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电解的原理
第1章 化学反应与能量转化
重点：
1. 掌握电解池的构成要素，能准确判断阴、阳极，明确与电源正负极的连接关系。
2. 理解电解过程中电子流向、离子迁移规律，掌握阳极氧化、阴极还原的反应本质。
难点：
1. 熟练书写常见电解质溶液或熔融态下的电极反应式与总反应式，熟悉离子放电顺序。
金属钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠，同时放出大量的热：
反之，若以氯化钠为原料制备金属钠，则需要从外界获得能量（如电能）。在生产实践中，人们是如何利用电能，以氯化钠为原料制得金属钠的呢？
2Na(s)?+?Cl2(g)?=?2NaCl(s）ΔH=?-822.3?kJ·mol-1
钠在氯气中燃烧
石墨
铁
Cl－
Na＋
Na＋
Na＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
如图为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。
自由移动
图1-3-2电解熔融氯化钠的装置示意图
熔融氯化钠
石墨电极
铁电极
+ -
【思考】通电前，熔融NaCl中存在哪些离子？如何移动？
如图为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。
石墨
铁
Cl－
Na＋
Na＋
Na＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Na＋
e-
e-
e-
e-
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
【思考】通电后，熔融NaCl中的离子如何移动？
Na+移向铁电极
Cl-移向石墨电极
？
异电相吸
如图为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。
石墨
铁
Cl－
Na＋
Na＋
Na＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Na＋
e-
e-
e-
e-
Na＋
Na＋
Na＋
Na＋
2Na++2e-=2Na
发生还原反应
移动到两个电极表面的Na+ 和Cl- 将分别发生什么变化？
2Cl- - 2e- = Cl2↑
发生氧化反应
阴极
阳极
一、电解的原理
1、电解是将电流通过________________或________________，在两个电极上分别发生______________________的过程。

2、电解池（也叫电解槽）是将_________转化为___________的装置。

3、电极名称。
①阴极：与电源________相连的电极，发生________反应。
②阳极：与电源________相连的电极，发生________反应。
电解质溶液　
氧化反应和还原反应　
电能　
化学能　
负极　
还原　
正极　
氧化　
熔融电解质
石墨棒
石墨棒
+
-
A
湿润的碘化钾淀粉试纸
生成 Cl2
生成Cu
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
【例】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。
阴极
阳极
一、电解的原理
5、电子移动方向
电子从______到______；从______到______。
负极　
阴极　
阳极　
正极　
4、离子移动方向
①阳离子移向________ ；
②阴离子移向________。
阴极　
阳极　
石墨棒
石墨棒
+
-
A
生成 Cl2
生成Cu
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
阴极
阳极
e-
e-
阳极
阴极
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
＋ －
直流电源
发生氧化反应
发生还原反应
电极材料
电极反应
电子导体
离子导体
电解池工作原理示意图
有直流电源
有两个电极材料（金属或石墨）
有电解质溶液（或熔融电解质）
形成闭合回路
电解池的构成要素
【思考】石墨做电极电解CuCl2溶液时，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+
石墨棒
石墨棒
+
-
A
生成 Cl2
生成Cu
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
阴极
阳极
阳离子得电子能力：
阴离子失电子能力：
Cu2+ H+
Cl- OH-
>
>
当溶液中有多种离子时，如何判断哪种离子先放电呢？
离子得失电子的能力，即离子的放电顺序
二、离子放电顺序(水溶液)
S2－＞SO32－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞ … 含氧酸根离子 … F－
①阴离子的还原性：
H2SO4 = 2H+ + SO42-
H2O ? H+ + OH-
?
4OH--4e- = O2↑+ 2H2O
阳极：
阴极：
总反应式：
4H+ +4e- = 2H2↑
H2SO4溶液
阴极
石墨棒
+
-
A
H+
OH-
SO42-
阳极
2H2O === 2H2↑+ O2↑
?
电解
二、离子放电顺序(水溶液)
Ag＋＞Hg＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）…
②阳离子的氧化性：
NaOH溶液
阴极
石墨棒
+
-
A
Na+
OH-
H+
阳极
NaOH=Na++OH-
H2O ? H+ + OH-
?
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阳极：
阴极：
总反应式：
4H+ +4e-= 2H2↑
2H2O === 2H2↑ +O2↑
?
电解
NaCl溶液
阴极
+
-
A
Na+
Cl-
H+
OH-
阳极
石墨棒
NaCl = Na+ + Cl-
H2O ?? H+ + OH-
?
试分析用石墨做电极电解饱和食盐水，并写出电极反应式和总反应式。
阳极：2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极：2H+ +2e-= H2↑
总反应式：2Cl- + 2H2O === 2OH- + H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
书写电极反应式的方法
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
(包括水的电离，分成阳离子组&阴离子组）
④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式
（注意得失电子守恒）
⑤ 阴极+阳极反应式 = 总反应式
电解池（电能转化为化学能）
原电池（化学能转化为电能 ）
原电池和电解池的区别
1.下列属于原电池的是( ) 属于电解池的是（ ）
①③⑤
⑥⑦
2.某同学将电解池工作时电子、离子的移动方向及电极种类等信息表示在
下图中，下列有关分析完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
选项
A
B
C
D
阳极
阴极
阳极
阴极
正极
正极
负极
负极
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
B
3. 要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
C
4．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：
Cu2＋＋2e－=Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动
D
5.如图所示为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　)
A、逸出气体的体积a电极小于b电极
B、一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体
C、a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D、a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
D

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