第三节 电解池

小结3：原电池与电解池的比较:
电解池 能量转换
离子的迁移 方向 发生氧化反应 的电极 电能转化为化学能 阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移
原电池
化学能转化为电能 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移 负极
阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）
不自发
发生还原反应 的电极
反应能否自发
正极
自发
相同点 (从原理分析)
【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？ 变小 【思考7】若要使电解质溶液复原，怎么办？ 加CuCl2溶液 【思考8】什么叫放电？
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是H+和 OH-？
阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关 阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关
电解
放氧生酸
总反应： 2CuSO4 +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解后原溶液中溶质的质量分数 量
金属氧化物
减小
，
若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定
。
⑷电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水 都有一部分被电解。 放氢生碱 例：电解NaCl溶液等。 阳极 (C)： 2Cl
－－
2e－＝Cl2↑
CuCl2溶液
【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？
5、电解质溶液导电的实质
对电解质溶液（或熔融态电解质）通电 － 时，电子从电源的负极沿导线流入电解 － e e 池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得 阴极 阳极 电子发生还原反应；电解质的阴离子移 C C 向阳极失去电子（有的是组成阳极的金 属原子失去电子）发生氧化反应，电子 从电解池的阳极流出，并沿导线流回电 源的正极。这样，电流就依靠电解质溶 液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的 CuCl2溶液 定向移动而通过溶液（或熔融态电解 质），所以电解质溶液（或熔融态电解
实质：电解质本身被电解 电解后溶液中溶质的质量分数 减小 ，若要恢复 原来的组成和浓度，需加入一定量的 溶质 (通入 一定量的HCl气体)
⑶电解不活泼金属含氧酸盐时，电解质和水都 有部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
例：电解CuSO4溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu
现象：
阴极：碳棒上有一层红色 阳极 的物质析出 ——铜 有气泡，气体有刺 氯 阳极： 气 激性气味，并能使 湿润 的KI-淀 粉试纸变蓝 —Cl2
CuCl2溶液
阴极
铜
CuCl2溶液在电流的作用下发生了 结论： 化学变化，分解生成了Cu和Cl2
一、电解原理 1、电解： 使电流通过电解质溶液而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程。 注意：①电流必须是直流而不是交流。 ②熔融态的电解质也能被电解。
小结2：电解与电离比较：
条件
电 离 电解质溶于水或 受热融化状态 电 解 电解质电离后， 再通直流电
阴阳离子定向移动， 过 电解质电离成为自 在两极上失得电子成 由移动的离子例： 为原子或分子。如： 2+ CuCl =Cu +2Cl 2 通电 程 CuCl2==Cu+Cl2↑ 发生氧化还原反应 只产生自由移动 特点 生成了新物质 的离子 联系 电解必须建立在电离的基础上
通电
NaOH溶液: 2H2O KCl溶液： KNO3溶液：
通电
CuBr2溶液： 2CuBr
Cu + Br2
2KOH + H2↑ + Cl2↑
2Cu + O2↑+ 2H2SO4
通电
2KCl + 2H2O
通电
通电
CuSO4溶液： 2CuSO4 + 2H2O
2H2O
2H2↑ + O2↑
电解质溶液用惰性电极电解的示例：
G
写一写：原电池的 电极反应式?
- = Zn2+ Zn – 2e 负极： 正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu
Zn
Cu
电池总反应：Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
CuCl2溶液
C C
联想*质疑
如果把两根石墨棒作电极插入 CuCl2 溶液中，外接直流电源， 这还是原电池装置吗？
CuCl2溶液
79页实验4-2：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液
3、电解活泼金属无氧酸盐或不活泼金属含氧 酸盐溶液即同时电解水和电解质。（如：NaCl、 KI、CuSO4、AgNO3等）.
练习：写出下列溶液电解的电极反应和总反应方 程式 (以石墨为电极) 。 硫酸溶液：2H2O 氢碘酸：
2HI
通电 通电
2H2↑ + O2↑ H2 ↑+ I2↑ 2H2↑ + O2↑
质）的导电过程，就是电解质溶液（或 熔融态电解质）的电解过程。
电解熔融氯化钠
电子流向: 负极 阴极
得失电子守恒
溶液 阳极 正极
离子的流动方向： 阳离子Na+向阴极移动，阴离子Cl-向阳极移动
ee-
e↓
通电后电极分别发生了什 么反应 ? 请写出两电极上 电极反应式。
阳极: 2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应) 阴极: 2Na++2e-=2Na (还原反应)
【思考5】如何书写电极反应方程式和总方程式？
６、电极反应式的书写：
（以电解CuCl2 为例）
阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电
e－ 阴极 C
e－
阳极 C
阴极：Cu2++2e-＝Cu 还原反应 阳极：2Cl- -2e- ＝Cl2 ↑ 氧化反应 电解 Cu+Cl2 ↑ 总反应式： CuCl2 通式： CuCl2溶液 阴极：氧化剂＋ne- = 还原产物 阳极：还原剂－ne- = 氧化产物 总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子 （考虑电子守恒）
人教版选修4 · 化学反应原理
第四章
第三节
电化学基础
电解池
〖复习回顾〗
想一想：构成原电 池的条件是什么?
⑴两个活性不同的电极 ⑵电解质溶液(一般与活泼性强 的电极能发生氧化还原反应)
Zn
e－
e－ Cu
⑶形成闭合回路 (4)自发进行的氧化还原反应
CuCl2溶液
原电池：将化学能转变为电能的装液
判断下列装置的性质、现象、产物
【思考3】在电解过程中，电子、离子 是如何形成闭合回路的？
电子的流向:
电子从外加电源的负极流出，流到 e－ 电解池的阴极，再从阳极流回电源 正极。（注意：电子只在外电路定 C 阴极 向移动，不能从溶液中移动）
e－ 阳极 C
离子定向移动的方向:
阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动。
都是氧化还原反应
8、电解规律(用惰性电极电解时)
如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液
例如：电解硫酸钠溶液
⑴电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑ 实质：电解水
CuCl2溶液 CuCl2溶液 惰性电极(铂、金、石墨)： ——仅仅导电，不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属)： ——既可以导电、又可以参与电极反应
【思考2】形成电解池的条件是什么？
4、形成电解池的条件
⑴与电源相连的两个电极 ⑵电解质溶液或 熔化的电解质 ⑶形成闭合回路
e－ 阴极 C
e－ 阳极 C
电解
阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+ Cl2↑+ H2↑
电解后原溶液中溶质的质量分数 减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。
电解规律：(用惰性电极电解时)
1、电解活泼金属含氧酸盐及强酸、强碱的水 溶液即是电解水（如:KNO3、Na2SO4、H2SO4、 NaOH、KOH等溶液）。 2、电解无氧酸及不活泼金属无氧酸盐溶液即 是电解质本身电解（如：HCl、H2S、HI、CuCl2 等）。
阳极—— 与电源正极相联的极。
【思考1】电解池的两极是怎样确定的？
３、两个电极及电极反应
⑴、两个电极的确定及电极反应
e－ 阴极 C
e－ 阳极 C
CuCl2溶液
阴极：与电源负极相连——电子流进——还原反应
阳极：与电源正极相连——电子流出——氧化反应
⑵、两个电极的类型： 惰性电极与活性电极
阴极 C 阳极 C 阴极 Cu 阳极 Cu
阳极：4OH— 电解 －4e— =2H2O + O2 ↑
总反应：2H2O = 2H2↑ + O2 ↑
【思考12】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解 质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。 （1）溶液中所含阳离子：H+、Na+， 放电顺序：H+ > Na+ 阴 极：2H+ + 2e— = H2 ↑
【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？
７、离子放电顺序： 阴极:
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反 应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子得电子，有 氧化性（发生还原反应），氧化性越强，放电越容易， 越易反应。阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+