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選擇性必修1(人教版2019)
第四章 ·化學反應與電能
第1課時
電解池的工作原理
第二節 電解池
原電池
知識回顧
總反應：
Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑
負極：
Zn－2e- = Zn2+
正極：
2H+＋2e- = H2↑
負極
正極
Zn/稀硫酸/Cu
C/稀硫酸/Cu
Cu與稀硫酸能自發進行氧化還原嗎？
Cu2+
電極逐漸溶解，溶液逐漸變藍
氫氣
Cu＋2H+ Cu2+＋H2↑
電解
電解是最強有力的氧化還原手段
自1800年，伏特發明了伏打電池后，科學家們紛紛開始利用伏打電池研究電的化學效應，對水、鹽溶液，熔融固體化合物進行通電實驗，其中英國化學家戴維在點解釋議案中發現了鈉、鉀、鎂、鈣、鍶、鋇等多種元素，成為發現最多新元素的科學家。
電解池的前世今生
1833年，英國科學家法拉第，經過一系列的實驗，發現當把電流作用在氯化鈉的水溶液時，能夠獲得氯氣，這一發現為氯堿工業的發展有重要的促進作用
石墨
飽和食鹽水
目錄
電解CuCl2溶液實驗探究
01
電解池工作原理
02
習
學
目
標
1.了解電解的概念
2.了解電解池的構成，理解電解池的工作原理
3.掌握電解池電極反應式和電解反應方程式的書寫
NO.1
電解CuCl2溶液實驗探究
【實驗4-2】
在U形管中注入質量分數為25%CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極材料，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒(陽極)附近。接通直流電源，觀察U形管內的現象和試紙顏色的變化。
【實驗4-2】
石墨棒
石墨棒
+
-
A
濕潤的碘化鉀淀粉試紙
生成 Cl2
生成Cu
1、觀察U型管內有什么現象？
2、觀察試紙顏色有什么變化？
與負極連接的石墨棒上生成Cu
與正極連接的石墨棒上生成氣體
正極附近試紙變藍，生成Cl2
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
【思】
結論：實驗表明，CuCl2溶液在通電條件下生成了Cu和Cl2
電能
化學能
有紅色固體析出
有氣泡，有刺激性氣味，濕潤的淀粉KI試紙變藍色
銅
氯氣
思考：電解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
oooooooooooooooooooo
－ ＋
陰極
陽極
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
e-
e-
【電解CuCl2原理】
與直流電源負極相連的電極為陰極，發生還原反應。
與直流電源正極相連的電極為陽極，發生氧化反應。
宏觀
微觀
通電前
用石墨電極電解CuCl2溶液
通電前：
CuCl2
Cu2+
+
2Cl-
通電時：
向陰極遷移
向陽極遷移
2Cl--2e- =Cl2↑
氧化反應
放電順序
Cl- ＞ OH-
Cu2++2e- = Cu
還原反應
Cu2+ ＞ H+
放電順序
H2O
H+
OH-
+
總反應：
Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2↑
電解
思考：電解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
放電：離子得失電子發生氧化還原反應的過程
oooooooooooooooooooo
－ ＋
陰極
陽極
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
e-
e-
【電解CuCl2原理】
與直流電源負極相連的電極為陰極，發生還原反應。
與直流電源正極相連的電極為陽極，發生氧化反應。
陽離子Cu2+和H+
向陰極移動
陰離子OH-和Cl-
向陽極移動
Cu2+在陰極放電：
Cl-在陽極放電：
2Cl－－2e－=Cl2↑
（氧化反應）
Cu2+ ＋ 2e－ = Cu
（還原反應）
總反應式：CuCl2 Cu + Cl2↑
電解
嘗試小結電解氯化銅溶液這一過程的特點和規律。
與電源正極相連
與電源負極相連
陰離子移向
陽離子移向
得電子，發生還原反應
失電子，發生氧化反應
陽極
陰極
電極、電源、離子、電子移動、電極反應關系
電子流出
電子流入
NO.2
電解池
的
工作原理
思考與交流
請同學們繪制反映電解池工作原理的示意圖
1、注明電解池的組成。
2、標明氧化反應和還原反應發生區域。
3、標明電子的運動方向和陰陽離子的遷移方向。
繪制要求：
電解池工作原理示意圖
陽離子遷移方向
陰離子遷移方向
發生氧化反應
發生還原反應
－
＋
陽極
陰極
e-
e-
電子導體
離子導體
陽極
發生氧化反應
還原劑
陰極
發生還原反應
氧化劑
1．電解：使電流通過電解質溶液(或熔融電解質)而在陽極、陰極引起氧化還原反應的過程。
注意：①電流應是直流電
②熔融態的電解質也能被電解
2．電解池：將電能轉化為化學能的裝置(也稱電解槽)。
3．電解池的電極名稱：
陰極：與直流電源負極相連的電極，發生還原反應；
陽極：與直流電源正極相連的電極，發生氧化反應。
電離和電解有何區別？電離無需通電而電解需要，電解質先電離后電解
思考：判斷電解池的陰、陽極？
4．電解池的構成條件：
①具有直流電源；
②兩個電極(陰極、陽極)；
③電解質溶液或熔融電解質；
④形成閉合回路。
⑤能發生氧化還原反應：
可以是自發的反應，也可以是非自發的反應
兩極一液一電源，氧化還原是條件
生成 Cl2
e-
生成 Cu
陽極
陰極
Cu2+
→
→
Cu2+
←
←
Cl-
Cl-
e-
電子移動方向：
從電源負極流向電解池的陰極，
從電解池的陽極流向電源正極。
離子移動方向：
陽離子向陰極移動，
陰離子向陽極移動。
【電解CuCl2原理】
5.幾種流向的問題
（1）電流：電源正極→電解池陽極→電解質溶液→電解池陰極→電源負極）
（2）電子流向：電源 極 → 電解池 極；
電解池 極 → 電源 極
（3）離子： 陽離子 → 電解池 極
陰離子 → 電解池 極
負
正
陽
陰
陰
陽
電流(I)流向
Page 【例】哪個是原電池，哪個是電解池 √√判斷方法：是否有外加電源√思維建模
電解池
找電源
找電流回路
理清導體類型
電子移動
流入
流出
陰極、陰極反應
陽極、陽極反應
離子移動
陽離子
陰離子
練1.　下列敘述正確的是(　　)
①電解池是將化學能轉變成電能的裝置　
②原電池是將電能轉變成化學能的裝置　
③金屬導電均為物理變化，電解質溶液導電是化學變化　
④電解池兩個電極材料可以相同
A．①②③④ B．僅③④ C．僅②③④ D．僅③
B
點撥：
(1)電解質溶液導電實際上是電解過程，發生氧化還原反應，是化學變化。
(2)金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發生定向移動，是物理變化。
注：電解法是一種強氧化還原手段，可以完成一個不自發的氧化還原反應
練2.右圖是電解CuCl2溶液裝置，其中c、d為石墨電極。下列有關的判斷正確的是（ ）
A．a為負極、b為正極
B．c為陰極、d為陽極
C．電解過程中，d電極質量增加
D．電解過程中，氯離子濃度不變
C
CuCl2溶液
C
C
-
+
Cl-
OH-
Cl-
H+
Cu2+
Cu2+
e-
e-
C
鋅
-
Zn2+
Cu2+
SO42-
Zn
-
電解池 原電池
電子移動
能量轉化
CuSO4溶液
1.兩個電極
2.電解質溶液
3.閉合回路
4.直流電源
1.兩個電極，
2.電解質溶液
3.閉合回路
4.氧化還原反應（自發）
電極名稱
陽極、陰極
正極、負極
電極反應
陽極-氧化反應
陰極-還原反應
負極--氧化反應
正極--還原反應
離子移向
陽離子-陰極
陰離子-陽極
陽離子--正極
陰離子--負極
負極--陰極
陽極--正極
負極-導線-正極
注.氧化還原反應（可自發可非自發）
電解池和原電池的比較
化學 能轉變為 電 能
電 能轉變為 化學 能
形成條件
【評】

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