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第四章 化学反应与电能
2025年12月6日星期六
——电解池
工作单位：高级中学
任课教师：化学教师
人教版选择性必修一
提出问题
那就赶紧充电！！！
温故知新
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
电解
2NaCl (熔融) 2Na＋Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑
电解
冰晶石
电解氯化钠冶炼金属钠的原理是什么？
提
出
问
题
e-
e-
Na+
Clˉ
Clˉ
Na+
Na
Cl
Cl
Na
原理分析
e-
Na+ + e ═ Na
发生还原反应
发生氧化反应
阴极
阳极
2Cl 2e ═ Cl2↑
负极
正极
熔化的氯化钠
电解和电解池
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。
相
关
概
念
电解池：将电能转化为化学能的装置，也称电解槽
放电：当离子到达电极时，发生氧化或还原反应的过程
阳极：与电源正极相连接，发生氧化反应的电极
阴极：与电源负极相连接，发生还原反应的电极
实验装置
装置名称 原电池 电解池
能量转换形式
有无外接电源
反应的自发性
电极名称
电子流向
离子流向
电势高低
无
一定自发
负极
电子流出
阴离子流向
低
阴极
电子流入
阳离子流向
低
化学能转化为电能
有
可以非自发
正极
电子流入
阳离子流向
高
阳极
电子流出
阴离子流向
高
电能转化为化学能
A
装置的对比
提出问题
能不能电解氯化钠溶液冶炼金属钠呢？
电
解
过
程
实验现象和结论
实 验现 象
实验结论
阳极产生使淀粉KI试纸变蓝的气体
阳极产生了氯气
阴极溶液变红，点燃生成气体有爆鸣声
阴极产生了氢氧化钠和氢气
为什么电解氯化钠溶液和电解熔融氯化钠的产物不同？
提
出
问
题
Clˉ
Na+
H+
Clˉ
H+
Clˉ
H
O
H
O
Na+
Na+
H+
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
H
O
Cl
Cl
H
H
原理分析
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
2Cl 2e ═ Cl2↑
2H2O + 2e ═ H2↑+ 2OH
阳极放电顺序：Cl > OH ；阴极放电顺序：H+ > Na+
【实验4-2】
在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨碳棒作电极，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。
实验活动
实验现象和结论
实 验现 象
实验结论
阴极产生红色固体
阴极生成了铜
阳极产生使淀粉KI试纸变蓝的气体
阳极产生了氯气
阳极放电顺序：Cl > OH ；阴极放电顺序：Cu2+ > H+
放电顺序
含义：离子在电解池两极发生氧化还原反应的顺序，遵循强者（氧化或还原性）优先反应的原则。
常
用
结
论
阴极：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+不放电
阳极：SO42 、CO32 、NO3 等最高价含氧酸根和F 不放电
金属单质（Au、Pt除外）在阳极先于阴离子放电
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
2H2O 4e ═ O2↑ + 4H+
Cu2+ + 2e ═ Cu
惰性电极电解实例
Cu2+、SO42 、H+ 、OH （H2O）
阳极附近pH减小，溶液pH减小
石墨
石墨
CuSO4溶液
2Cu2+ + 2H2O
2Cu + O2↑ + 4H+
电解
加CuO
溶质和水同时放电
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
2H2O 4e ═ O2↑ + 4H+
Ag+ + e ═ Ag
惰性电极电解实例
Ag+、NO3 、H+ 、OH （H2O）
阳极附近pH减小，溶液pH减小
石墨
石墨
AgNO3溶液
4Ag+ + 2H2O
4Ag + O2↑ + 4H+
电解
加Ag2O
溶质和水同时放电
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
2H+ + 2e ═ H2↑
惰性电极电解实例
H+、Cl 、OH （H2O）
阴极附近pH增大，溶液pH增大
石墨
石墨
HCl溶液
2H+ + 2Cl
H2↑ + Cl2↑
电解
通入HCl
2Cl 2e ═ Cl2↑
只有溶质放电
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
2H+ + 2e ═ H2↑
惰性电极电解实例
H+、SO42 、OH （H2O）
阴极pH增大，阳极pH减小，溶液pH减小
石墨
石墨
H2SO4溶液
2H2O
2H2↑ + O2↑
电解
加H2O
电解水
2H2O 4e ═ O2↑ + 4H+
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
惰性电极电解实例
Na+、OH 、H+（H2O）
阴极pH增大，阳极pH减小，溶液pH增大
石墨
石墨
NaOH溶液
2H2O
2H2↑ + O2↑
电解
加H2O
电解水
4OH 4e ═ O2↑ + 2H2O
2H2O + 2e ═ H2↑+ 2OH
电解装置 电 解 原 理
溶液中的离子
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
溶液复原方法
电解类型
惰性电极电解实例
Na+、SO42 、OH 、H+（H2O）
阴极pH增大，阳极pH减小，溶液pH不变
石墨
石墨
Na2SO4溶液
2H2O
2H2↑ + O2↑
电解
加H2O
电解水
2H2O + 2e ═ H2↑+ 2OH
2H2O 4e ═ O2↑ + 4H+
电解装置 电 解 原 理
能放电的微粒
阴极电极反应
阳极电极反应
电解池总反应
pH变化
电解规律
活性电极电解实例
Cu、H+、SO42 、OH （H2O）
阴极附近pH增大，溶液pH增大
Cu
Cu
H2SO4溶液
Cu + 2H+
Cu2+ + H2↑
电解
阳极一定放电，与电解液或水置换
Cu 2e ═ Cu2+
2H+ + 2e ═ H2↑
练：用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是（ ）
A. NaCl溶液
B. CuSO4溶液
C. 盐酸溶液
D. NaOH溶液
B
练习与应用
练：用惰性电极电解足量下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质，不能使溶液与原来溶液一样的是(　　)
A. CuCl2[CuCl2]
B. NaOH[H2O]
C. NaCl[HCl]
D. CuSO4[Cu(OH)2]
D
练习与应用
练：用惰性电极电解含等量CuSO4和NaCl 的混合液，明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式
练习与应用
练：现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，下列说法错误的是（ ）
A. 阴极先析出Cu，后放出H2
B. 阳极先放出Cl2，后放出O2
C. 阴极产生H2后，溶液呈中性
D. 整个电解过程中，SO42－不参与电极反应
C
练习与应用

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