： ；
阴离子放电顺序：Cl->OH-,阳极反应式： ；
总反应式： 。
③ 离子迁移方向：阴阳相吸
④ 电子流向： ；
3．电解池电极产物的判断
(1) 阳极
① 若阳极为金属电极(除Pt、Au外的其他金属),则阳极反应是金属失电子。
② 若阳极为惰性电极(C、Pt、Au等),则阳极反应一般是电解液中的阴离子失电子。阴离子放电顺序： > > > > >含氧酸根离子。
(2) 阴极
无论阴极是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水中)>。
注意：电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
问题2：按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：_______________________________________________；
阴极反应式：_______________________________________________；
总反应离子方程式：_________________________________________。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式：_______________________________________________；
阴极反应式：_______________________________________________；
总反应离子方程式：_________________________________________。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：_______________________________________________；
阴极反应式：_______________________________________________；
总反应方程式： 。
(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为________________________ 。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
[归纳总结]
1．阴阳两极上放电顺序
(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为
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注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电。
2．正确书写电极反应式
做到“三看”
(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。
(2)二看介质，介质是否参与电极反应。
(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。
注意：
a．阳极材料不同，电极反应式可能不同。
如:
b． 要注意电解质溶液中未参与放电的离子是否可与放电后生成的离子发生反应。
如：
c． 要注意电解质是溶液还是熔融状态。
如:
问题3：在新型钴基电催化剂作用下，用石墨、铁作电极材料,可将CO2和水转化为甲酸。反应原理如右图所示，下列说法正确的是 (　　)
A． 石墨作阴极，铁作阳极
B． 阳极的电极反应式：2O2--4e-O2↑
C． 阴极的电极反应式：CO2+2e-+2H+HCOOH
D． 电解过程中阳极的质量肯定不变
[归纳总结]分析电解过程的思维程序
问题4：某新型锂-空气二次电池放电情况如下图所示,下列叙述正确的是 (　　)
A．电解液应选择可传递Li+的水溶液
B．充电时,应将锂电极与电源正极相连
C．放电时,空气电极上发生的电极反应为: 2Li++O2+2e-Li2O2
D．充电时,若电路中转移0．5 mol电子,空气电极的质量将减少3.5 g
[归纳总结]可充电电池电极反应式书写方法
以Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2为例
a．放电时负极的电极反应式的书写：
① 根据化合价确定电极；　　　　　　　
② 根据化合价确定失去电子数；　　　　　　　
③ 根据质量守恒和电荷守恒配平负极的电极反应式。　　　　　　　　　　　　　　
b．充电时阴极的电极反应式的书写：
① 确定电极：Fe(OH)2+2e-Fe；
② 写出电极反应式：Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-。
活动二：重难点突破
电子守恒在电化学计算中的应用
问题5：若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为____________。
[解析] 方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2mol＋2mol＝4mol。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2－失电子数相等，共4NA。
[答案] 4mol
问题6：500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是 (　　)
A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1
B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为0.4 mol·L－1
[解析] 石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO)，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。
[答案] AD
[归纳总结]
电化学综合计算的三种常用方法
(1)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
4e－～ ～
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
典例简析
[典型题例1] 甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子(O2－)的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．X为电源的负极
B．Ni电极上发生的电极反应方程式：
CO＋4e－===C＋3O2－
C．电解一段时间后熔融盐中O2－的物质的量变多
D．该条件下，每产生22.4 L H2，电路中转移2 mol电子
(典型题例1出处：2021·江苏七市二调。推荐理由：本题以变色器件为载体，在复杂陌生的问题情境下，实现了对电解知识的基础性、综合性、创新性和应用性的考查。)
[简析]电解池电极Ni－YSZ中甲烷变成CO2, C元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作阳极，因此X为电源的正极，A错误；阴极上发生还原反应，Ni电极上发生的电极反应方程式：CO＋4e－===C＋3O2－，B正确；电解一段时间后熔融盐中O2－的物质的量不会变多，生成的O2－通过熔融盐转移到阳极参加反应，C错误；体积不是标准状况，D错误。 故答案：B
[小结]本题考查了学科素养的四个方面：一是化学观念，主要体现在微粒观和变化观上，能够根据微粒的变化判断电极的名称、电解反应方程式的正误判断等；二是思维方法，能够根据电解池的工作原理，分析化合价的变化、离子移动的方向等；三是实践探索，要求能够根据电解池工作原理，理解电致变色器件可智能调控太阳光透过率从而实现节能；四是态度责任，通过化学在日常生活中中的应泛应用，认识化学对提高生活质量和节能领域的重要应用。
[典型题例2]科学家近年发明了一种新型Zn CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是 (　　)
A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH =Zn(OH)42-
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电
子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为
2Zn(OH)42-=2Zn+O2↑+4OH +2H2O
D．充电时，正极溶液中OH 浓度升高
（典型题例2出处：2020·新课标Ⅰ。推荐理由：本题考查了学生的两个方面关键能力：一是理解与辨析能力，要求能够从题给电池装置中提取有效信息，利用电解池的基本工作原理，根据物质变化过程辨析电极名称及离子浓度变化情况等；二是分析与推测能力，要求利用题干提供的新信息，根据原电池电解池的基本工作原理、电解池的工作原理，分析微粒的变化过程，分析Zn和CO2等物质的变化，推断电极反应式和总反应式等。）
[简析]　由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)42-；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)42-发生还原反应生成Zn，以此分析解答。放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+4OH =Zn(OH)42-，故A正确；放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确；充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上Zn(OH)42-转化为Zn，电池总反应为：2Zn(OH)42-=2Zn+O2↑+4OH +2H2O，故C正确；充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+) c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误。
[答案] D
[小结]本题的情境是学术探索情境，以新型Zn CO2水介质电池装置为载体，考查学生学科素养的四个方面：一是化学观念，主要体现在微粒观上，能够根据微粒的变化判断电极名称、书写电极反应式、电子转移的数目及离子浓度的变化等；二是思维方法，要求能够根据微粒的变化情况以及原电池和电解池的的工作原理，进行推理论证；三是实践探索，要求根据原电池和电解池的的工作原理，解决与环境和能源有关的电化学问题；四是态度责任，能够通过化学在解决环境问题和能源问题中的应用，认识化学对社会发展的巨大贡献，树立可持续发展的意识。
活动三：巩固提升
1．判断正误：
(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液 (　　)
(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料 (　　)
(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变 (　　)
(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3 (　　)
(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料 (　　)
(6)Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2作电解质溶液，放电顺序H＋>Zn2＋,故不可能
在Fe上镀Zn (　　)
2．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．上述装置中，f极为光伏电池的正极
B．阴极的电极反应为：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4
D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO4
3． 三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的NH和NO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是 (　　)
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A．a极为电源负极，b极为电源正极
B．c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜
C．阴极电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有5.6 L O2生成
4．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是 (　　)
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
5． 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋) (　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
6． (2021·江苏、盐城三模) 辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用FeCl3溶液浸泡提取铜，反应的离子方程式：Cu2S＋4Fe3＋===2Cu2＋＋4Fe2＋＋S。Cu2S可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列有关电解CuFeS2的说法正确的是(　　)
A． a为电源的负极
B． 该装置将化学能转化为电能
C． 离子交换膜为阴离子交换膜
D． b电极上的反应：2CuFeS2＋6H＋＋2e－===Cu2S＋2Fe2＋＋3H2S↑
7．(2021·江苏四校联考)2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2＋4H2===CH4＋2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。某光电催化反应器如图所示，M电极是Pt/CNT，N电极是TiO2，通过光解水，可由CO2制得异丙醇。下列说法不正确的是(　　)
A．M极是电池的正极
B．N极的电极反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．M极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应
D．每生成30 g异丙醇转移的电子数目为9 mol
8．(2021·南京、盐城一模)对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一。用离子交换膜H＋/NH型Nafion膜作电解质，在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨，原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．电极M接电源的正极
B．离子交换膜中H＋、NH浓度均保持不变
C．H＋/NH型离子交换膜具有较高的传导质子能力
D．阴极的电极反应式：N2＋6e－＋6H＋===2NH3，2H＋＋2e－===H2↑
[参考答案]
1．√× × × √ ×
2．C
解析：电解时Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g HClO4，D项错误。
3．AB
解析：根据题意两极均得到副产物NH4NO3，可知Ⅱ室废水中的NH移向Ⅰ室、NO移向Ⅲ室，根据电解过程中离子的移动原理，可知Ⅰ室石墨电极为阴极、Ⅲ室石墨电极为阳极。阴极所连的a极为负极，b极为正极，A项正确；c膜通过的是NH，故c膜应为阳离子交换膜，同理可知d膜为阴离子交换膜，B项正确；阴极上H＋得电子生成氢气，C项错误；因未指明氧气所处的温度和压强，故无法计算阳极产生的氧气的体积，D项错误。
4．C
解析：A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。
5．D
解析：电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。
6．D　
解析： 由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式：2Cu－2e－＋H2S===Cu2S＋2H＋，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应，电极反应式：2CuFeS2＋6H＋＋2e－===Cu2S＋2Fe2＋＋3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动，D正确。
7．D　
解析：根据图像可知，H＋移向M极，M极作正极，N极水失电子生成氢离子和氧气，作负极，A正确，B正确；M极上H＋得电子被还原成H2，CO2得电子被还原成异丙醇，M极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应，C正确；二氧化碳中的C为＋4价，而异丙醇中C为－2价，生成1 mol异丙醇转移18 mol电子，反应中除生成异丙醇外，还生成氢气，则每生成30 g异丙醇转移的电子数目一定会大于9 mol，D错误。
8．B　
解析： 由装置可知H2通入M极，在M极上失电子转变成氢离子，则M作电解池的阳极，接电源的正极，N2通入N极，在N极上得电子并结合电解质中的氢离子生成NH3，同时部分氢离子也在阴极得电子转变氢气，则电极N作电解池的阴极，连接电源的负极，据此分析。M作阳极，连接电源的正极，A正确；铵根离子在电解过程中转变成氨气和氢离子，浓度下降，B错误；由图可知H＋/NH型离子交换膜允许氢离子自由通过，具有较高的传导氢离子的能力，C正确；由图可知阴极上氮气和氢离子均得电子分别转变成氨气和氢气，电极反应分别：N2＋6e－＋6H＋===2NH3,2H＋＋2e－===H2↑，D正确。
二、教学建议
1．可利用表格对比的方式使学生主动去认识原电池与电解池的差别，引导学生从电极名称、电极反应、能量转化等多方面比较原电池与电解池。
2．充分考虑电解池中物质发生电极反应的复杂性，采用逐步递进的方法复习相关内容。首先复习电解熔融盐，在此情况下电解质电离出来的离子发生的电极反应；其次复习电解水溶液，但水不参与电解过程的情况；再次复习电解水溶液，且水参与电解过程的情况；最后复习电解水溶液，同时电极参与电解的情况，采用这种循序渐进的复习知识点的方式有利于促使学生逐步深入的巩固以前所学的电解池原理的相关知识。
3．重视近几年高考试题的研究，引导学生起始时通过做高考试题感知高考考查要求，查找对知识掌握和能力要求上的不足，有针对性的进行复习提升，进而探究高考命题动向。
三、情境素材
1．氯碱工业
氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。主要有3种工艺:隔膜法，双电解池法，水银电解池法。
(1)隔膜法
隔膜电解法以多孔隔膜将阳极区和阴极区分隔，避免了两极产物的混合。饱和盐水由阳极区加入，阴极区生成的碱及未分解的盐水则不断流出。通过适当调节盐水流量，可使阳极区液面高于阴极区液面，从而产生一定的静压差，使阳极液透过隔膜流向阴极室，其流向恰与阴极区OH一向阳极区的电迁及扩散方向相反，从而大大减少进入阳极区的OH-数量，抑制析氧反应及其他副反应的发生，阳极效率提高到90%以上。而阴极区由于OH-流失减少，碱液质量浓度可提高到100~140g/L。
(2)双电解池法(Diaphragm cell)
该方法类似于隔膜法，但是把反应分在两个电解池中反应 。这样进一步避免了氯气和氢氧化钠的反应。这样合成的氯气含有少量的氧气 。
(3)水银电解池法(Castner–Kellner process)
以上的电解池得到的氢氧化钠中都含有微量的氯化钠，而水银电解池法则可以合成完全不含氯化钠的氢氧化钠。如图所示，水银电解池法把两种电解质用水 水银电解池银隔开。阳极放置在饱和食盐水中，阴极放置在氢氧化钠溶液中。这种方法曾一度被用来广泛生产氯气和氢氧化钠。然而，该装置需要使用大量的水银，不但成本昂贵，而且有一定的隐患。曾经在加拿大(安大略)和日本(水俣)发生的大规模的汞中毒(水俣病)事件 ，就与水银电解池法有关。目前，该方法使用的水银在一些国家已经被其他物质取代。
2．锂电池
锂电池负极材料大体分为以下几种：
(1)碳负极材料：　
目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
(2)锡基负极材料：
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。
(3)含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。
(4)合金类负极材料：
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ，目前也没有商业化产品。
(5)纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
(6)纳米氧化物材料：目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的充放电量和充放电次数。
3．高铁电池
铁电池是以合成稳定的高铁酸盐(K2FeO4、BaFeO4等)，可作为高铁电池的正极材料来制作能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染的新型化学电池。
优点：
高能高容量。目前市场上的民用电池比功率只有60~135w/kg,而高铁电池可以达到1000w/kg以上，放电电流是普通电池的3-10倍。特别适合需要大功率、大电流的场合。高铁电池性价比高。碱锰电池不能满足需大电流大容量用电的数码相机、摄影机等电子产品的需要，锂离子电池因成本在此方面不具很强的竞争力。
原料丰富。地壳中最为丰富的元素为铝和铁，铁在地壳中的含量为4.75%,锰的含量为0.088%。同时每mol+6价铁能产生3mol电子，而每mol+ 4价锰仅能产生1mol电子，铁的用量在自身非常丰富的情况下，仅是锰的1/3，大大节约了社会资源，降低了原料的成本。市面上MnO2大约9000元/ 每吨，Fe(NO3)3大约7500元/每吨。绿色无污染。高铁酸盐放电后的产物为FeOOH或Fe2O3-H2O，无毒无污染，对环境友好，不需要回收。
4．电镀银
由于银与许多化合物容易生成不溶性盐。因此，银在镀液中的稳定性差，容易引起镀液分解。由于银是电化学中的贵金属，难以与其他金属形成合金镀层 因此，银合金镀液种类较为有限。已有的银舍金镀液大多数是含有氰化物的碱性镀液，然而氰化物剧毒。
银和银合金镀液中含有可溶性银盐和合金成份金属盐、酸、表面活性电镀银铜基电料件剂、光亮剂和pH值调整剂等。镀液中加入阳离子型、阴离子型、两性型或者非离子型表面活性剂，旨在改善镀液性能，它们可以单独或者混合使用，其浓度为0.1~50 g/L。镀液中加人光亮剂或者半光亮荆旨在改善镀层的光亮外观。适宜的光亮剂有p.萘酚、0萘酚.6.磺酸、B萘磺酸、间氯苯醛、对硝基苯醛和对羟基苯醛等。适宜的半光亮剂有明胶和胨等。镀液中还加入邻菲哕啉类化合物或者联吡啶类化合物等平滑剂，旨在较宽的电流密度范围内获得平精致密的镀层。光亮剂、半光亮剂和平滑剂的总浓度为0.01~20 g/L。镀液中加人辅助络合剂，旨在提高镀液稳定性，镀液中还加人隐蔽络合剂，旨在抑制从镀件金属基体上溶出的不纯金属离子共析于镀层中，同时还可以抑制镀液的劣化。
含有可溶性银盐和合金成份金属离子盐、酸、添加剂和特定含硫化台物等组成的银和银台金镀液的特征如下：
镀液中含有分子内具有醚性氧原子，1羟丙基或者羟丙烯基等特定的脂肪族含硫化合物，可以显著提高镀液中Ag+的稳定性，从而显著提高镀液的稳定性，抑制镀液分解，镀液寿命可长达6个月以上。
在规定的较宽电流密度范围内，银合金镀层中银的共析率波动较小，台金镀层中的银含量较稳定，因此，通过电流密度控制，可以获得适合各种用途的合金镀层组成比；镀液中添加了表面活性剂、光亮剂、半光亮剂、平滑剂、隐蔽络合剂和辅助络合剂等添加剂，可以抑制镀层烧焦、枝状结晶、粉末状或者铜和铜台金等镀件基体的银置换析出等异常现象，可以获得外观良好的镀层；镀液中不含氰化物，提高了作业安全性，降低废水处理成本。
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