选修四第四章第3节《电解池》第1课时

(先电离) 明确溶液中存在哪些离子
判断阳极材料及阴阳两极附近离子种 类及离子放电顺序 (后电解)
根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
2、书写电解方程式的注意事项
①首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子
被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。
②电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响；要注意
微观解释
什么是放电
【问题5】为什么在阴极Cu2+优先得电子、阳极Cl优先失电子？你能从中得出什么规律？ 阴离子失电子顺序：还原性更强，则优先失电子
阳离子得电子顺序：氧化性更强，则优先得电子 放电：阴离子在阳极失电子、阳离子在阴极得电 子的过程 （谁强谁放电）
★（一）电解池的基本概念
起氧化还原反应的过程。
第四章《电化学基础》
第3节《电解池》
第1课时：电解池工作原理
1、会描述电解池的工作原理， 2 、能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程 式。
【知识链接】氧化还原性强弱的判断
1、根据金属活动顺序表判断:
2、根据元素非金属性强弱判断:
什么是电解池
化学能
转化
电能
电能
转化
化学能
原电池的本质是自发的氧化还原反应。 电解池能让非自发的氧化还原反应得以发生
1.下列关于电解池的叙述中，正确的是
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B. 金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴 极 流向电源的正极 C.在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动 D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去
答 案
的 电子数相等
（三）电极反应式与电解离子方程式书写
【例1】写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总电 解方程式 ①首先明确溶液中存在哪些离子，分析比较阴阳极的放电顺序 阳极：OH－ > SO42ˉ 阴极：H+ ＜ Cu2+ ②然后写电极反应式 ：按离子方程式要求处理 阴极： 2Cu2+ + 4eˉ ＝2Cu 阳极： 4OHˉ －4eˉ ＝O2↑+2H2O 来自弱电解质的离子改用分子形式，否则仍 ③两极相加得总方程式 为离子 电解 2Cu2++2H2O = 2Cu＋O2↑+4H+
ห้องสมุดไป่ตู้
√
（3）原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化 反应（ × ）
5、写出用惰性电极电解时所发生的电极反应方程式
阳极
氧 气
Na2SO4溶液
阴极 氢 气
阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑ 阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑ 2H2O
电解
2H2 ↑ + O2 ↑
+
6、在浸泡过碘化钾溶液和 淀粉溶液的滤纸上，接上电源（如图）。 通电后，发现在A处出现蓝色。 （1）请写出A、B处的电极方程式和写出总反应 - - 2e- = I 2I A、 ， 2 B、 2H+ + 2e- =H2↑ ，
得电子能力（氧化性）强的阳离子先放电 3+ + 其中K ~ Al 在水溶液中不放电。
★必记:Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+
2、阳极:先看电极后看溶液
（1）若阳极材料为活性金属电极（除Pt 、Au、外），则 阳极电极反应为金属失电子
金属 - ne-
=
金属阳离子
（2）若阳极材料为惰性电极(Pt、Au、石墨)，则阳极电 极反应为溶液中阴离子放电。
电解
—
A
B
总反应： 2KI+2H2O
2KOH+I2+H2↑。
（2）若有0.02mol电子流入电源正极， 理论上可产生 0.01 molH2。
【高考链接】
1.如图所示,X、Y 分别是直流电源的两极,通 电后,a 极板质量增加,b 极板处有无色无臭气 体放出。符合这一情况的是(
a 极板 A B C D 锌 石墨 银 铜 b 极板 石墨 石墨 铁 石墨 X 电极 负极 负极 正极 负极
2、下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为 石墨电极。则下列有关的判断正确的是( ) A a为负极、b为正极 B a为阳极、b为阴极 阳极 C 电解过程中，d电极质量增加 D 电解过程中，氯离子浓度不变
C
+
阴极
练一练
1.有关电解原理的说法正确的是( D ) ①电解是把电能转变成化学能;②电解是 把化学能转变成电能;③电解质溶液导电 是化学变化,金属导电是物理变化;④不 能自发进行的氧化还原反应,通过电解的 原理可以实现;⑤任何溶液被电解时,必 然导致氧化还原反应的发生。 A.①②③④ B.仅②③⑤ C.仅③④ D.①③④⑤
A
)
Z 溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
2、某同学按右图所示的装置进行电解实验。下 列说法正确的是 A．电解过程中，铜 电极上有H2产生 B．电解初期，主反 应方程式为：
BC
Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
电子流出的一极 电流 流入 一极
发生氧化 反应的极 阴离子 移入的一极 电极质量 减少 的一极 该电极为活性电极
3、以惰性电极电解 CuSO4 溶液。若阳极上 产生气体的物质的量为 0.01 mol。则阴极 上析出 Cu 的质量为( B A.0.64 g C.2.56 g
阴极:2Cu +4e
2+
)
B.1.28 g D.5.12 g
-
解析:根据电极反应,阳极:4OH -4e
-
2H2O+O2↑,
2Cu ～ 2Cu 2×64 g 1.28 g
练一练
2、下列说法错误的是（
C）
A 由电能转化为化学能的装置叫电解池 B 在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解 池的阳极 C 在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，
并沿导线流回电源的负极
D 电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应
活学活用
3.如下图所示装置中，属于电解池的是
答 案
解 析
1、电解：使电流通过电解质溶液,而在阴、阳两极引
2、电解池：借助于电流引起氧化还原反应的装
置，也就是把电能转化为化学能的装置叫做电解池或 电解槽。
【特别注意】
原电池的本质是自发的氧化还原反应； 而电解池的本质是非自发的氧化还原反应。
阴极：与电源负极相连 阳极：与电源正极相连 3、电解池构成条件：
①直流电源 ②两个电极(注意惰性电极为Pt、Au或石墨) ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成闭合回路
（二）电解时离子放电顺序：各种离子得失电子的能力顺序
阳离子得电子或阴离子失电子使离子电荷降低 的过程叫做放电。
1、阴极:阳离子放电，金属活动顺序的反顺序
溶液中阳离子得电子,得电子能力为:
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Fe2+ ＞Zn2+ ＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
4、电解池的两极
电解池的两极是由与之相连的电源电极决定的。
阴极：与电源负极相连的电极。(发生还原反应) 阳极：与电源正极相连的电极。(发生氧化反应)
★（二）电解池的工作原理
1、电解池中的电子的移动方向
电源负极→电解池阴极→电解液中的阳离子(被还原)
电解池中阴离子(被氧化)→电解池阳极→电源正极 电源 负极 电解 池阴极
【问题2】通电后，两根电极附近将分别聚集哪些 微粒？各会发生什么样的反应？产物可能是什么？ 电极区1： Cu2+→Cu 电极区2： Cl-→Cl2↑ H+→H2↑ OH-→O2↑
实验现象
电极 实验现象
阴极 阳极
出现红色固体 使湿润的淀粉碘 化钾试纸变蓝
产物验证
产物确定
铜
有气泡逸出
氯气
【问题4】请从微观角度解释电解原理。
2CuSO4+ 2H2O
电解
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
•【例2】写出下列装置中所发生的电极反应式及总电解方程式
铜
铁
阳极：Cu— 2e- = Cu2+ 阴极：Cu2++ 2e- =Cu Cu+
Cu2+
电解
Cu+ Cu2+
CuSO4溶液
•【例3】写出下列装置中所发生的电极反应式及总电解 方程式
通过电解质溶液中离子定向移动 电子本身不能通过电解质溶液
电解 池阳极
电源 正极
2、离子的运动方向 阳离子→阴极；阴离子→阳极
归纳总结 电解池的工作原理
(1)电解池的工作原理示意图
还原
阴极
阳极 氧化
【注意】电解质导电的过程就是电解质的电解过程。
思考：
为何当一个电极存在多种可能的放电 离子时，不是大家共同放电，而是只有 一种离子放电？放电能力与什么因素有 关？
铁
铜
阳极： Fe— 2e- = Fe2+ 阴极：Cu2++ 2e- =Cu
Fe+
CuSO4溶液 (C)
Cu2+
电解
Cu+ Fe2+
【方法总结】
e
阳离子
e
①确定电源的正负极 ②确定电解池的阴阳极
③确定阴阳极聚集的离子 ④确定离子的放电顺序
阳 极
阴离子