第1章 第3节 第1课时 电解的原理-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版双选）

本讲义聚焦电解的原理这一核心知识点，承接原电池化学能转化为电能的内容，通过熔融氯化钠实验引入，系统梳理电解池的组成、电极反应（阴阳极判断、离子移动、电子流向）及电极反应式书写，结合问题探究和典型例题构建学习支架。 该资料以问题链驱动探究，如“离子移动方向”“电极反应类型”等问题引导学生基于实验事实推理，培养科学思维。通过电解CuCl₂溶液等实验分析与例题，提升科学探究与实践能力，联系能源转化体现科学态度。课中辅助教师突破重难点，课后练习题助学生查漏补缺。

第3节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解的原理 [素养发展目标]　1.了解电解池的工作原理。2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。 一、电解的原理 1．电解熔融氯化钠实验 (1)实验装置如图 (2)实验现象：通电后，石墨片周围有气泡产生，铁片上生成银白色金属。 (3)实验分析 ①通电前 熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒做无规则(或自由)运动。 ②通电后 离子移动方向： Na＋移向铁电极，Cl－移向石墨电极。 电极上发生的反应： 铁电极：2Na＋＋2e－===2Na，发生还原反应； 石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑，发生氧化反应。 (4)实验结论 熔融的NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。 2．电解 (1)电解的概念 将直流电通过电解质溶液或熔融电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫作电解。 (2)电解池的概念 将电能转化为化学能的装置叫作电解池。 (3)电解池的组成 电解池由直流电源、固体电极材料以及电解质溶液(或熔融电解质)组成。 (4)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。 (5)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。 二、电极反应式的书写 书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总反应时，弱电解质要写成化学式。如用惰性电极电解NaOH溶液，阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极发生还原反应，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。 下表所示的几种常见元素或物质，在酸性或碱性介质中发生反应后的具体存在形态有所不同，务必记住。　　 常见元素或物质 H C O2 Al 碱性条件 H2O CO OH－ [Al(OH)4]－(强碱) 酸性条件 H＋ CO2 H2O Al3+ 　　 1．如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是(　　) A.通过该装置可以将化学能转化为电能 B.石墨电极为正极 C.Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子 D.若装置中两个电极互换，则不能形成电解池 C　[该装置为电解池，可将电能转化为化学能，A项错误；石墨与电源正极相连，为电解池的阳极，B项错误；Na＋在阴极上得到电子被还原为钠原子，析出金属钠，C项正确；若两个电极互换，该装置仍为电解池，这时铁为阳极，D项错误。] 2.如图是电解CuCl2溶液的装置示意图。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 C　[根据电流的方向判断a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应式为：阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极Cu2+＋2e－===Cu，C正确。] 探究一　电解的原理 1．通电过程中能量的转化形式是什么？ 提示：　通电过程中电能转化为化学能。 2．通电过程中阴极发生反应的类型是什么？阳极发生反应的类型是什么？ 提示：　阴极发生还原反应，则阳极发生氧化反应。 3．电解CuCl2溶液时： (1)通电前溶液中存在哪些离子？ (2)通电后阴、阳离子各向哪个电极移动？ (3)在两极各是什么离子发生反应？产物分别是什么？ 提示：　(1)由CuCl2电离出的Cu2+、Cl－，由H2O电离出的少量H＋、OH－。 (2)Cu2+、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动。 (3)Cu2+、H＋应在阴极发生还原反应，由于氧化性：Cu2+＞H＋，则Cu2+首先被还原生成铜：Cu2+＋2e－===Cu；Cl－、OH－应在阳极发生氧化反应，由于还原性：Cl－＞OH－，则Cl－首先被氧化生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑，即阴极的产物是铜，阳极的产物是氯气。 1．电解池的工作原理 2．电解池阴、阳极的判断 1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q 离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 B　[电子由电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中的阳离子移向阴极。] 探究二　用惰性电极进行电解时的规律 1．惰性电极电解NaCl溶液时，溶液的pH如何变化？ 提示：　惰性电极电解NaCl溶液时，生成了NaOH，溶液碱性增强，pH变大。 2．惰性电极电解H2SO4和NaOH溶液时溶液的浓度和pH变化一致吗？ 提示：　不一致。惰性电极电解H2SO4和NaOH溶液，实质都是电解水，溶质的物质的量浓度都增大，H2SO4溶液酸性增强，pH减小，NaOH溶液碱性增强，pH增大。 3．惰性电极电解电解质溶液，一段时间后，如何使溶液恢复原样？ 提示：　电解质溶液复原的方法一般为加入阳极氧化产物与阴极还原产物化合得到的物质。 类型 实例 电解质 特点 电极反应特点 电解质 浓度 pH 电解质溶液复原方法 阴极 阳极 电解 水型 NaOH 可溶性强碱 4H＋＋4e－ ===2H2↑ 4OH－－4e－ ===2H2O＋O2↑ 增大 增 大 加水 H2SO4 含氧酸 增大 减 小 加水 Na2SO4 活泼金属含氧酸盐 增大 不 变 加水 电解电解质型 HCl 无氧酸 2H＋＋2e－ ===H2↑ 2Cl－－2e－ ===Cl2↑ 减小 增 大 通氯 化氢 CuCl2 不活泼金属无氧酸盐 Cu2+＋2e－ ===Cu 减小 增 大 加氯 化铜 放H2生碱型 NaCl 活泼金属无氧酸盐 2H＋＋2e－ ===H2↑ 生成 新电 解质 增 大 通氯 化氢 放O2生酸型 CuSO4 不活泼金属含氧酸盐 2Cu2+＋4e－ ===2Cu 4OH－－4e－ ===2H2O＋O2↑　　　 生成 新电 解质 减 小 加氧 化铜 2.如图所示为直流电源电解稀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(　　) A.逸出气体的体积a电极小于b电极 B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 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 D　[电解Na2SO4溶液时，根据离子放电顺序可判断出实质是电解水，a为阴极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。由以上分析可知，a电极逸出的气体体积大于b电极，且H2、O2均为无色无味气体，A、B错误；a电极周围由于H＋放电，溶液呈碱性，石蕊溶液显蓝色，b电极周围由于OH－放电，溶液呈酸性，石蕊溶液显红色，C错误，D正确。] 3．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　) A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B.电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小 C电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D.电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D　[电解稀硫酸实质上是电解水，电解水后，H＋的浓度增大，溶液的pH减小，A项错误；电解NaOH溶液相当于电解水，OH－的浓度增大，溶液的pH增大，B项错误；电解Na2SO4溶液相当于电解水2H2O2H2↑＋O2↑，阴极上析出的H2和阳极上析出的O2的物质的量之比为2∶1，C项错误；电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2Cu＋Cl2↑，阴极上析出的Cu和阳极上析出的Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。] 1．下图所示装置中，属于电解池的是(　　) C　[根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，则A、B、D不能形成电解池。] 2．用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体 C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH减小 D　[用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液中氢氧根离子浓度增大呈碱性，溶液变红色。] 3．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A.AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O] C.NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] B　[选项A，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化银；选项B，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的水；选项C，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需通入适量的氯化氢；选项D，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化铜。] 4．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。 请回答： (1)b、c的电极名称分别为________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)a、c的电极反应式分别为_______________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (3)电解后，甲、乙装置内溶液的 pH 分别有什么变化？_______________________ ________________________________________________________________________。 (4)甲装置电解后，要恢复原溶液，需加入___________________________________。 (5)电解CuSO4溶液的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：　甲池：a接正极，为阳极，b为阴极，根据离子放电顺序可知：a极反应为H2O－2e－===O2↑＋2H＋，b极反应为Cu2+＋2e－===Cu。乙池：d接负极，为阴极，c为阳极，根据离子放电顺序：d极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c极：2Cl－－2e－===Cl2↑。根据两池电极反应，甲池减少Cu、O，需加CuO或CuCO3复原。 答案：　(1)阴极、阳极 (2)H2O－2e－===O2↑＋2H＋　　2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)变小、变大 (4)CuO或CuCO3 (5)2Cu2+＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $