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第二节 电解池
第1课时 电解原理
人教版2019选择性必修一
第四章 化学反应与电能
电解与元素的发现:
亚历山德罗·伏特
意大利物理学家
伏打电池
伏打电池的发现引起化学家利用电解法研究元素的兴趣。
1807年 电解熔融碳酸钾制得钾；
电解熔融碳酸钠制得钠。
1808年 电解制得镁、钙、锶、钡；
用钾还原无水硼酸制得硼。
戴维
贝采里乌斯
1823年 用钾还原四氟化硅制得硅
1825年奥斯特用钾汞齐还原无水氯化铝得到铝；
1886年莫瓦桑电解法制得氟。
任务一 电解原理
阳极 （与电源正极相接）
阴极 （与电源正极相接）
结论 产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
逐渐覆盖了一层红色物质
CuCl2溶液在通电下生成了 Cu 和 Cl2
实验:在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
任务一 电解原理
通电前
通电时
向阴极迁移
向阳极迁移
阴极：发生还原反应
放电顺序
阳极：发生氧化反应
放电顺序
总反应
电解
微观分析：
通电前
（离子无序运动）
外加电源
阴
极
阳
极
电解:直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程。
电解池:把电能转化为化学能的装置。
任务一 电解原理
构成电解池的条件：
①直流电源；
阴极:与电源负极相连
阳极:与电源正极相连
②(电子导体)阴、阳电极
③(离子导体)电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
直流电源
阳极
阴极
阳离子
阴离子
e-
电解质溶液
e-
氧化反应
还原反应
失电子
得电子
I
I
I
I
任务一 电解原理
粒子在水溶液中的放电顺序：
1.阴极放电顺序：阳离子得电子能力
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+
酸电离，
浓度较大
水电离，
浓度较小
水溶液中不放电，熔融态放电
溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，与电极材料无关。氧化性强的离子先得电子。
Fe3+得电子能力比Cu2+强，但第一阶段Fe3+只被还原为Fe2+
越活泼的金属，其阳离子氧化性越弱，越难结合电子；
越不活泼的金属，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。
2H+ + 2e- = H2 ↑
2H+ + 2e- = H2 ↑ 或 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-
任务一 电解原理
粒子在水溶液中的放电顺序：
2.阳极放电顺序：还原性强的离子先失电子。
金属(除Pt、Au外) > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >NO3－>SO42－>F－
金属失电子，发生氧化反应
仅溶液中的阴离子放电
(只传递电子本身不失电子)
水溶液中不放电
活性电极：
惰性电极(Pt、Au、C等)：
阳极
根据电极本身是否参与反应
碱电离4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑
水电离4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑
任务二 电解反应方程式的书写
写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总电解方程式
阴极：
阳极：
③两极反应式相加得总方程式
2H2O －4eˉ ＝O2↑＋4H+
2Cu2+＋4eˉ ＝2Cu
OH－(H2O)＞SO42ˉ
H+ (H2O)＜ Cu2+
①首先分析、比较出阴阳极的放电离子
②然后写电极反应式 ：
电解
2Cu＋O2↑＋4H+
2Cu2+＋2H2O
阴极：
阳极：
电极反应式书写的一般思路
①判断电极材料
②明确溶液中存在哪些离子
③判断阴阳离子的放电顺序
④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
⑤ 阴极+阳极反应式 = 总反应式
课堂练习
电极反应式的书写
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：___________________________________________________。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
2.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：___________________________。
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
2H＋＋2e－===H2↑
Mg2＋＋2Cl－＋2H2O ==== Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
电解
2Al＋3H2O ==== Al2O3＋3H2↑
电解
任务三 电解规律
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuCl2





阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑
阴极：Cu2++ 2e-=2Cu
减小
增大
CuCl2
阴极
阳极
氯
气
铜
CuCl2溶液
CuCl2 Cu+Cl2 ↑
电解
1.电解电解质本身：
如电解盐酸、CuCl2溶液等
任务三 电解规律
2.电解水型：
如电解H2SO4、NaOH、Na2SO4等
阳极
阴极
氧气
氢
气
Na2SO4溶液
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
Na2SO4





阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
变大
不
变
加
H2O
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
电解
实例 电极反应 浓度 PH值 复原
NaCl
任务三 电解规律
3.放出氢气生成碱型：
如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等
阳极
阴极
氯气
氢
气
NaCl溶液
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
减小
增大
加
HCl
任务三 电解规律
4.放出氧气生成酸型：
如电解CuSO4、AgNO3溶液等
阳极
阴极
氧
气
铜
CuSO4溶液
实例 电极反应 浓度 PH值 复原
CuSO4
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
阴极：Cu2++ 2e- = Cu
减小
减小
加
CuO
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解
课堂练习
下列关于如图所示电化学装置(碳棒作电极)的判断合理的是
A.若Z为氯化铜溶液，则X电极上发生还原反应
B.若Z为饱和食盐水，则X电极是阴极
C.若Z为氯化铜溶液，则Y电极上有红色物质析出
D.若Z为饱和食盐水，则碱在X电极附近生成
C

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