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第四章　
化学反应与电能
第二节　电解池
课时1　电解原理
1. 通过探究了解电解池工作原理。
2. 能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解总反应式。
1. 如图所示为电解CuCl2溶液的装置示意图。
(1) 如图所示的装置与原电池装置有什么不同点？
如何确定电解装置中的阴、阳极？
【答案】 装置中含有直流电源。与电源正极相连
的是阳极、与电源负极相连的是阴极。
(2) 按如图所示的装置进行实验，将湿润的淀粉－KI
试纸放在阳极附近。观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
【答案】 U形管内阳极有气泡产生，阴极石墨棒上覆盖一层红色物质。气体使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。
活动一：通过电解氯化铜溶液的实验探究电解池的工作原理
(3) 在氯化铜溶液中存在哪些离子？在直流电作用下，这些离子如何移动？哪些离子优先在电极上发生反应？
【答案】 氯化铜溶液中存在Cu2＋、H＋、Cl－和OH－。在直流电作用下，Cu2＋、H＋移向阴极，Cl－和OH－移向阳极。Cu2＋、Cl－优先在电极上发生反应。
(4) 根据实验所得现象，写出阴极和阳极的电极反应式和电解总反应式。
【答案】 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
2. 电解时发生了怎样的能量转化？查阅资料，知道电解池的定义。
【答案】 电解时能量转化形式是电能转化为化学能。借助电流引起氧化还原反应的装置(把电能转化为化学能的装置)，叫作电解池或电解槽。
1. 按照下图所示装置进行实验，并根据提示完成下表。
活动二：通过其他典型电解案例探究电解过程中的放电规律
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
装置
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验现象
阳极反应
阴极反应
阳极有气泡产生；阴极析出红色固体
阳极银溶解；阴极析出银白色固体
阴、阳极均有气泡产生
阴、阳极均有无色气泡产生
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
Ag－e－===Ag＋
2Cl－－2e－
===Cl2↑
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Ag＋＋e－===Ag
2H2O＋2e－
===H2↑＋
2OH－
2H＋＋2e－===
H2↑
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
总反应式 ——
2. 归纳电极上的放电顺序以及电解规律。
(1) 若电极材料为惰性电极(石墨、Pt等)，电极处放电规律是什么？
阴极的放电顺序一般是：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋，其本质是阳离子的得电子能力大小。
(2) 若电极中存在活性电极(Cu、Ag等以及更活泼的金属材料)，则电极处的放电规律有什么变化？
【答案】 阴极材料是活性电极时，对溶液中阳离子的放电规律没影响；阳极材料是活性电极时，则优先失电子放电。
1. 通过下表比较原电池与电解池有何不同？
活动三：用比较的方法研究电解池和原电池
原电池 电解池
能量转换
装置构成
电极名称
电极反应
溶液中离子移动方向
反应能否自发进行 —
化学能转变成电能
电能转变成化学能
合适的电极、合适的电解质溶液(或熔融的电解质)、形成回路
电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路
负极
正极
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
氧化反应
还原反应
阴离子移向负极，阳离子
移向正极
阴离子移向阳极，阳离子
移向阴极
能自发进行
2. 如图为原电池与电解池的串联装置，回答下列问题。
(1) 判断装置的名称：A池为__________，B池为
________。
(2) 锌极为____极，电极反应式为_____________
______；铜极为____极，电极反应式为____________
________；石墨棒C1为____极，电极反应式为_____________________；石墨棒C2为____极，电极反应式为__________________________。
石墨棒C2附近发生的实验现象为____________________________。
原电池
电解池
负
Zn－2e－===
Zn2＋
正
Cu2＋＋2e－
===Cu
阳
2Cl―－2e－===Cl2↑
阴
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
有无色气体产生，溶液变红色
(3) 当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，A中锌电极的质量如何变化？
【答案】 Zn质量减小0.65 g。
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1. 下列关于原电池、电解池的说法错误的是(　 　)
A. 原电池中失去电子的一极为负极
B. 电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C. 原电池中可以发生任意的氧化还原反应
D. 电解池中发生氧化反应的一极为阳极
C
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2. 若某装置发生如下反应：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，下列关于该装置的说法正确的是(　 　)
A. 该装置一定为原电池
B. 该装置为电解池
C. 若为原电池，Cu为正极
D. 电解质溶液可能是硝酸溶液
【解析】 该反应非自发，无法构成原电池，A、C错误；若电解质为硝酸溶液，Cu与硝酸的反应产物是NO2或NO，不会生成H2，与题干总反应不符，D错误。
B
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3. 下列有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(　 　)
1
A. 甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B. 乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C. 丙中H＋向碳棒方向移动
D. 丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
C
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1
【解析】 乙为电解池，与电源正极相连的Ag为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，B错误；丙为原电池，Fe作负极，碳棒作正极，原电池中阳离子H＋向正极碳棒方向移动，C正确；丁是电解池，Pt与电源正极相连，作阳极，Fe作阴极，失电子能力I－＞Cl－，阳极上I－先失电子发生氧化反应，故丁中电解开始时阳极生成I2，而非黄绿色的Cl2，D错误。
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4. 取一张用NaCl饱和溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。下列说法错误的是(　 　)
A. b电极是阴极
B. a电极与电源的正极相连接
C. 电解过程中，水得到电子
D. b电极附近溶液的pH变小
1
【解析】 根据a电极处的现象知，此处有Cl2生成，Cl2溶于水生成盐酸和次氯酸，所以有双色同心圆的现象产生。由此分析，a电极为阳极，与电源正极相连，b电极为阴极，A、B正确；电解时b电极处水得电子生成H2，同时有OH－生成，所以溶液的pH增大，C正确，D错误。
D
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5. 电解法制备H2O2的装置如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A. 该装置工作时将化学能转化为电能
B. 电极b与电源负极相连接
C. 电解时a极电极反应式：O2＋2e－＋2H＋===
H2O2
D. 电解生成2 mol H2O2时，理论上有4 mol H＋
从a极室通过质子交换膜进入b极室
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C
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【解析】 该装置为电解池，工作时将电能转化为化学能，A错误；电极b上H2O转化为O2，氧元素的化合价升高，发生氧化反应，作阳极，与电源正极相连接，B错误；电解时a极上O2得电子转化为H2O2，C正确；电解生成2 mol H2O2时，理论上有4 mol H＋从b极室通过质子交换膜进入a极室，D错误。
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6. 一种新型的利用双极膜电化学制备氨装置如图所示，已知在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为H＋和OH－，并分别向两极迁移。下列说法不正确的是(　 　)
A. 电极n与电源正极相连
B. 双极膜中的H＋移向电极m
C. 电解一段时间后，右池溶液c(OH－)不变
D. 每生成0.1 mol NH3，双极膜中有14.4 g水解离
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7. [鲁科版教材习题]在如图所示装置中，试管A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为两个铂夹，夹在被Na2SO4溶液浸湿的滤纸条上，滤纸条的中部滴有KMnO4液滴；电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，断开K1，闭合K2、K3，通直流电，实验现象如图所示。
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(1) 标出电源的正、负极：a为____极，b为___极。
(2) 在湿的Na2SO4滤纸条中部的KMnO4液滴处的现象为___________
____________。
(3) 写出电极反应式：A_____________________________；B______
_____________________。
(4) 电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3，闭合K1，检流计的指针______(填“移动”或“不移动”)，原因是____________________________。
1
负
正
紫红色向D
电极处扩散
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2H2O
＋2e－===H2↑＋2OH－
移动
此时构成了碱性氢氧燃料电池

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