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第二節　電解池
第1課時　電解原理
第四章　 化學反應與電能
[學習目標]
化學 必修第一冊 人民教育出版社
化學 必修第二冊 人民教育出版社
1.了解電解及電解池的概念，熟悉電解池的構成條件。
2.理解電解原理及電解的規律，會判斷電解的產物，掌握電解池電極反應式的書寫(重、難點)。
新課導入
亞歷山德羅·伏特
意大利物理學家
伏打電池
1807年 電解熔融碳酸鉀制得鉀；
電解熔融碳酸鈉制得鈉。
1808年 電解制得鎂、鈣、鍶、鋇；
用鉀還原無水硼酸制得硼。
戴維
由此戴維成為了發現元素最多的人，這其中有什么奧秘呢？讓我們一塊來了解一下
自1800年，伏特發明了伏打電池后，許多科學家對電產生了濃厚的興趣，好奇心驅使著人們進行不同的嘗試。1807年英國化學家戴維將Pt電極插入熔融的KOH并接通直流電源時，奇跡發生了，在電極上產生了紫色的火焰，由此發現了K單質
1．實驗探究：電解CuCl2溶液
oooooooooooooooooooo
－ ＋
陰極
陽極
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
e-
e-
【思考與討論】
與直流電源負極相連的電極為陰極
與直流電源正極相連的電極為陽極
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
現象：
現象：
陰極的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色的銅
有氣泡產生，該氣體可以使淀粉KI試紙變藍
2．電解和電解池
(1)電解：
電解氯化銅溶液實驗裝置
e-
e-
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。
(2)電解池：
將電能轉化為化學能的裝置(也稱電解槽)。
一、電解原理
2．電解池的構成條件是什么？
電解氯化銅溶液實驗裝置
e-
e-
①外接直流電源
②兩個導電的電極，
③電解質溶液或熔融電解質，
④形成閉合回路。
一、思考？
思考交流
2.如圖所示裝置中屬于電解池的是_______(填序號)。
③⑥
①②⑤無外接直流電源，不能構成電解池；
④無電解質溶液或熔融電解質；
⑦中蔗糖屬于非電解質，不能構成電解池；
⑧沒有形成閉合回路，不能構成電解池。
一、電解原理
直流電源
陽極
陰極
陽離子
陰離子
e-
離子導體
e-
氧化反應
還原反應
失電子
得電子
一、電解原理
3．電解池分析
陽極：
與電源的正極相連，發生氧化反應
陰極：
與電源的負極相連，發生還原反應
電子流動方向：
電子從負極出發，沿導線流入陰極，再從電解池的陽極流出，流入電源的正極
電解池內部：
陽離子流向：
陰離子流向：
陰極
陽極
一、電解規律
思考：在陰極為什么是銅離子得電子而不是氫離子？
思考：在陽極為什么是氯離子失電子而不是氫氧根？
放電：離子到達電極時，就會失去或得到電子，發生氧化還原反應的過程
(1)陽極為惰性電極(如碳棒、Pt、稀土金屬材料等)
①陽極：溶液中常見陰離子放電順序
S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞F－
②陰極：溶液中常見陽離子放電順序
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……
(2)陽極為活性電極(如Fe、Cu、Ag等)
電極本身先放電，電極反應式為M－ne－===Mn＋
電極不放電
電極失電子放電
二、電解規律
1．放電規律
①陰極——陽離子放電順序：（得電子，氧化性強先得電子）
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+ > Sn2+ >Fe2+>Zn2+ >H+（水電離）> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
金屬單質還原性越強，對應陽離子氧化性越弱，越難得電子
一、電解原理
離子放電順序
②陽極(與電極材料有關) ——陰離子放電順序：（失電子，還原性強先失去電子）
a、陽極為活性電極(如Fe、Cu、Ag等)電極本身先放電，電極反應式為M－ne－===Mn＋
b、陽極為惰性電極(如碳棒、Pt、稀土金屬材料等)，電極不放電，溶液中陽離子放
電，放電順序為
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－
筆記
例：寫出用石墨做電極電解CuCl2溶液的電極反應式及總電解方程式
① 首先分析、比較出陰陽極的放電離子
陰極：Cu2+ > H+
陽極：Cl- > OH-
② 然后寫電極反應式 ：
陰極：
陽極：
Cu2+ + 2eˉ === Cu
2Cl- -2e- === Cl2↑
③ 兩極反應式相加得總方程式
2Cu2+ +2Cl- === 2Cu＋Cl2↑
電解
CuCl2 === Cu + Cl2↑
電解
二、電極反應式的書寫
分析電解反應的一般思路：
①判斷電極材料
②明確溶液中存在哪些離子
③判斷陰陽離子的放電順序
④根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物，兩極相加得到總方程式
【思考】電解氯化銅溶液時，溶液中Cu2+和Cl－放電基本完畢后，電解過程是否也就停止了呢？
溶液中Cu2+和Cl－放電完畢后，原溶液變為純水，此時，在純水中存在H+和OH－， H+在陰極放電，OH－在陽極放電，實際上是電解水的過程，電極反應式如下：
二、電極反應式的書寫
陰極：
陽極：
總反應：
4H2O+ 4e－ === 2H2 ↑ +4OH－
2H2O－4e－ === 4H+ + O2 ↑
2H2O === 2H2↑ + O2 ↑
電解
注意：書寫反應的總離子方程式時，若參與電極反應的H+(或OH-)是由水電離出來的，應用水的分子式表示。
電解質 H2SO4 NaOH Na2SO4
陽極反應式 _________________________ 陰極反應式 ___________________ pH變化 _____ _____ _____
復原加入物質 加入_____ 減小
增大
不變
H2O
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
4H＋＋4e－===2H2↑
三、電解規律
1、電解 H2O 型（含氧酸、強堿、活潑金屬含氧酸）
注意：電解質溶液的復原應遵循“從溶液中析出什么補什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應按比例補入哪些原子。
或 2H2O－4e－ === 4H+ + O2 ↑
或 4H2O+ 4e－ === 2H2 ↑ +4OH－
電解質 HCl CuCl2
陽極反應式 __________________ 陰極反應式 _________________ Cu2＋＋2e－===Cu
pH變化 _____
復原加入物質 加入_____ 加入______
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
增大
HCl
CuCl2
3、電解 電解質和水 型（活潑金屬無氧酸鹽、不活潑金屬的含氧酸鹽）
2、電解 電解質 型（無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽）
電解質 NaCl CuSO4
陽極反應式 _________________ _______________________
陰極反應式 _________________________ ___________________
pH變化 _____ _____
復原加入物質 加入____ 加入____________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cu2＋＋4e－===2Cu
增大
減小
HCl
CuO或CuCO3
放氫生堿型
放氧生酸型
1.若只生成H2，則溶液的PH值增大
2.若只生成O2，則溶液的PH值減小
3.既生成H2,又生成O2，實質上電解的是水，則溶液中電解質濃度 增大
①若溶質為酸，PH減小
②若溶質為堿，PH增大
③若溶質為中性，PH不變
二、電解規律
酸堿變化規律：
1.與電源的正極相連的是陽極，負極相連的是陰極
2.電解質溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動
3.根據兩極的的變化
陰極本身不參與反應，質量不會減少，當陰極有金屬析出時，質量增加；
陽極質量不會增加，當陽極材料放電時，質量會減少
二、電解規律
電解池陰陽極的判斷
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