电解原理和电解规律

电解池与原电池有哪些异同
装置 装置 实例
将化学能 定义 转变成电能的装置 将电能 转变成化学能的装置
原电池
电解池
形成 ①活泼性不同的两电极 ①两电极接直流电源 条件 ②电解质溶液 ②电解质溶液 ③形成闭合回路 ③形成闭合回路
电解池与原电池有哪些异同(续)
装置 电极 名称 原电池 电解池 负极：较活泼金属 阳极：与电源正极相连 正极：较不活泼金属 阴极：与电源负极相连 （或能导电的非金属）
想一想、做一做
[例]以石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、 阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 CuSO4溶液: 阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑ 或(4H2O 阴极：2Cu2+ +4e ＝2Cu
4H++4OH-)
总反应式：2Cu2++2H
+ O ＝ Cu+O ↑+4H 2 2
电解
CuSO4溶液
总反应方程式：2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH
(2) CuSO4溶液:
阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑ 2+ 阴极：2Cu +4e ＝2Cu
电解
阴极区
总反应式：2CuSO4+2H2O＝Cu +O2↑+2H2SO4
阳极区
4. 如图所示, X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现 a极质量增加,b极上产生无色无味气体。符合这一情况 的是（ A ）。
CuCl2溶液
问题：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
探究实验1
实验 步骤
如图甲所示，将用导线连接在一起的 两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的 U型管中，观察现象。
实验 现象
结论
无现象
没有且不能自发发生原电池反应 甲
分析原因: 甲装置不满足构成原电池的条件
电解
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，如电解NaCl溶液等。 阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 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。
探究实验2
如图所示，将两根石墨 棒分别跟直流电源的正 极和负极连接，浸入盛 有CuCl2溶液的烧杯中 ， 再接通12V直流电,观察 现象。 约3～5min后切断电源。
＋
C
－
C
阳极 Cl2 －－ CuCl2溶液
阴极
Cu
实践探究
1、向氯化铜溶液中通入直流电
A：理论先行
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 电解 总反应：2HCl＝＝ Cl2↑ + H2↑
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电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都 有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。 电解CuSO4溶液 阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 总反应： 2CuSO4 +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +2H2SO4 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，需加入一定量金属氧化物。
ClCu2+
ClCl-
ClCu2+
ClCu2+
Cl-
Ⅰ通电前 － ＋
阴极
Cu2+
阳极
阳极： 2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应） 阴极： Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
ClClCu2+
ClCu2+
ClCl-
Cl-
Ⅱ通电后
③电解池中离子和电子的移动方向 -
电解
总电极反应
两极为惰性电极(如C)
阴极 阳极
NaOH溶液
H2SO4溶液
阳极 阴极
4OH- - 4e- = O2 +2H2O 4H+ + 4e- = 2H2
电解
总电极反应式
2H2O= 2H2 + O2
两极为惰性电极(如C) (1) NaCl溶液 NaCl溶液 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极：2H++2e-= H2↑
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么
样的电极反应？产物可能是哪些？
阴极区： Cu2+→Cu 阳极区： Cl-→Cl2↑
阳极：氧化反应，溶液 负极：氧化反应，金属 中的阴离子失电子或电 电极 失电子 极金属失电子 反应 正极：还原反应，溶液 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子 中的阳离子得电子
导线 电子 负极 正极 流向
电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极
试一试
练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电 极反应及电解总反应式。
例如：电解硫酸钠溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑ 实质：电解水
电解后溶液中溶质的质量分数 增大 ，若要恢复 原来的浓度，只需加入一定量的 水 即可。
电解
⑵电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等 电解盐酸
石墨 石墨
①盐酸 ③硫酸 ⑤氯化钠溶液
②氯化铜溶液 ④氢氧化钠溶液 ⑥硫酸铜溶液
C
C
两极为惰性电极(如C) C
C
盐酸
阳极 阴极
2Cl- - 2e- = Cl2 ↑ 2H+ + 2e- = H2 ↑ 2HCl = H2+Cl2
电解
CuCl2溶液
2Cl- - 2e- = Cl2 ↑ Cu2+ + 2e- = Cu CuCl2 = Cu+Cl2↑
AgNO3溶液
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑或(4H2O=4H++4OH-） 阴极：4Ag++4e-=4Ag
通电
总反应式：4Ag++2H2O==4Ag
+O2 ↑+4H+
三、电解规律(用惰性电极电解时)
⑴电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，
如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液
电解
练习
• 1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。
2. 下列两个电解池的电极反应式
Cu Cu
Fe
Cu
CuSO4溶液
稀硫酸溶液
阳极 阴极
Cu - 2e- = Cu2 + Cu2+ + 2e- = Cu
Cu - 2e- = Cu2 + 2H+ + 2e- = H2 ↑
练习3.
书写用惰性电极电解下列溶液的电极反应式 及总方程式，并找一找有何规律？
阳离子 H+ >Na+ 阴离子 OH－>SO42－
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑
电解
写电极反应 【方法小结】
• 1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电 离）、并分成阳离子组和阴离子组。 • 2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反 应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电 极反应式。（注意得失电子守恒） • 3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。 （弱电解质的须保持分子形式）
X Y
..
A B C
a b
a极 锌
b极 石墨
X电极
z溶液
CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
负极 负极 正极 正极
石墨 石墨 银 铜 铁 石墨
D
Z 溶液
再 见
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电解的工作原理：
与电源正极连 +电源-与电源负极连
电 子 流 出 电 子 流 入
氧化反应
还原反应
Cu2++2e-=Cu
2Cl—2e-=Cl2
阳极
惰性电极
阴极
阴离子移向
CuCl2溶液
阳离子移向
电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：
思考?
离子放电的顺序
Na2SO4 ＝
2Na++
SO4
2—
H 2O
H+ + OH—
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭 合回路、自发发生氧化还原反应
G
写出右图原电池的电极反应、电池总反应。 Zn
Cu
负极：Zn – 2e- = Zn2+
正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu 电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu 原电池是把化学能转变成电能的装置。
C C
阴极
Cu
e ＋ － － ＋
阳极
eoooo oooo oooo oooo oooo oooooooooooo ooooooooooo
Cl2
Cu2+
Cl

Cl

单击电子流动
电解氯化铜溶液实验装置
小结： ①电极反应：阳氧化、阴还原
(阳氧)
②离子流向： 异性相吸
电子从负极流向阴极，经溶液离子 ③电子流向： 导电，再从阳极流回正极
H+→H2↑ OH-→O2↑
实验结果交流
B. 实验记录
实验现象 产物验证
—————
使淀粉碘化钾试纸变蓝 不能使带火星木条复燃
氢气？
产物确定
阴极 阳极
有红色固 体析出
有气泡逸出
铜
氯气
氧气？
一、电解原理
1.电解： 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池： 电能转变为化学能的装置。 3.构成电解池的条件：
电解
想一想，H+应该在哪一极生成？
掌握方法 书写电极反应式及总方程式的方法小结
①判断电极材料 事半功倍哟！
②明确溶液中存在哪些离子
（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）
③判断阴阳离子的放电顺序
④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式
（注意得失电子守恒）
⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式
（弱电解质的须保持分子形式）
①直流电源； 阴极:与电源负极相连 ②阴、阳 阳极:与电源正极相连 电极
C
C
[氧化反应] [还原反应]
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
比较原电池与电解池电极命名有何区 别？ • 原电池的正负极由电极材料决定
• 电解池的阴阳极由电源决定
练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池 的阴阳极
负 正 阳 阴
4.放电能力
阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。 离子得失电子的能力 影响离子放电的因素： 离子的浓度
电解质在水溶液中放电顺序
阴极：氧化性强的离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ >Pb2+ > Sn2+ +>Fe2+>Zn2+ 浓度大时先于 H+放电 >H+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 水中H+先放电 金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
第三节 电解池
氢 气
氧 气
+
_
电解 电解水 ：2 H2O ====2 H2 ↑＋ O2↑
1、电解质是指在水溶液或熔融状态下 _____________能够导 电的化合物。 水溶液 2、电离是指电解质在_____________ 或 熔融 自由移动离子 __________ 状态下离解成____________ 的过程。 把化学能转化为电能 的装置 。 3、原电池是_____________ 4、构成原电池的条件是
阳极：还原性强的离子先失电子
金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－
除Pt、Au
５．实验微观解释
①离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子； 通电后：Cu2+ Ｈ＋移向阴极， Cl－ ＯＨ－移向阳极； ②电极反应：