。 。 。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第1课时 电解原理
[目标导航] 1.了解电解、电解池的概念，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总反应方程式。3.理解并掌握电解规律和电解产物的判断方法。
一、电解CuCl2溶液的实验探究 1．实验操作
如图所示，在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒电极，把湿润的KI-淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极(阳极)附近。接通直流电源。 2．实验现象
阴极石墨棒上逐渐覆盖一层红色物质，阳极石墨棒上有气泡逸出，并可闻到刺激性的气味，同时看到湿润的KI-淀粉试纸变蓝色。 3．原理分析
CuCl2是强电解质且易溶于水，H2O是弱电解质，微弱电离生成H和OH，因此溶液中存在Cu、H、Cl和OH等4种离子。通电前，离子做自由移动；通电后，Cl和OH向阳极移动，Cu和H向阴极移动。在阳极，OH、Cl均可能被氧化，由于Cl的放电能力比OH强，Cl优先于OH在阳极上发生反应；在阴极，Cu和H都可能被还原，但Cu的放电能力比H强，Cu优先于H在阴极上发生反应。电极反应为 阳极：2Cl－2e===Cl2↑(氧化反应)； 阴极：Cu＋2e===Cu(还原反应)。 电解
电解反应：CuCl2=====Cu＋Cl2↑。 4．实验结论
在直流电的作用下，电能转化为化学能，CuCl2被电解为Cu和Cl2(Cu在阴极生成，Cl2在阳极生成)。 二、电解原理
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1．电解
让直流电通过电解质溶液(或熔融的电解质)，而在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。 2．电解池
(1)定义：将电能转化为化学能的装置。
(2)组成：与直流电源相连的两个固体电极；电解质溶液或熔融的电解质；形成闭合回路。 (3)电极名称与电极反应：
阳极：与电源正极相连，溶液中阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应。 阴极：与电源负极相连，溶液中阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应。 (4)电子流向
电源负极→导线→电解池的阴极；电解池的阳极→导线→电源的正极。 电解
(5)电解方程式：如电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ 【合作探究】
1．电解时电子通过电解质溶液吗？
答案 电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了电流。
2．电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？
答案 一定有化学反应发生，因为在电解池的两极发生了氧化还原反应，有电子转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。
3．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？
答案 放H2生碱型实质是水电离出的H在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出的OH在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H浓度增大。 4．要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？
答案 应具体情况具体分析，若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小；若Cu全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。
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【练一练】
判断正误(正确打“√”，错误打“×”) (1)电解是把化学能转化为电能( × ) (2)电解质溶液导电一定发生化学反应( √ )
(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( √ ) (4)任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生( √ ) (5)电解、电离均需要通电才能实现( × )
(6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程( √ )
一、电解原理及电解时两电极产物的判断 1．阳极产物的判断
(1)活性金属电极(金属活动性顺序表中排在Ag之前)，电极金属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。
(2)惰性电极(Au、Pt、石墨)，溶液中的阴离子失电子，生成对应的非金属单质或高价化合物。
阴离子放电顺序：S>I>Br>Cl>OH>高价态含氧酸根>F。 2．阴极产物的判断
(1)与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，溶液中的阳离子得电子生成对应的单质或低价化合物。
(2)阳离子的放电顺序：Ag＞Hg＞Fe＞Cu＞H＞Pb＞Sn＞Ni＞Fe＞Zn＞Mn＞较活泼金属阳离子(注意Fe的顺序)。
【例1】 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
解析 电流从电源的正极流出，故a为正极，b为负极；c为阳极，d为阴极。电解时，因Cu移向阴极d，在阴极放电析出Cu，故d电极质量增加；Cl移向阳极c，在阳极放电逸
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出Cl2，导致溶液中Cl浓度降低。 答案 C
【反思感悟】 电解池阴极和阳极的判断依据
(1)电源的正极、负极、离子移动方向、发生反应的类型。 (2)电极质量变化：质量减轻为阳极，质量增加为阴极。
(3)电极产物：有Cl2或O2析出的电极为阳极，有H2产生的电极为阴极。 (4)溶液变化：电解某中性溶液时，附近溶液能使酚酞呈红色的电极为阴极。 变式训练1 用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是( ) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 答案 D
解析 处理有关电解问题首先应注意电极材料，在此基础上写出电极反应和总的电解反应式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化电解
必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电极反应式为4AgNO3＋2H2O=====4Ag＋O2↑＋4HNO3。可知：阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O；得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复电解前的状况，C正确。
二、惰性电极电解电解质溶液的规律
电极反应特点 电解质类型 实例 特点 可溶性NaOH 强碱 电解水H2SO4 型 活泼金Na2SO4 属含氧＋O2 增大 不变 加水 含氧酸 ===2H2 ===2H2O4H＋－
电解质电解质pH值 溶液复原方法 浓度 阴极 阳极 4OH＋4e－－－－增大 增大 增大 减小 加水 加水 4e 4
酸盐 2H＋2eHCl 电解电不活泼解质型 CuCl2 金属无===Cu 氧酸盐 活泼金放H2生NaCl 碱型 酸盐 4OH－不活泼放O2生CuSO4 酸型 氧酸盐 ＋O2 【关键提醒】 惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。
【例2】 下图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
金属含===Cu ===2H2O电解质 Cu＋2e2＋－－＋－2Cl－2e－－通氯化减小 增大 氢 加氯化减小 增大 铜 无氧酸 ===H2 Cu＋2e2＋－===Cl2 2H＋2e属无氧＋－生成新增大 电解质 通氯化氢 ===H2 4e－生成新减小 加氧化铜
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
解析 电解Na2SO4溶液时，a为阴极：4H＋4e===2H2↑，b为阳极：4OH－4e=== O2↑＋2H2O；a极周围由于H放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由于OH放电溶液呈酸性，石蕊显红色。 答案 D
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