电解池-2025-2026学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修一

第四章化学反应与电能第二节电解池目录CONTENTS1电解原理电解原理的应用201电解原理初中教材中通过电解水的实验得到了水的组成元素，并且在水中加入硫酸钠或氢氧化钠可以增强导电性，这是什么原因呢？氯化铜溶液的电解实验实验步骤：【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如右图）。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。电解原理检验氯气1阴极阳极与直流电源的负极相连与直流电源的负极相连实验现象现象分析电流计指针发生偏转

与负极相连的电极上覆盖了一层红色物质

与正极相连的电极上产生有刺激性气味的黄绿色气体，湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。

电解质溶液导电，形成了闭合回路阴极析出金属铜阳极产生了氯气电解原理1原理分析：

①氯化铜溶液中存在的电离过程有：__________________________________________溶液中存在的离子有________________________通电前，这些离子在溶液中自由运动。CuCl2==Cu2++2Cl—H2OH+

+OH-

Cu2+、Cl—、H+、OH—电解原理1②通电后，溶液中的离子作定向运动，___________离子移向阳极，_________离子移向阴极。③在阳极，_______失去电子发生______反应；在阴极_______离子得到电子发生______反应。这个过程叫作放电。Cl—、OH—Cu2+、H+

Cu2+

Cl—氧化还原电解原理1放电顺序____________________Cu2+＞H+Cl-

＞OH-总反应：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解电解原理1④电极反应式：阳极:________________________________2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）阴极:________________________________Cu2++2e-=Cu（还原反应）放电顺序____________________1.电解定义：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起__________________反应的过程叫作电解。电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的__________过程。电解氧化还原电解原理12.电解池（或电解槽）：_______________________________________将电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。(1)构成条件：______________________________________________________________________________________________________________(2)电极名称和电极反应

阳极：与外电源__________相连，发生_________反应

阴极：与外电源__________相连，发生__________反应①直流电源②与电源相连的两个电极③电解质溶液或熔融电解质④形成闭合回路。正极氧化负极还原3.电解工作原理：电子流动方向阳极

电源正极导线离子迁移方向导线电源负极

阴极电解原理1阴极阳极氧化反应还原反应为什么电解氯化铜的时候两极先生成的产物是铜和氯气呢？离子的放电顺序和哪些因素有关呢？

惰性电极__________________________活性电极____________________________________石墨、Pt和Au

除石墨、Pt和Au外的其它电极4.影响离子的放电因素（1）电极性质电解原理1注意：阳极若是活性电极，金属电极本身先于任何离子放电。

电解原理1(2)离子的放电顺序（惰性电极）

阴极——阳离子得电子的顺序：按金属活动性顺序，越不活泼的金属离子越容易得到电子。阴离子失电子的顺序：S2->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根离子>F-K+﹤Ca2+﹤Na+﹤Mg2+﹤Al3+﹤H+水﹤Zn2+﹤Fe2+﹤Sn2+﹤Pb2+﹤H+酸﹤Cu2+﹤Fe3+﹤Hg2+﹤Ag+注意：①必记:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+

②K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+在溶液中不放电注意：①含氧酸根离子（如SO42-、NO3-）难失电子

②4OH--4e-=2H2O+O2↑电解池原电池能量转换

装置特点

离子的迁移方向

发生氧化反应的电极

发生还原反应的电极

相同点(从原理分析)

化学能转化为电能负极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移无外加电源阳极阴极阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移正极都是氧化还原反应电能转化为化学能有外加电源原电池与电解池的比较电解原理1思考1:下列装置中,哪些是原电池;哪些是电解池?ABCDEF关键:看是否有外接电源,有则一定为电解池。CCFeZn电解原理1电解原理12．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(

)A．该装置可能是原电池，也可能是电解池B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸B电解原理16.电解规律电解规律的探究（惰性电极）（1）电解电解质型——无氧酸（如HCl）、不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2）电解CuCl2溶液阴极：_________________阳极：________________总反应式：___________________________电解实质：__________________，加入____________可恢复原溶液。Cu2++2e-=Cu2Cl--2e-=Cl2↑

CuCl2===

Cu+Cl2↑电解电解CuCl2本身CuCl2固体电解HCl溶液阴极：___________________阳极：____________________电解实质：_________________，加入_____________可恢复原溶液。总反应式：____________________________2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2HCl===H2↑+Cl2↑电解电解HCl本身HCl气体电解原理16.电解规律（2）放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、K2S）电解NaCl溶液阴极：______________________阳极：______________________总反应式：_________________________________电解实质：_________________,电解后溶液的PH______,加入_____可恢复原溶液。2H++2e-

=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑电解NaCl和水HCl电解K2S溶液阴极：_____________________阳极：______________________电解实质：________________，后溶液的PH______,加入_________可恢复原溶液。总反应式：_________________________________2H++2e-=H2↑S2-

-2e-=S电解K2S和水或2H2O+2e-=H2↑+2OH-2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑电解增大或2H2O+2e-=H2↑+2OH-K2S+2H2O===2KOH+H2↑+S电解增大H2S电解原理16.电解规律（3）放O2生酸型——不活泼金属的最高价含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）电解CuSO4溶液阴极：______________________阳极：______________________总反应式：_________________________________电解实质：_________________,电解后溶液的PH______,加入______可恢复原溶液。2Cu2++4e-=2Cu4OH--4e-=O2↑+2H2O电解水和CuSO4CuO电解AgNO3溶液阴极：______________________阳极：______________________电解实质：________________，后溶液的PH______,加入_______可恢复原溶液。总反应式：_________________________________4Ag++4e-==4Ag电解AgNO3和水减小减小Ag2O

或2H2O-4e-=O2↑+4H+电解

2CuSO4

+2H2O===2Cu+O2↑+2H2SO4或CuCO34OH--4e-=O2↑+2H2O

或2H2O-4e-=O2↑+4H+

4AgNO3+2H2O====4Ag+O2↑+4HNO3电解电解原理16.电解规律（4）电解水型—强碱(如NaOH)、强酸(如H2SO4)、活泼金属的最高价含氧酸盐(KNO3)电解H2SO4溶液阴极：______________________阳极：______________________总反应式：_________________________________电解实质：_________，电解后溶液的PH______,加入_______可恢复原溶液。4H++4e-=2H2↑4OH--4e-=O2↑+2H2O电解水H2O电解NaOH溶液阴极：______________________阳极：______________________电解实质：___________，后溶液的PH______，加入________可恢复原溶液。总反应式：_________________________________电解水减小增大H2O

或2H2O-4e-=O2↑+4H+4OH--4e-=O2↑+2H2O电解2H2O==2H2↑+O2↑2H++2e-

=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-电解2H2O==2H2↑+O2↑电解原理16.电解规律（4）电解水型—强碱(如NaOH)、强酸(如H2SO4)、活泼金属的最高价含氧酸盐(KNO3)电解KNO3溶液阴极：______________________阳极：______________________总反应式：_________________________________电解实质：____________,电解后溶液的PH______,加入_______可恢复原溶液。4H++4e-=2H2↑4OH--4e-=O2↑+2H2O电解水H2O不变

或2H2O-4e-=O2↑+4H+电解2H2O==2H2↑+O2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-思考：某溶液中含有两种溶质NaCl和CuSO4，它们的物质的量之比为3:1，用惰性电极进行电解，根据电解产物整个过程分为几个阶段？【练习1】(双选)做电解水的实验时，为了增强水的导电能力，可以加入的试剂是（）A、CuSO4固体B、KCl固体C、KOH固体D、K2SO4固体CD【练习2】(双选)用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是（）A、Cu(NO3)2B、Na2CO3C、KID、HNO3BD电解原理1【练习3】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（）A、电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的PH不变B、电解稀NaOH溶液，要消耗OH—，故溶液PH减小C、电解Na2SO4溶液，在阴极与阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D、电解CuCl2溶液，在阴极与阳极上析出的产物的物质的量之比为1:1D电解原理1【练习4】某溶液中含有两种溶质NaCl和CuSO4，它们的物质的量之比为3:2，用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是（）A、整个电解过程最后电解的是水B、阳极先析出Cl2，后析出O2C、阴极先析出铜后产生氢气

D、电解最后溶液的PH>7D电解原理102电解原理的应用1、电解饱和食盐水——氯碱工业电解原理的应用2现象：阴极：滴加酚酞试液后溶液变红阳极：湿润的淀粉－KI试纸变蓝两个电极上均有气泡产生思考1：阴极区域为什么变红？在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近水的电离平衡，促进了水的继续电离(H2O

H++OH-，右移)，使阴极区溶液中OH-的浓度增大而呈碱性。1、电解饱和食盐水——氯碱工业（1）原理：阳极：_______________________________________阴极：_________________________________________总反应式：____________________________________________2H++2e-=H2↑或：2H2O+2e-=H2↑+2OH-2Cl--2e-=Cl2↑阳极产物阴极产物2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解电解原理的应用2思考2：铁作为阴极的电极材料，能起到什么作用？阳极能否用铁作为电极材料？思考：工业上能否用该装置制备Cl2、H2

和NaOH？H2↑+2NaOH+Cl2↑2NaCl+2H2O电解阴极区域阳极区域原因一：Cl2与NaOH反应导致NaOH不纯原因二：H2与Cl2混合易爆炸H2+

Cl22HCl一定条件Cl2+

2OH-

ClO-

+

Cl-

+

H2O不能，原因如下：电解原理的应用2（2）工业设备：阳离子交换膜电解槽电解原理的应用2离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成的能选择性地通过离子，起到平衡电荷，形成闭合回路的作用能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应作用分类和应用阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过，

阻止阴离子和气体通过阴离子交换膜：只允许阴离子和水分子通过，

阻止阳离子和气体通过质子交换膜：只允许质子(H+)和水分子通过①②③④⑤⑥电解原理的应用2（2）工业设备：阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜的作用__________________________________________________________________（2）工业设备：阳离子交换膜电解槽①防止氯气和氢气混合而引起爆炸②避免氯气与NaOH反应生成NaClO电解原理的应用2阳极加入饱和食盐水的作用__________________________________________________________________①提供反应所需要的Cl-②抑制氯气溶于水生活中为了使金属增强抗腐蚀能力以及增加表面硬度和美观，通常在这些金属表面镀上一薄层在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和合金(如黄铜)这是什么工艺呢？电解原理的应用22、电镀（1）概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。（2）装置—电镀池（电解池一种特殊形式）电镀时，通常把待镀的金属制品一端作阴极，把镀层金属一端作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，镀件表面覆盖上一层均匀、光洁而致密的镀层待镀金属(镀件)镀层金属电镀液含镀层金属阳离子的电解质溶液电解原理的应用22、电镀（3）电镀铜（4）特点

①电解质溶液浓度不变

②阳极金属本身参加了电极反应电解原理的应用2两极材料：阳极_________________阴极_______________________电镀液：_________________________两极电极反应式：阳极_____________________阴极_____________________Cu(镀层金属)待镀金属制品（镀件）含Cu2+(含镀层金属离子)电解质溶液Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu3、铜的电解精炼粗铜含杂质(ZnFeNiAgAu等)纯铜粗铜阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe–2e-=Fe2+

Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-

=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-=CuCuSO4溶液阳极泥电解原理的应用2两极材料：阳极___________阴极_________电解质溶液：_________________________两极电极反应式：阳极_____________________阴极_____________________3、铜的电解精炼特点：电解过后，CuSO4溶液浓度___________。粗铜纯铜Zn-2e-=Zn2+Fe–2e-=Fe2+

Cu-2e-

=Cu2+Cu2++2e-=Cu减小电解原理的应用2CuSO4溶液4、电冶金(1)金属冶炼的本质：_________________________________(2)电解法用于冶炼较活泼的金属（如钾、钠、镁、铝等），但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态盐或氧化物。电解冶炼钠：______________