1.3 第1课时 电解的原理(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

该高中化学导学案聚焦电解的原理，引导学生通过电解熔融氯化钠实验理解电解池工作原理，分析电极反应及离子迁移规律，衔接原电池知识，搭建从实验现象到理论归纳的学习支架。 资料通过实验探究、归纳总结及分层习题设计，帮助学生掌握离子放电顺序与电解规律，培养科学思维与科学探究能力，结合能源危机议题渗透科学态度与责任，助力学生构建电化学知识体系，提升解决实际问题的能力。

第 1 课时　电解的原理 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。 知识点一　电解的原理 电解熔融氯化钠实验 1.实验装置 2．实验现象 通电后，在石墨电极周围有　　　　产生，在铁电极上生成　　　　　　　。 3.实验分析 通电前 熔融氯化钠中存在的微粒是　　　　　，离子做无规则自由运动 通电后 Na＋移向　　　电极，Cl－移向　　　　电极 电极反应 铁电极：　　　　　　　　　　　，石墨电极：　　　　　　　　　　　 4.实验结论 熔融的氯化钠在电流作用下发生了　　　　　　，分解生成了　　　　　　。 归纳总结 1.电解 2.电解池 （1）概念：将电能转化为化学能的装置。 （2）构成条件 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。 3.电极与电极反应 阳极：与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应，溶液中阴离子移向此极。 阴极：与电源负极相连，得到电子，发生还原反应，溶液中阳离子移向此极。 4.电解池工作原理 （1）工作原理 （2）三个流向 ①电子流向：电源负极→导线→电解池的阴极，电解池的阳极→导线→电源正极； ②电流方向：电源正极→阳极→阴极→电源负极→电源正极； ③离子流向：阳离子→阴极，阴离子→阳极。 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．电流从负极流出，流入铁电极 B．石墨电极为正极，发生还原反应 C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠单质 D．装置中两个电极可以互换 2.（2026•北京高二期中）探究电解过程中离子迁移的规律，用石墨电极完成如下实验。 实验 现象 一段时间后，pH试纸上的图案 （）代表电极的位置） 下列分析不正确的是（　　） A．a处接电源正极 B．pH试纸Ⅰ的图案说明H＋的迁移比OH－的迁移快 C．pH试纸Ⅱ上发生迁移的离子主要是Na＋和S D．电极反应产生的H＋的物质的量：a处＞c处 知识点二　用惰性电极电解电解质溶液的规律 1.电解时电极产物的判断 2．离子放电顺序 （1）阴离子的放电顺序 （2）阳离子放电顺序 　从Na＋、N、S、Cl－、Cu2＋、Ba2＋、H＋、I－中选出适当的离子组成可溶性电解质，用惰性电极（石墨电极）对其溶液进行电解。 【交流讨论】 1.有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋；②Cl－、I－、S。电解时，移向阳极的离子是哪一组？离子放电的先后顺序是什么？移向阴极的离子是哪一组？离子放电的先后顺序是什么？ 2.若两极分别放出H2和O2，则符合条件的电解质有哪些？ 3.若阴极析出金属、阳极放出O2，则符合条件的电解质有哪些？ 归纳总结 电解规律（惰性电极） 电解质及类别 电极反应 电解物质 pH变化 溶液复原方法 电解 水型 硫酸 （含氧酸） 阳极：①酸、盐：2H2O－4e－4H＋＋O2↑ ②碱：4OH－－4e－O2↑＋2H2O 阴极：①酸：4H＋＋4e－2H2↑ ②碱、盐：2H2O＋2e－2OH－＋H2↑ H2O 减小 加入H2O NaOH （强碱） 增大 Na2SO4（活泼金属的含氧酸盐） 不变 电解 电解 质型 盐酸 （无氧酸） 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－H2↑ HCl 增大 通入HCl（g） CuCl2 （不活泼金属的无氧酸盐） 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－Cu CuCl2 — 加入CuCl2（s） 放H2生碱型 NaCl （活泼金属的无氧酸盐） 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－ NaCl、 H2O 增大 通入HCl（g） 放O2生酸型 CuSO4 （不活泼金属的含氧酸盐） 阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－2Cu CuSO4、 H2O 减小 加入CuO（s） 或CuCO3（s） 名师点拨 　　电解质溶液复原措施：一般加入含阳极产物元素和含阴极产物元素的化合物。 1.（2026•福建龙岩高二期中）某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置（C1、C2、C3均为石墨）。下列叙述不正确的是（　　） A．甲装置中是将化学能转化为电能，乙、丙装置中是将电能转化为化学能 B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应 C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片和铁片上放出的气体也相同 D．甲、丙中氢离子浓度都逐渐减小 2.如图为以惰性电极进行电解的装置。 （1）写出A、B、C、D各电极上的电极反应和总反应方程式： A：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， B：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 总反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； C：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， D：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 总反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在A、B、C、D各电极上析出的反应产物的物质的量之比为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.（2026•安徽亳州高二检测）某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（　　） A．电解过程中，铜电极上有H2产生 B．电解初期，主反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑ C．电解一定时间后，石墨电极上始终无铜析出 D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大 2.（教材改编）下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（　　） A．电解饱和食盐水　阴极：Na＋＋e－Na B．电解Na2SO4溶液　阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋ C．电解熔融NaCl　阴极：Na＋＋e－Na D．电解NaOH溶液　阳极：4OH－－4e－2H2O＋O2↑ 3.（2026•山东东营高二期中）用如图所示装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是（　　） 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 负极 AgNO3溶液 a管中电极反应式是4OH－－4e－O2↑＋2H2O C 正极 CuCl2溶液 a管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 4.（2026•河南焦作高二期中）氯化钴可用于电解制备金属钴，还可用作氨的吸收剂、防毒面具和肥料添加剂。某实验小组通过电解CoCl2溶液获得单质Co和较浓的盐酸，其工作原理如图所示。 已知：Co能与盐酸反应生成氢气。下列说法正确的是（　　） A．膜a是阴离子交换膜 B．生成0.5 mol Co，理论上Ⅰ室产生氧气8 g C．石墨电极电势低于Co电极 D．Ⅱ室、Ⅲ室合并后有利于Co的生成 5.根据如图所示装置，回答下列各问题： （1）甲池为　　　　（填“原电池”或“电解池”）装置。 （2）甲池反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差28 g，导线中通过　　mol电子。 （3）实验过程中，甲池左侧烧杯中N的浓度　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）其他条件不变，若用U形铜棒代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形铜棒称量，质量　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）若乙池中的某盐溶液是足量AgNO3溶液，则乙池中左侧Pt电极的电极反应为　　　　　　　　　　，工作一段时间后，若要使乙池溶液恢复原来浓度，可向溶液中加入　　　　　　　（填化学式）。 完成课后作业　第1章　第3节　第1课时 答案 第1课时　电解的原理 知识点一　 2.气泡　银白色金属　3.Na＋、Cl－　铁　石墨　2Na＋＋2e－2Na　2Cl－－2e－Cl2↑　4.化学变化　钠和氯气 对点训练 1.C　电流从正极流出，流入石墨电极，A项错误；石墨电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，B项错误；铁电极是阴极，Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠单质，C项正确；若两个电极互换，则铁电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2＋，Cl－不能失去电子，得不到Cl2，一段时间后Fe2＋在阴极得到电子生成Fe，D项错误。 2.D　a、c处试纸变红，说明溶液显酸性，即a、c电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，a、c为阳极；b、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，即b、d电极反应为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，b、d为阴极。a处电极为阳极，接电源正极，A正确；pH试纸Ⅰ的图案红色区域大于蓝色区域，说明H＋的迁移比OH－的迁移快，B正确；pH试纸Ⅱ上变色范围较小，则发生迁移的离子主要是Na＋和S，离子的定向移动形成电流，C正确；根据电路中电子守恒，则电极反应产生的H＋的物质的量：a处=c处，D错误。 知识点二　 1.电极材料　阴离子　阳离子 探究活动 交流讨论 1.提示：②，I－＞Cl－＞S。 ①，Cu2＋＞H＋＞Na＋。 2.提示：HNO3、H2SO4、NaNO3、Na2SO4等。 3.提示：Cu（NO3）2、CuSO4等。 对点训练 1.B　甲是原电池，可将化学能转化为电能，乙、丙是电解池，可将电能转化为化学能，A正确；乙中C1连电源正极是阳极，C2连电源负极是阴极，甲中锌是负极发生氧化反应，丙中铁是阴极发生还原反应，B错误；C1、C3极都是阳极，发生氧化反应，产生Cl2，铜片（正极）、铁片（阴极）都生成H2，C正确；甲中锌与硫酸中的H＋反应，H＋减小，c（H＋）减小，丙中阴极H＋放电，c（H＋）减小，D正确。 2.（1）Cu2＋＋2e－Cu　2Cl－－2e－Cl2↑　CuCl2Cu＋Cl2↑　Ag＋＋e－Ag　2H2O－4e－O2↑＋4H＋　4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑　（2）2∶2∶4∶1 解析：A、B、C、D各电极上分别发生如下反应：Cu2＋＋2e－Cu；2Cl－－2e－Cl2↑；Ag＋＋e－Ag；2H2O－4e－O2↑＋4H＋。由得失电子守恒可知在四个电极上析出的物质的物质的量之比为n（Cu）∶n（Cl2）∶n（Ag）∶n（O2）=2∶2∶4∶1。 【随堂演练】 1.B　铜电极和电源正极相连做电解池阳极，铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋，故铜电极上无H2产生，A错误；石墨电极为阴极，开始时，H＋浓度较大，故阴极电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，故电解初期，主反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，B正确；电解一段时间后，H＋浓度不断减小，由于阳极反应的发生使得Cu2＋浓度增大，故后期，石墨电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，电解一定时间后，石墨电极上会有铜析出，C错误；电解初期，H＋浓度较大，H＋放电，H＋浓度不断减小，后期Cu2＋放电，H＋浓度保持不变，故整个电解过程中，H＋的浓度先不断减小，随后基本保持不变，D错误。 2.A　电解饱和食盐水时，阴极应为H＋优先放电生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－（或2H＋＋2e－H2↑），A错误；电解Na2SO4溶液时，阳极水中OH－失电子被氧化为O2，电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，B正确；电解熔融NaCl时，阴极Na＋直接得电子生成Na，电极反应式为Na＋＋e－Na，C正确；电解NaOH溶液时，阳极OH－被氧化为O2，电极反应式为4OH－－4e－2H2O＋O2↑，D正确。 3.C　电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即a管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即a管中Cl－放电产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 4.B　电解装置工作时，Ⅰ室反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，Ⅲ室反应为Co2＋＋2e－Co，形成闭合回路，Ⅰ室中H＋移向Ⅱ室，Ⅲ室中Cl－移向Ⅱ室。故膜a为阳离子交换膜，A错误；由2Co~O2可知，生成0.5 mol Co，理论上Ⅰ室产生氧气0.25 mol，质量为0.25 mol×32 g•mol－1=8 g，B正确；石墨为阳极，Co为阴极，故石墨电极电势高于Co电极，C错误；根据已知Co能与盐酸反应生成氢气，Ⅱ室中为盐酸，故Ⅱ室、Ⅲ室合并后不利于Co的生成，D错误。 5.（1）原电池　（2）0.2　（3）变大　（4）不变　 （5）2H2O－4e－4H＋＋O2↑　Ag2O或Ag2CO3 解析：（1）铜与硝酸银溶液是可以自发进行的氧化还原反应，所以甲池为含盐桥的原电池。 （2）甲池的总反应为Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差28 g，则： Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag　两极质量差Δm　转移电子 64 g　　 　　 　 　216 g　　280 g　　　　2 mol 　　　　　　　　 　 　 　 　28 g　　　　　n 有=，解得n=0.2 mol，所以导线中通过 0.2 mol 电子。 （3）甲池中铜电极为负极，盐桥中的N移向负极，所以甲池左侧烧杯中N的浓度变大。 （4）其他条件不变，若用U形铜棒代替“盐桥”，甲池右侧烧杯变为原电池，铜是负极，电极反应为Cu－2e－Cu2＋；左侧烧杯变为电解池，左侧烧杯中右边铜棒是阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，所以U形铜棒右侧变细，左侧变粗，总质量不变。 （5）若乙池中的某盐溶液是足量AgNO3溶液，乙池中左侧Pt电极与原电池（甲池）的正极相连是电解池的阳极，电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，乙池中右侧Pt电极是阴极，电极反应是Ag＋＋e－Ag，工作一段时间后，若要使乙池溶液恢复原来浓度，可向溶液中加入Ag2O（或Ag2CO3） 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $