课时4.4 电解原理-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

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课时 4.4 电解原理

【学习目标】

1、会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式

2、熟悉电解规律和电解产物的判断方法

【主干知识精讲】

一、电解池的工作原理

1、实验探究：电解 CuCl2溶液

实验过程

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材料。把润湿的碘化

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

装置图

实验现象电流表指针发生偏转与负极相连的 b极上逐

渐覆盖了一层红色物质

与正极相连的 a极上有刺激性气味的气体

产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝

实验结论说明电解质溶液导

电，形成闭合回路析出金属铜产生了氯气

电极反应

阳极(a 极)：2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应)

阴极(b 极)：Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应)

总反应：CuCl2=====Cu＋Cl2↑

2、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。在此过程中，电能转化为化学能

3、电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽

4、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电

5、电极名称

(1)阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应

(2)阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应

6、电解池的构成条件：(1)直流电源；(2)两个电极；(3)电解质溶液或熔融态溶液；(4)形成闭合回路

7、电解池中电子、电流和离子的移动

(1)电子流向：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极

(2)电流方向：电源正极→阳极；阴极→电源负极

(3)离子流向：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极

8、阴、阳极的判断

(1)根据外接电源的正、负极来判断：电源正极连接阳极；电源负极连接阴极

(2)根据电流方向来判断：从阴极流出，从阳极流入

(3)根据电子流向来判断：从阳极流出，从阴极流入

(4)根据离子流向来判断：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极

(5)根据电极发生的反应类型来判断：发生氧化反应的一极是阳极，发生还原反应的一极是阴极

(6)根据电极产物来判断：电极溶解、逸出 O2(或电极区变酸性)或逸出 Cl2的为阳极；析出金属、逸出 H2(或电极

区变碱性)的为阴极

【微点拨】

①电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即：电子本身不会通过电解

质溶液

②在 CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的极沿着导线到达极，从极沿着导线回到

电源的极

③在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？。溶液中的在电场作用下到达阴极，得到从

电源负极流出的电子；溶液中的在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：

在电解质溶液中依靠的定向移动而形成闭合回路的

④对 CuCl2溶液而言，溶液中是否只有 Cu2+和Cl－两种离子呢？。水电离出少量的 H＋和OH－在电场作

用下是否也要做定向移动呢？通电时，溶液中的两种离子都要向阴极移动，都要向阳极

移动

⑤电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程，就是电解质溶液(或熔融态电解质)被电解的过程

【对点训练 1】

1、如下图所示装置中，属于电解池的是(　　)

2、关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是(　　)

A．原电池中失去电子的一极为负极 B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极

C．原电池中相对活泼的一极为正极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极

3、如图是电解 CuCl2溶液的装置，其中 c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(　　)

A．a为负极，b为正极 B．a为阳极，b为阴极

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

二、电解池电极反应书写

1、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金

属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、Ag 等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性

电极，主要由铂(Pt)、石墨等

2、电解时电极产物的判断

(1)阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小

首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材

料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极 (Pt、石

墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断：

阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt 除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子

(2)阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小

直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

3、阴、阳极放电后的产物

反应物阴极金属阳离子(H+)阳极活性金属电极 S2－I－Br－Cl－OH－

产物金属(H2)金属离子 S I2Br2Cl2O2、H2O

【微点拨】

①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中阳离子放电

②阳极材料若是金属电极(Au、Pt 除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化

③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 K、Ca、Na、Mg、Al 等金

属单质

④电解水溶液时，Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度较大时在 H+之前放电

4、电极方程式的书写——注意惰性电极和活性电极的差别

(1)以惰性电极“电解 NaCl 溶液”为例

①写出溶液中存在的离子阴极：Na+ H+

阳极：Cl－ OH－

②比较放电顺序氧化性：H+>Na+，H+优先放电，H+在阴极 H2

还原性：Cl—>OH—，Cl－优先放电，在阳极生成 Cl2

③写出电极反应，推测其他产物

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

总反应：2NaCl＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2NaOH

【对点训练 2】用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)

电解质

溶液电极反应式电解总化学方程式电解

对象

电解质

浓度变

化

pH 溶液复

原物质

CuCl2

阳极

阴极

HCl

阳极

阴极

NaCl

阳极

阴极

MgCl2

阳极

阴极

CuSO4

阳极

阴极

AgNO3

阳极

阴极

NaOH

阳极

阴极

H2SO4

阳极

阴极

Na2SO4

阳极

阴极

(2)以铜为电极电解“H2SO4溶液”为例

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