专题1 第二单元 第四课时 电解池的工作原理（学习讲义）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理学生用书word（苏教版）

本讲义聚焦电解池工作原理及电解规律核心知识点，从熔融氯化钠、饱和食盐水等案例切入，构建“构成条件-电极反应-离子移动”原理支架，延伸至电解产物判断、四种电解类型等规律总结，形成从具体到抽象的学习脉络。 资料特色在于融合科学探究与实践，通过电解氯化铜溶液等实验活动引导学生观察现象、分析原理，培养证据推理能力。结合pH变化口诀、溶液复原方法等归纳总结及对点训练，课中助力教师实验教学，课后帮助学生巩固知识，落实化学观念与科学思维。

第四课时　电解池的工作原理 1.了解电解池的工作原理。 2.充分利用电解熔融态氯化钠和电解饱和食盐水等案例素材，提高对电解池工作原理的认识。 3.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 知识点一　电解池的工作原理 1.电解熔融态氯化钠的原理分析 （1）电解熔融态氯化钠原理图 （2）电解过程 ①通电前 熔融NaCl中存在的微粒有　　　　　　　　，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　　　极，Cl－移向　　　极。 电极上发生的反应： 阴极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，发生　　　　反应； 阳极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，发生　　　　反应。 （3）分析结论 熔融的NaCl在　　　　　　作用下发生了　　　　　　　，分解生成了　　　　和　　　　。 电解反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.电解和电解池 （1）电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生　　　　　　和　　　　　　的过程。 （2）电解池 概念 将　　　　转化为　　　　的装置 构成条件 ①直流电源 ②两个 电极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路 电极反应 阳极：发生氧化反应 阴极：发生还原反应 电子流向 阳极→电源正极，电源负极→阴极（电流方向与电子流向相反） 离子移动方向 阳离子→阴极，阴离子→阳极 【教材挖掘】 　教材叙述了电解池的定义及工作原理，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如图中，请判断a电极为电解池的什么电极？Q离子属于阳离子还是阴离子？ 如图所示，U形管中装有氯化铜溶液，插入两根石墨棒作为电极，接通直流电源，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 【交流讨论】 1.实验现象 实验现象 实验结论 与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层　　　　 与正极相连的石墨棒上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸　　　　 2.原理探究 （1）通电前，CuCl2溶液中存在的离子有　　　　　　　　　　　。 （2）通电时，在电场的作用下，溶液中的离子进行定向移动，即　　　　趋向阳极，　　　趋向阴极。 3.电极反应式及总反应离子方程式 阳极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（发生　　　　反应）； 阴极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（发生　　　　反应）； 总反应离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.结论 CuCl2溶液导电的过程就是CuCl2　　　　的过程，就是在阳、阴两极发生氧化还原反应的过程。 归纳总结 1.电解原理示意图 2.电解池阴、阳极的判断方法 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 2.某同学将电解池工作时的电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，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 题后点拨 分析电解池需关注的三点 （1）分清两极 与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。 （2）记住两极反应 阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 （3）明确电荷移动方向 电解质溶液（或熔融电解质）中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；外电路（导线）中电子由阳极流出，阴极流入。 知识点二　电解规律 1.电解时电极产物的判断 2.用惰性电极电解电解质溶液的四种类型 类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质溶液浓 度变化 pH 电解质溶液复原 电解水型 阴极：2H＋＋2e－H2↑ 阳极：4OH－－4e－2H2O＋O2↑ NaOH H2O 增大 增大 加水 H2SO4 H2O 增大 减小 加水 Na2SO4 H2O 增大 不变 加水 电解质分 解型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 通HCl CuCl2 电解质 减小 — 加CuCl2 放氢生碱型 阴极：H2O放出H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 KCl 电解质和水 生成新电解质 增大 通HCl 放氧生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放出O2生成酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加CuO或 CuCO3 　阳极用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液。 【交流讨论】 1.若A为Na2SO4溶液，并滴入几滴石蕊试液，阳极反应为　　　　　　　　　　　　　，阳极区溶液显　　　色，阴极反应为　　　　　　　　　　　　，阴极区溶液显　　　色，总反应为　　　　　　　　　　　　　　　；电解后搅拌溶液，溶液显　　　　色，为使溶液复原，应补加　　　　。 2.若A为CuSO4溶液： （1）电解时阳极生成　　　，阴极生成　　　，电解一段时间后，加入　　　　可使溶液复原。（2）若加入0.1 mol CuO可使溶液复原，则电解过程中转移的电子为　　　　mol。 （3）若CuSO4完全消耗后，继续通电，溶液还可以被电解吗？原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、S、Cl－5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解： （1）以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是　　　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　　　　　。 归纳总结 1.电解后溶液中生成酸或碱的判断 （1）若电解产物只有H2而无O2，则阴极周围生成碱。 （2）若电解产物只有O2而无H2，则阳极周围生成酸。 （3）若电解产物既有O2又有H2，且二者物质的量之比为1∶2，则实质是电解水，电解过程中阳极生成酸，阴极生成碱，最终溶液中还是原溶质。 2.电解常见电解质溶液pH变化的判断（口诀） 只放氢pH升，只放氧pH降；放氢放氧浓度增（饱和溶液除外），无氢无氧自牺牲。 3.溶液复原的分析方法 用惰性电极电解电解质溶液时，要使电解后溶液恢复原状态，加入的物质应由电解过程中从溶液中逸出或析出（以气体或固体形式脱离电解质溶液）的物质决定。应遵循“出来什么加什么，出来多少加多少”的原则，一般加入阴极产物和阳极产物化合得到的物质。 1.用惰性电极电解下列足量溶液，一段时间后，溶液的pH变小的是（　　） A．HCl B．NaOH C．AgNO3　　 D．Na2SO4 2.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（　　） A．CuCl2（CuSO4）　 B．NaOH（NaOH） C．NaCl（HCl）　　 D．CuSO4［Cu（OH）2］ 3.在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是（　　） A.1.12 L H2　　 B.1.12 L O2 C.2.24 L H2　 D.2.24 L O2 1.（教材改编题）下列有关电解的说法错误的是（　　） A．电解池中与负极相连的是阴极，与正极相连的是阳极 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池工作时，电极本身不会参加电极反应 2.下列选项中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是（　　） A．HCl、CuCl2、Ba（OH）2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba（OH）2 D．NaBr、H2SO4、Ba（OH）2 3.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。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 4.用石墨作电极电解下列溶液。 ①稀硫酸　②K2SO4溶液　③CuCl2溶液　④CuSO4溶液　⑤KOH溶液 （1）阴、阳极都有气体产生，且体积比（相同条件下）为2∶1 的是　　　　　（填序号），其电解反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）阴、阳极都有气体产生，其中溶液酸性增强的是　　　　　　（填序号）。 （3）一个电极析出金属，另一个电极逸出刺激性气味气体的是　　　　（填序号），其阳极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 完成课后作业　专题1　第二单元　第四课时 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四课时　电解池的工作原理 知识点一 1.（2）①Na＋、Cl－　②阴　阳　2Na＋＋2e－2Na　还原　2Cl－－2e－Cl2↑　氧化　（3）直流电　氧化还原反应　Na　Cl2　2NaCl2Na＋Cl2↑　2.（1）氧化反应　还原反应　（2）电能　化学能 教材挖掘 提示：根据电子流向知，c是负极、d是正极、a是阴极、b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，则Q是阳离子、P是阴离子。 探究活动 交流讨论 1.提示：红色物质　析出金属铜　变蓝　产生了氯气 2.（1）提示：Cu2＋、Cl－、H＋、OH－ （2）提示：Cl－、OH－　Cu2＋、H＋ 3.提示：2Cl－－2e－Cl2↑　氧化　Cu2＋＋2e－Cu　还原　Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ 4.提示：电解 对点训练 1.C　根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极上铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，c电极上氯离子失去电子变为氯气，因此氯离子浓度减小。 2.B　根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极。电解时，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，B正确。 知识点二 探究活动 交流讨论 1.提示：2H2O－4e－O2↑＋4H＋　红　2H2O＋2e－H2↑＋2OH－　蓝　2H2O2H2↑＋O2↑　紫　H2O 2.（1）提示：O2和H2SO4　Cu　CuO（或CuCO3） （2）提示：0.2 （3）提示：可以，因为CuSO4溶液完全反应后生成H2SO4溶液，通电可以继续被电解 3.（1）提示：以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋或Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质是HCl或CuCl2。 （2）提示：实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，其电解质是Na2SO4或H2SO4。 （3）提示：若电解质是CuSO4，2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；若电解质是NaCl，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。 对点训练 1.C　A项，电解HCl溶液，电解的是HCl，溶液pH增大；B项，电解NaOH溶液，实际是电解水，溶液pH增大；C项，电解AgNO3溶液，是放氧生酸型电解，溶液pH减小；D项，电解硫酸钠溶液实际是电解水，溶液pH不变。 2.C　A中电解CuCl2溶液时，损失了Cu和Cl两种元素，加入CuSO4不能弥补Cl－，而且多了S，错误；B中电解NaOH溶液的实质是电解水，故应加入适量水才能复原，错误；C中电解NaCl溶液时，NaOH仍留在原溶液中，H2、Cl2逸出，则损失了H、Cl两种元素，且物质的量之比是1∶1，故应通入适量HCl气体，正确；D中电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，脱离反应体系的物质是“2Cu和O2”，相当于“2CuO”，故应加入适量CuO或CuCO3，错误。 3.D　溶液中有Cu2＋、H＋、S、OH－四种离子，得电子能力：Cu2＋＞H＋，失电子能力：OH－＞S，阴极发生的反应为2Cu2＋＋4e－2Cu，阳极发生的反应为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n（Cu）＝＝0.2 mol，n（O2）＝0.1 mol，在标准状况下其体积为2.24 L，D正确。 【随堂演练】 1.D　如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 2.C　A中，2HClCl2↑＋H2↑，CuCl2Cu＋Cl2↑，不符合题意；B中，2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，不符合题意；D中，2NaBr＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Br2，不符合题意。 3.D　a电极为阴极产生氢气，b电极为阳极产生氧气，逸出气体的体积：a电极大于b电极，A、B错误；a电极氢离子放电，a电极周围还有大量的氢氧根离子，使a电极附近的石蕊溶液变为蓝色，b电极氢氧根离子放电，b电极周围还有大量的氢离子，使b电极附近的石蕊溶液变为红色，C错误，D正确。 4.（1）①②⑤　2H2O2H2↑＋O2↑ （2）①　（3）③　2Cl－－2e－Cl2↑ 解析：（1）电解水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，两极都有气体产生，且体积比（相同条件下）为2∶1，电解①②⑤时，均相当于电解水，电解反应式为2H2O2H2↑＋O2↑。（2）电解①②⑤时，两极都有气体产生，电解③④时，阴极Cu2＋放电，没有气体产生，①溶液的浓度增大，pH变小；②溶液的浓度增大，pH不变；⑤溶液的浓度增大，pH变大。（3）电解③④时，阴极都是Cu2＋放电，析出金属铜，③中阳极上Cl－放电产生的氯气有刺激性气味；④中阳极上OH－放电产生的氧气无刺激性气味。 学科网（北京）股份有限公司 $