电解原理2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节

电解池第四章化学反应与电能第1课时

电解原理新课导入化学能直接转化为电能的装置叫原电池，那么是否有一种装置将电能直接转化成化学能呢？电解池思考：若将水换成CuCl2溶液，预计会观察到什么现象？2H2O2H2↑

+O2↑电解发展伏打电池电解水【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，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。与直流电源负极相连的b极与直流电源负极相连的a极现象结论覆盖一层红色物质产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝产生Cu产生Cl2电解原理阴极阳极KI＋Cl2=KCl＋I2【思考】CuCl2

溶液在直流电的作用下为什么会生成单质Cu和Cl2？oooooooooooooooooooo－＋oooooooooooooooooooooooCuCl2e-阴极阳极通电前离子自由移动：CuCl2

==Cu2++2Cl-H2OH+

+OH-

向阴极迁移向阳极迁移通电后离子定向移动：阴阳相吸总反应式：CuCl2====

Cu+Cl2↑电解Cu2+＋2e-==Cu（还原反应）阳极：与直流电源正极相连的石墨棒阴极：与直流电源负极相连的石墨棒2Cl-－2e-==Cl2↑（氧化反应）负阴还正阳氧e-电解原理使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。1、电解：将电能转化为化学能的装置2、电解池(电解槽)：3、电解池的构成：①外加直流电源③电解质溶液或熔融的电解质④形成闭合回路阴极：与负极相连，发生还原反应阳极：与正极相连，发生氧化反应②阴、阳两极电源、两极、一液、成回路阴离子→

阳极

阳离子

→阴极

阴阳相吸电子流向离子流向电源的负极→

导线

→电解池阴极电解池阳极→

导线

→电源的正极原电池中：阳离子→正极

阴离子→负极

(正正负负)课本105页直流电源阳极阴极e-e-氧化反应还原反应失电子得电子阴离子阳离子电解池的阴极、阳极的判断方法正阳氧负阴还阴极Cu2+＋2e-

=Cu氧化性:Cu2+＞H+放电顺序Cu2+＞H+得电子能力:Cu2+＞H+阳极2Cl-

-2e-

=Cl2↑还原性:Cl-＞OH-放电顺序

Cl-＞OH−失电子能力:Cl-＞OH-放电：离子失电子发生氧化反应，或得电子发生还原反应的过程。

电解CuCl2溶液，为什么是Cu2+在得电子，Cl−在失电子？H+和

OH−为什么没有参与电极反应呢？结论：得失电子能力强的离子优先放电放电顺序1、阳极放电顺序电极直接失电子①活性电极(除Pt、Au、C外)：②惰性电极(Pt、Au、C等)：溶液中的阴离子失电子在水溶液中不放电失电子能力阳极SO42-、NO3-、CO32-S2-＞I-＞Br

-＞Cl

-＞OH-＞

含氧酸根离子＞F-【总结】活性电极＞（金属）放电顺序2、阴极放电顺序得电子能力溶液(或熔融电解质)中的阳离子得电子，与电极材料无关【总结】Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+水溶液中不放电，熔融态放电金属活动性顺序表倒过来CNaCl溶液FeNaCl

==

Na+＋Cl-H2O

⇌H++OH-阳极阴极H+＞Na+Cl-＞OH-失电子能力：得电子能力：阳极：阴极：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-2Cl--2e-=Cl2↑判电极找离子定顺序分阴阳写反应FeNaCl溶液C阳极阴极活性电极H+＞Na+失电子能力：得电子能力：阳极：阴极：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-Fe－2e－==Fe2+电极反应式书写阳极放电顺序：＞S2−＞I−

＞Br−

＞Cl−

＞OH−

＞

含氧酸根离子＞F−活性阳极阴极放电顺序：

Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞某同学欲完成反应：2HCl+2Ag==2AgCl+H2↑

，而设计了下列四个实验，你认为可行的是（

）ABCDC借助电解，可以使非自发的氧化还原反应发生习题大本146页第3题用惰性电极电解酸、碱、盐溶液1、电解

型水电解质H2SO4溶液中离子离子放电顺序阳极反应式阴极反应式总反应式电解质溶液浓度pH变化复原加入物质SO42−OH−(水)H+OH−＞

SO42−

2H2O−

4e−

==

O2↑＋4H+4H+＋4e−

==2H2↑减小加水增大判电极找离子定顺序写反应出什么，加什么定量原则：出多少加多少1、电解

型水电解质NaOHNa2SO4溶液中离子离子放电顺序阳极反应式阴极反应式总反应式电解质溶液浓度pH变化复原加入物质

H+

＞

Na+

增大加水OH-

Na+H+(水)4OH−

−

4e−

==

O2↑＋2H2O4H2O＋4e−

==

4OH−＋2H2↑不变加水SO42−OH-(水)Na+

H+(水)2H2O−

4e−

==4H+＋O2↑4H2O＋4e−

==

4OH−＋2H2↑

H+

＞

Na+

OH-＞SO42−增大不变电解质HClCuCl2溶液中离子离子放电顺序阳极反应式阴极反应式总反应式电解质溶液浓度pH变化复原加入物质2、电解

型电解质

Cl-

＞

OH-

增大通入HCl气体H+Cl-

OH-(水)2Cl-

−

2e−

==

Cl2↑2H+＋2e−

==H2↑不讨论加CuCl2固体Cl-

OH-(水)Cu2+

H+(水)Cu2+

−

2e−

==

Cu↑

Cu2+＞

H+

Cl-＞OH-减小减小2Cl-

−

2e−

==

Cl2↑电解质NaClCuSO4溶液中离子离子放电顺序阳极反应式阴极反应式总反应式电解质溶液浓度pH变化复原加入物质3、电解

型电解质和水增大通入HCl气体2Cl-

−

2e−

==

Cl2↑2H2O＋2e−

==2OH-＋H2↑减小加CuO或CuCO3SO42−OH-(水)Cu2+

H+(水)2Cu2+

−

4e−

==2Cu↑

Cu2+＞

H+

SO42−＞OH-减小并生成新电解质减小并生成新电解质2H2O−

4e−

==4H+＋O2↑

Na+H+(水)Cl-

OH-(水)

Cl-

＞

OH-

H+

＞

Na+

(放H2生碱)(放O2生酸)电解质溶液用惰性电极电解的示例举例电极反应物质类别实例

含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl减小增大不变H2O阳：2Cl-－2e-＝Cl2↑阴：2H++2e-＝H2↑增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳：2Cl--2e-===Cl2↑阴：Cu2++2e-===Cu不讨论CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳：2Cl--2e-==Cl2↑阴：2H2O+2e-=H2↑+2OH-增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳：2H2O-4e-=4H++O2↑阴：2Cu2++4e-＝2Cu减小CuO电解水型复原方法pH变化电解类型电解电解质型放氢生碱型放氧生酸型本质：H+

和OH-放电；若溶液中本身有大量的H+或OH-，直接写H+或OH-；若H+和OH-来源于水，放电物质写H2O习题用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态。则下列符合题意的一组是(

)C选项XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体大本148页第2题CuCl2溶液CC-+Cl−OH−Cl−H+Cu2+Cu2+e-e-C锌-Zn2+Cu2+SO42−Zn-

电解池

原电池形成条件电极名称电极反应离子流向电子流向能量转化

CuSO4溶液1.两个电极2.电解质溶液3.闭合回路4.直流电源1.两个电极2.电解质溶液3.闭合回路4.氧化还原反应（自发）阳极、阴极正极、负极阳极--氧化反应阴极--还原反应负极--氧化反应正极--还原反应阳离子

→阴极阴离子

→阳极阳离子

→正极阴离子

→负极负极

→阴极阳极

→正极负极

→导线

→正极氧还反应(可自发可非自发)化学能转变为电能电能转变为化学能小结：电解池和原电池的比较下列关于如图所示的①②两个装置的叙述，正确的是(

)A、装置名称：①是原电池；②是电解池B、电极反应式：①中阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+；

②中正极：2H++2e-=H2↑C、硫酸浓度变化：①减小；②增大D、离子移动方向：①中H+向阴极方向移动；②中H+向负极方向移动