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第二单元　　化学能与电能的转化
课时4 电解池的工作原理
专题1　　化学反应与能量变化
[学习目标]
1.从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳
两极上的反应及变化、电流形成的过程和原理。
2.建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，会书
写电解的电极反应式和总反应式(重、难点) 。
工业上分别以NaCl和Al2O3为原料，生产金属钠和铝。
如何在工业生产中实现此过程？
在此过程中能量的转化形式是什么？
电解
电能转化为化学能
引入新课
一、电解池的工作原理
1.电解熔融态氯化钠的原理分析
(1)电解熔融态氯化钠原理图
(2)过程分析
①通电前
②通电后
阴极
阳极
离子自由运动
Na＋→阴极，Cl－→阳极
2Na＋＋2e－==2Na
还原反应
2Cl－－2e－==Cl2↑
氧化反应
熔融的NaCl，直流电，
1.电解熔融态氯化钠的原理分析
(3) 分析结论
阴极
阳极
Na
Cl2
一、电解池的工作原理
2.电解和电解池
(1)电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池
①定义：把电能转化成化学能的装置。
②构成条件：
a. 直流电源；
b. 两个电极：阳极——与电源正极相连，反之为阴极；
c. 电解质溶液或熔融电解质；
d. 形成闭合回路。
一、电解池的工作原理
2.电解和电解池
(2)电解池
③电极反应
氧化反应
还原反应
阳极发生失电子反应，阴极发生得电子反应。
⑤离子定向移动的方向：
阳离子→阴极，阴离子→阳极
④电子流向：
阳极→电源正极，电源负极→阴极
(电流方向与电子流向相反)
一、电解池的工作原理
3.电解氯化铜溶液实验探究
(1)按如图所示装置完成实验。
实验现象 实验结论
溶液颜色： 电流表指针： 阴极： 阳极：
发生偏转
有红色物质生成
有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉- KI试纸变蓝。
电解CuCl2溶液，
生成了铜和氯气
一、电解池的工作原理
变浅
注意：还原性 Cl－>OH－，2Cl－－2e－===Cl2↑ 阳极 氧化反应
氧化性 Cu2＋>H＋， Cu2＋＋2e－===Cu 阴极 还原反应
存在离子：Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
通电前离子自由运动
通电时离子定向移动
Cl－、OH－ → a极(阳极)；
Cu2＋、H＋ → b极(阴极)。
一、电解池的工作原理
3.电解氯化铜溶液实验探究
(2)实验原理分析
CuCl2　　 Cu+Cl2↑
应用体验
1.如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。
③⑥
一、电解池的工作原理
一、电解池的工作原理
应用体验
2.如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是
A.电源a极为负极
B.KI 淀粉溶液会变蓝色
C.Cl-向电极Ⅱ区域移动
D.电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu-2e-===Cu2+
√
二、电解规律
1.放电规律
(1)阳极
①若为活性电极，如Fe、Cu、Ag等(一般指除Pt、Au以外的金属电极)
则电极本身失去电子被氧化，电极反应式：M－ne－ ===Mn＋。
②若为惰性电极(如石墨、铂等)，则溶液中的阴离子放电，
常见阴离子的放电顺序：
S2－＞I－ ＞Br－ ＞Cl－ ＞OH－ ＞含氧酸根离子＞……
1.放电规律
(2)阴极：溶液中阳离子放电(无论是活性电极或是惰性电极)
常见阳离子放电顺序：
Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞……
二、电解规律
特别提醒　
电解的电极反应式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
2.电解后溶液的复原规律
(1)电解H2O型 (惰性电极)
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阳极 反应式
阴极 反应式
总反应式
pH变化
复原加 入物质
4OH－ － 4e－ ==O2↑＋2H2O
4H＋＋4e－ ==2H2↑
4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
减小
增大
不变
H2O
放电顺序：OH－> ，H+ >Na+
二、电解规律
2H2O　　2H2↑+O2↑
电解质 HCl CuCl2
阳极反应式
阴极反应式
总反应式
pH变化
复原加入物质
2Cl－ －2e－ ===Cl2↑
2H＋＋2e－ ===H2↑
Cu2＋＋2e－ ===Cu
增大
HCl
CuCl2
2.电解后溶液的复原规律
(2)电解电解质型 (惰性电极)
放电顺序：Cl－>，Cu2+>H+
二、电解规律
2HCl　　Cl2↑+H2↑
CuCl2　　 Cu+Cl2↑
2.电解后溶液的复原规律
(3)电解质和水都发生电解型(惰性电极)
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应式
阴极反应式
总反应式
pH变化
复原加入物质
2Cl－ － 2e－ ===Cl2↑
2H2O － 4e－ ===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－
2Cu2＋＋4e－ ===2Cu
增大
减小
HCl
CuO或CuCO3
放电顺序：Cl－>，Cu2+>H+>Na+
特别提醒：复原遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
二、电解规律
2NaCl+2H2O　
H2↑+Cl2↑+2NaOH
2CuSO4+2H2O　　
2Cu+2H2SO4+O2↑
3.电解池中的守恒规律
(1)基本原理
电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。
(2)解题方法
①书写出各极的电极反应式 (多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。
②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒在各极反应式中建立联系。
二、电解规律
应用体验
1.下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是
A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B.NaOH、CuSO4、H2SO4
C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
√
二、电解规律
应用体验
2.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
√
二、电解规律
应用体验
3.在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是
A.1.12 L H2 B.1.12 L O2
C.2.24 L H2 D.2.24 L O2
√
二、电解规律
本节内容结束

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