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第二節(jié) 電解池
第四章 化學反應與電能
第1課時 電解原理
教學目標
1.了解電解池的工作原理。
2.能分析解釋電解池的工作原理，能設計簡單的電解池。
3.能正確書寫電解池的電極反應式和總反應式
第1課時 電解原理
第二節(jié) 電解池
任務1 實驗室探究電解氯化銅的原理
實驗現(xiàn)象 實驗結論
電流表指針
發(fā)生偏轉
說明電解質溶液導電，
形成閉合回路
與負極相連的陰極上逐漸覆蓋了一層紅色物質
與正極相連的陽極上有刺激性氣味的氣體產生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{
析出金屬銅
產生了氯氣
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
任務1 實驗室探究電解得粗銅的原理
通電前：
1.1 用石墨電極電解CuCl2溶液
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
通電時：
向陰極遷移
H2O H+ + OH-
向陽極遷移
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
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。
電解池：把電能直接轉化為化學能的裝置。
C
C
CuCl2溶液
(1)構成條件：
①有與__________相連的兩個電極。②______________(或__________)。③形成____________。
直流電源
電解質溶液
熔融鹽
閉合回路
一.電解 電解原理
①有外接直流電源都是電解池，如下圖甲乙丙三個串聯(lián)的電解池
陽
陰
陰
陽
陽
陰
②無外接電源裝置類型的判斷方法：如上圖
原電池
電解池
燃料電池、鉛酸蓄電池或有自發(fā)氧化還原的裝置等作為化學電源（原電池）。
正極
負極
陰極
陽極
多裝置的鏈接的判斷方法：
練習1：分析下圖，屬于電解池的有（ ）
③ ⑥
(2)電極名稱及電極反應式(如圖)：
C
C
CuCl2溶液
電極名稱：_______
反應類型：_______反應
電極反應式：
_____________________
電極名稱：_______
反應類型：_______反應
電極反應式：
_____________________
陰極（與電源負極相連）
還原
陽極（與電源正極相連）
氧化
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
(3)電子和離子的移動方向：
電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動導電，即電子本身不會通過電解質溶液。
e－
e－
e－
e－
陰離子失電子
陽離子得電子
陰極
陽極
電解質
陽氧陰還
為什么是Cu2＋不是H＋
Cu2＋
H＋
Cl－
OH－
陰陽相吸
任務2. 分析電解過程的思維程序
首先判斷陰、陽極，分析陽極材料時惰性電極還是活潑電極
再分析電解質水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組（不要忘記水溶液的H+和OH-)
然后排出陰、陽兩極的放電順序：
陰極：陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+
陽極：活潑電極>S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根離子 > F-
？
電解時電極參與反應嗎？
電解時的放電順序是什么？
二.陰陽兩極上放電順序
通電前：
NaCl = Na+ + Cl-
通電時：
向陰極遷移
H2O H+ + OH-
向陽極遷移
2H＋ ＋2e－ = H2↑
2Cl－－2e－ = Cl2↑
1.2 用石墨電極電解NaCl溶液
C
C
NaCl溶液
Na+
Cl-
H+
OH-
H+水>Al3+>Mg2+>Na+
Cl- > OH-
1.2 用石墨電極電解NaCl溶液
陰極 陽極
離子
分析 電極 反應
產物檢驗方法
總反應 Na+ H+
Cl- OH-
2H＋ ＋2e－ = H2↑
2H2O ＋2e－ = H2↑＋OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
點燃法檢驗H2
酚酞溶液檢驗堿性
濕潤淀粉KI試紙
檢驗Cl2
2H2O ＋2NaCl === H2↑＋2NaOH＋Cl2↑
電解
類型 實例 電極反應 電解液濃度 pH 電解質溶液復原
電解 水型 NaOH 陰
陽 Na2SO4
陰
H2SO4 陽 消耗電解 質型 HCI 陰
陽 陰
CuCI2 陽 放H2生堿型 NaCI 陰
陽 放O2生酸型 CuSO4 陰
陽 2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
4OH－－4e－= 2H2O＋O2↑
增大
增大
加水
4H＋＋4e－ = 2H2↑
增大
不變
加水
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
增大
減小
加水
4H＋＋4e－ = 2H2↑
2Cl－－2e－ = Cl2↑
減小
增大
通入HCl
Cu2＋＋2e－ = Cu
減小
？
2Cl－－2e－ = Cl2↑
加入CuCl2
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
生成新
電解質
增大
通入HCl
2Cu2＋＋4e－ = 2Cu
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
生成新
電解質
減小
CuO
CuCO3
？
三．利用電解的思維程序分析電解規(guī)律(注：四種惰性電極電解實例：)
(1)根據(jù)外接電源：正極連陽極，負極連陰極。(2)根據(jù)電流方向：從陰極流出，從陽極流入。(3)根據(jù)電子流向：從陽極流出，從陰極流入。(4)根據(jù)離子流向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產物：a.陽極：電極溶解、逸出O2(或極區(qū)變酸性)或Cl2；
b.陰極：析出金屬、逸出H2(或極區(qū)變堿性)。
陰、陽極的判斷方法
解題指導
C
C
CuCl2溶液
e－
e－
陽氧陰還
(1)書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，
但書寫總電解反應方程式時，弱電解質要寫成化學式。(2)電解水溶液時，應注意放電順序中H＋、OH－之后的離子
一般不參與放電。(3)當電解池的電極材料為活性電極時，則陽極為電極本身
失電子，不能再用電解規(guī)律。
解題指導
規(guī)避“三個”失分點
1．(新教材RJ選擇性必修1 P115T6)如圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。在電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質量均增大，且增重情況為b＜d。符合上述實驗結果的鹽溶液是(　　)
選項 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2(SO4)3
D CuSO4 AgNO3
2．(新教材改編)按要求書寫電極反應式和總反應方程式(1)用惰性電極電解AgNO3溶液：陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式____________________________________________________。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式____________________________________________________。
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋
電解
4Ag＋＋4e－ = 4Ag
2Cl－－2e－ = Cl2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Mg2＋＋2Cl－＋2H2O Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
電解
(3)用鐵作電極電解NaCl溶液
陽極反應式 __________________________________________________________；
陰極反應式__________________________________________________________；
總反應化學方程式_____________________________________________________。(4)用鐵作電極電解NaOH溶液
陽極反應式__________________________________________________________；
陰極反應式__________________________________________________________；
總反應離子方程式_____________________________________________________。
Fe－2e－ = Fe2＋
2H＋＋2e－ = H2↑
或 2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Fe＋2H2O Fe(OH)2↓＋H2↑
電解
Fe－2e－＋2OH－ = Fe(OH)2
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Fe＋2H2O Fe(OH)2↓＋H2↑
電解
(5)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式_____________________________________________________。(6)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式_____________________________________________________。
Cu－2e－ = Cu2＋
2H＋＋2e－ = H2↑
Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑
電解
2Al－6e－＋8OH－ = 2AlO2-＋4H2O
6H2O＋6e－ = 3H2↑＋6OH－
2Al＋2H2O＋2OH－ 2AlO2-＋3H2↑
電解
(7)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式____________________________________________________。(8)用Al單質作陽極，石墨作陰極，電解NaHCO3溶液陽極反應式__________________________________________________________；陰極反應式__________________________________________________________；總反應離子方程式_________________________________________________。
2Al－6e－＋3H2O = Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－ = 3H2↑
2Al＋3H2O Al2O3＋3H2↑
電解
2Al＋6HCO3-－6e－ = 2Al(OH)3↓＋6CO2↑
6H＋＋6e－ = 3H2↑
2Al＋6HCO3-＋6H＋ 2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3H2↑
電解
(9)用惰性電極電解熔融MgCl2陽極反應式 陰極反應式 _______________________________________________________________；總反應離子方程式________________________________________。
2Cl－－2e－ = Cl2↑
Mg2＋＋2e－ = Mg
Mg2＋＋2Cl－ Mg＋Cl2↑
電解
(10)寫出下列電解池的陽極反應式。
Fe－6e－＋8OH－ = FeO42-＋4H2O
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
2Cu－2e－＋2OH－ = Cu2O＋H2O
①制備K2FeO4
①
②鋁片表面氧化膜增厚
②
③制備
納米 Cu2O
③
3．某溶液中含有兩種溶質NaCl和H2SO4，物質的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該溶液，根據(jù)電極產物的不同，可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是(　　)A．陰極只析出H2B．陽極先析出Cl2，后析出O2C．電解最后階段為電解水D．溶液pH不斷增大，最后為7
陰極反應: 2H＋＋2e－ = H2↑
陽極反應: 2Cl－－2e－ = Cl2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
4OH－－4e－= 2H2O＋O2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
陰極
陽極
H＋
Na＋
Cl－
OH－
SO42－
放電順序
結合投料比和粒子放電先后順序明顯分三個階段：先電解HCl溶液，再電解NaCl溶液，最后電解水（NaOH）

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