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选择性必修1(人教版2019)
第四章 ·化学反应与电能
第1课时
电解池的工作原理
第二节 电解池
原电池
知识回顾
总反应：
Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑
负极：
Zn－2e- = Zn2+
正极：
2H+＋2e- = H2↑
负极
正极
Zn/稀硫酸/Cu
C/稀硫酸/Cu
Cu与稀硫酸能自发进行氧化还原吗？
Cu2+
电极逐渐溶解，溶液逐渐变蓝
氢气
Cu＋2H+ Cu2+＋H2↑
电解
电解是最强有力的氧化还原手段
自1800年，伏特发明了伏打电池后，科学家们纷纷开始利用伏打电池研究电的化学效应，对水、盐溶液，熔融固体化合物进行通电实验，其中英国化学家戴维在点解释议案中发现了钠、钾、镁、钙、锶、钡等多种元素，成为发现最多新元素的科学家。
电解池的前世今生
1833年，英国科学家法拉第，经过一系列的实验，发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时，能够获得氯气，这一发现为氯碱工业的发展有重要的促进作用
石墨
饱和食盐水
目录
电解CuCl2溶液实验探究
01
电解池工作原理
02
习
学
目
标
1.了解电解的概念
2.了解电解池的构成，理解电解池的工作原理
3.掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写
NO.1
电解CuCl2溶液实验探究
【实验4-2】
在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，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(阳极)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。
【实验4-2】
石墨棒
石墨棒
+
-
A
湿润的碘化钾淀粉试纸
生成 Cl2
生成Cu
1、观察U型管内有什么现象？
2、观察试纸颜色有什么变化？
与负极连接的石墨棒上生成Cu
与正极连接的石墨棒上生成气体
正极附近试纸变蓝，生成Cl2
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
【思】
结论：实验表明，CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2
电能
化学能
有红色固体析出
有气泡，有刺激性气味，湿润的淀粉KI试纸变蓝色
铜
氯气
思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
oooooooooooooooooooo
－ ＋
阴极
阳极
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
e-
e-
【电解CuCl2原理】
与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。
与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。
宏观
微观
通电前
用石墨电极电解CuCl2溶液
通电前：
CuCl2
Cu2+
+
2Cl-
通电时：
向阴极迁移
向阳极迁移
2Cl--2e- =Cl2↑
氧化反应
放电顺序
Cl- ＞ OH-
Cu2++2e- = Cu
还原反应
Cu2+ ＞ H+
放电顺序
H2O
H+
OH-
+
总反应：
Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2↑
电解
思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
放电：离子得失电子发生氧化还原反应的过程
oooooooooooooooooooo
－ ＋
阴极
阳极
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
e-
e-
【电解CuCl2原理】
与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。
与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。
阳离子Cu2+和H+
向阴极移动
阴离子OH-和Cl-
向阳极移动
Cu2+在阴极放电：
Cl-在阳极放电：
2Cl－－2e－=Cl2↑
（氧化反应）
Cu2+ ＋ 2e－ = Cu
（还原反应）
总反应式：CuCl2 Cu + Cl2↑
电解
尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。
与电源正极相连
与电源负极相连
阴离子移向
阳离子移向
得电子，发生还原反应
失电子，发生氧化反应
阳极
阴极
电极、电源、离子、电子移动、电极反应关系
电子流出
电子流入
NO.2
电解池
的
工作原理
思考与交流
请同学们绘制反映电解池工作原理的示意图
1、注明电解池的组成。
2、标明氧化反应和还原反应发生区域。
3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。
绘制要求：
电解池工作原理示意图
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
发生氧化反应
发生还原反应
－
＋
阳极
阴极
e-
e-
电子导体
离子导体
阳极
发生氧化反应
还原剂
阴极
发生还原反应
氧化剂
1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
注意：①电流应是直流电
②熔融态的电解质也能被电解
2．电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。
3．电解池的电极名称：
阴极：与直流电源负极相连的电极，发生还原反应；
阳极：与直流电源正极相连的电极，发生氧化反应。
电离和电解有何区别？电离无需通电而电解需要，电解质先电离后电解
思考：判断电解池的阴、阳极？
4．电解池的构成条件：
①具有直流电源；
②两个电极(阴极、阳极)；
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
⑤能发生氧化还原反应：
可以是自发的反应，也可以是非自发的反应
两极一液一电源，氧化还原是条件
生成 Cl2
e-
生成 Cu
阳极
阴极
Cu2+
→
→
Cu2+
←
←
Cl-
Cl-
e-
电子移动方向：
从电源负极流向电解池的阴极，
从电解池的阳极流向电源正极。
离子移动方向：
阳离子向阴极移动，
阴离子向阳极移动。
【电解CuCl2原理】
5.几种流向的问题
（1）电流：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极）
（2）电子流向：电源 极 → 电解池 极；
电解池 极 → 电源 极
（3）离子： 阳离子 → 电解池 极
阴离子 → 电解池 极
负
正
阳
阴
阴
阳
电流(I)流向
Page 【例】哪个是原电池，哪个是电解池 √√判断方法：是否有外加电源√思维建模
电解池
找电源
找电流回路
理清导体类型
电子移动
流入
流出
阴极、阴极反应
阳极、阳极反应
离子移动
阳离子
阴离子
练1.　下列叙述正确的是(　　)
①电解池是将化学能转变成电能的装置　
②原电池是将电能转变成化学能的装置　
③金属导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化　
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④ B．仅③④ C．仅②③④ D．仅③
B
点拨：
(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。
(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。
注：电解法是一种强氧化还原手段，可以完成一个不自发的氧化还原反应
练2.右图是电解CuCl2溶液装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．c为阴极、d为阳极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
C
CuCl2溶液
C
C
-
+
Cl-
OH-
Cl-
H+
Cu2+
Cu2+
e-
e-
C
锌
-
Zn2+
Cu2+
SO42-
Zn
-
电解池 原电池
电子移动
能量转化
CuSO4溶液
1.两个电极
2.电解质溶液
3.闭合回路
4.直流电源
1.两个电极，
2.电解质溶液
3.闭合回路
4.氧化还原反应（自发）
电极名称
阳极、阴极
正极、负极
电极反应
阳极-氧化反应
阴极-还原反应
负极--氧化反应
正极--还原反应
离子移向
阳离子-阴极
阴离子-阳极
阳离子--正极
阴离子--负极
负极--阴极
阳极--正极
负极-导线-正极
注.氧化还原反应（可自发可非自发）
电解池和原电池的比较
化学 能转变为 电 能
电 能转变为 化学 能
形成条件
【评】

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