【学霸笔记：同步精讲】第四章 第二节 第1课时 电解原理(基础课) 课件--2026版高中化学人教版选必修1

(共63张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第四章　化学反应与电能
第二节　电解池
第1课时　电解原理(基础课)
素养 目标 1．从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。
2．建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解池的电极反应式和总反应式。
旧知 回顾 1．根据右图回答：
(1)电解水的化学方程式为_____________________。
(2)气体a为___，气体b为___。
(3)该装置的能量转化为____转化为______。
2H2O2H2↑＋O2↑
H2
O2
电能
化学能
旧知 回顾
PbSO4＋2e－===Pb＋
知识点一　电解原理
1．电解氯化铜溶液的实验探究
(1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。
实验现象 实验结论
电流表指针发生偏转 ____________________________
与负极相连的b极上逐渐覆盖一层________ __________
与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸____ __________
电解质溶液导电，形成闭合回路
红色物质
析出金属铜
变蓝
产生了氯气
(2)实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的离子有______________________，通电前这些离子在溶液中作自由运动。
②通电时在电场的作用下，溶液中自由运动的离子作________，即__________移向a极，__________移向b极。
Cu2+、Cl－、H＋、OH－
定向运动
Cl－、OH－
Cu2+、H＋
③a极接电源的正极，为电解池的阳极，电极反应式为______________________；
b极为电解池的阴极，电极反应式为___________________；
总反应的离子方程式为________________________。
④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的____过程。电极得失电子的过程叫做____。
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2+＋2e－===Cu
Cu2+＋2Cl－Cu＋Cl2↑
电解
放电
2．电解和电解池
(1)电解：使电流通过__________________________而在阳极、阴极引起________反应的过程。
(2)电解池：将____转化为______的装置。
(3)电解池的电极名称
阴极：与直流电源____相连的电极，发生____反应；
阳极：与直流电源____相连的电极，发生____反应。
(4)电解池的构成条件
①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。
电解质溶液(或熔融电解质)
氧化还原
电能
化学能
负极
还原
正极
氧化
微点拨
电解池工作原理图
电解池的阴、阳极的判断方法
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极。 (　　)
(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。 (　　)
(3)电解质溶液的导电过程就是电解过程，是化学变化。 (　　)
(4)电解时，所有阳离子移向阳极，阴离子移向阴极。 (　　)
(5)电解时，电子移动方向：负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极。 (　　)
×
√
√
×
×
√
2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。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．c极电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu
C　[根据电流方向可以判断a为正极，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，b为负极，d为阴极，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，A、B、D错误，C正确。]
3．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向以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
B　[根据电子流向可知，c电极是负极，d电极是正极，a电极是阴极，b电极是阳极，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，故B正确。]
知识点二　电解规律
1．放电规律
(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2+>Fe3+>Cu2+>
H＋(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H＋(水)>Al3+>Mg2+>Na＋>Ca2+>K＋。
(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而进入溶液中，其放电顺序：活泼金属阳极>S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。
微点拨
(1)活性电极一般指除Pt、Au以外的金属电极。
(2)电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
2．酸、碱、盐溶液的电解规律
用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，完成下表：
(1)电解H2O型
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阳极反应 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ____________________________
阴极反应 ____________________________ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 4OH－－4e－===
O2↑＋2H2O
2H＋＋2e－===
H2↑
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
刚开始一段时间pH变化 ____ ____ ____
复原加入物质 加入_____ 减小
增大
不变
H2O
(2)电解电解质型
电解质 HCl CuCl2
阳极反应 ______________________ 阴极反应 ____________________ ___________________
刚开始一段 时间pH变化 ____ ____
复原加入物质 _____ ______
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
Cu2+＋2e－===Cu
增大
增大
HCl
CuCl2
(3)电解质和水都发生电解型
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应 ______________________ __________________________
阴极反应 ____________________________ ___________________
pH变化 ______ ______
复原加入物质 ______ _____________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－===H2↑＋
2OH－
Cu2+＋2e－===Cu
增大
减小
HCl
CuO或CuCO3
微点拨
(1)电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
(2)电解池的阴极不管是惰性电极(Pt、石墨)还是活性电极，都是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。
(3)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大；若阴极为H＋放电，同时阳极为OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应为Na＋＋e－===Na。 (　　)
(2)Pt电极电解NaCl与CuSO4的混合液，首先放电的离子为Cl－和Cu2+。 (　　)
(3)铜作阳极电解稀盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑。 (　　)
√
√
√
(4)用惰性电极电解稀盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH均逐渐增大。 (　　)
(5)Pt电极电解NaCl溶液，可以加稀盐酸复原。 (　　)
(6)Pt电极电解足量CuSO4溶液，可以加复原。 (　　)
×
×
×
2．为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＋、、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________________________________________________。
HCl、CuCl2
HCl、CuCl2
(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________________________________________________。
Na2SO4、H2SO4
H2O
CuSO4、NaCl
CuO(或CuCO3)、HCl
[解析]　(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能是H＋、Cu2+，阴离子只能是Cl－，采用的电解质分别是HCl、CuCl2，若要恢复到电解前的状态，应加入适量HCl、CuCl2。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，采用的电解质是Na2SO4、H2SO4，若要恢复到电解前的状态，应加入适量H2O。
(3)若电解质是CuSO4，电解总反应为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，电解总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，若要恢复到原状态，可通入HCl。
随堂评估 知能落实
√
1．用石墨电极电解CuCl2溶液，装置如图所示。下列分析正确的是
(　　)
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的电极反应为Cu2+＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
√
2．下列关于电解的说法错误的是(　　)
A．用惰性电极电解CuCl2溶液后，溶液的浓度不变
B．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极附近的pH增大
C．同温同压下，用惰性电极电解足量NaOH溶液，阴、阳两极产生的气体体积之比为2∶1
D．可在电解池中实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，且Cu作阳极
A　[用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极氯离子失电子转化为氯气，阴极铜离子得电子被还原为铜单质，溶液中溶质减少，其浓度减小，A错误；用惰性电极电解饱和食盐水，阴极区水得电子发生还原反应生成氢气，溶液中产生氢氧根离子，导致阴极附近的pH增大，B正确；用惰性电极电解足量NaOH溶液，阳极溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气，其电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极水中氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，同温同压下，阴、阳两极产生的气体体积比等于其物质的量之比，为2∶1，C正确；可设计电解池阳极材料为铜，阴极材料为石墨等，电解液为稀硫酸，阳极铜失去电子发生氧化反应，阴极氢离子得电子生成氢气，可实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，D正确。]
√
3．用惰性电极电解等物质的量Na2SO4、AgNO3、KCl混合之后的溶液，最先从阴极和阳极上析出的物质分别是(　　)
A．H2和Cl2　　　　　 B．Ag和Cl2
C．H2和O2 D．Ag和O2
C　[混合后Ag＋与Cl－恰好完全反应生成AgCl沉淀，溶液中存在、、K＋、Na＋、H＋、OH－，根据放电顺序，H＋、OH－最先放电生成H2和O2，C正确。]
4．如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则：
(1)a电极为电源的________极。
正
(2)写出电极反应式：A极：_________________________________，
B极：___________________________________________________。
(3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入______________
__________，质量为_______________________ g。
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
Cu2+＋2e－===Cu
CuO(或CuCO3，
4.0(或6.2，与上一空对应)
合理即可)
[解析]　B极质量增加，则B极为电解池的阴极，发生还原反应，铜离子得到电子生成铜单质，阴极与电源的负极相连，因此b电极为电源的负极，a电极为电源的正极。A极为电解池的阳极，发生氧化反应，水失去电子生成氧气和氢离子。应补充氧化铜使电解质溶液恢复到原来状态，阴极析出的铜的质量为3.2 g，而氧化铜中铜的质量分数为80%，因此需要补充的氧化铜的质量为4.0 g。
数智分层作业(三十一)　电解原理
(分值：35分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．研究表明，月球上的土壤可用于制氧气，装
置如图所示。已知：熔融碱性金属氧化物能传导
O2-。下列说法正确的是(　　)
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A．该装置能将化学能转化为电能
B．电极B能使用Cu作电极
C．O2-移向电极A
D．该装置需要在高温条件下工作
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
2．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2+＋H2↑，则关于该装置的说法正确的是(　　)
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是盐酸
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C　[由于Cu＋2H＋===Cu2+＋H2↑是非自发的氧化还原反应，则不能为原电池，只能为电解池，铜作电解池的阳极，盐酸或稀硫酸作电解质溶液，不能用稀硝酸，稀硝酸作电解质溶液时反应生成氮氧化物，故C符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
3．如图为用直流电源电解Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。下列实验现象中错误的是(　　)
A．电解一段时间后溶质的物质的量浓度增大
B．停止通电后充分搅拌，整个溶液将显红色
C．逸出气体的体积，a电极的大于b电极的
D．将a电极换为Cu，实验现象相同
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
B　[电解硫酸钠溶液相当于电解水，则电解一段时间后，溶质浓度增大，故A正确；电解一段时间后，仍然是硫酸钠溶液，溶液呈中性，遇酚酞溶液不显红色，故B错误；a电极产生氢气，b电极产生氧气，转移相同电子数，产生氢气较多，故C正确；a电极为阴极，将石墨换为铜，不影响电极反应，故D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
4．下列各项装置中，工作一段时间后电解质溶液的成分及浓度均未改变的是(　　)
A．
B．
C．
D．
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[有外接电源，属于电解池，阳极上锌失电子，形成锌离子进入溶液，阴极上铜离子得电子，析出铜，则溶液中硫酸铜浓度减小，A错误；有外接电源，属于电解池，阳极上氢氧根离子放电，阴极上水电离出的氢离子放电，实际上是电解水导致溶液的体积减小，溶质的物质的量不变，则浓度增大，B错误；有外接电源，属于电解池，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电解HCl，所以溶液中溶质的物质的量减小，浓度也减小，C错误；有外接电源，属于电解池，阳极上铜失电子，阴极上铜离子得电子，所以溶液中溶质的物质的量不变，浓度也不变，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
5．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出，符合这一情况的是表中的(　　)
选项 a b X 溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A　[通电后发现a电极质量增加，金属阳离子在a电极上得电子，a电极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b电极是阳极，b电极处有无色无味气体放出，即溶液中OH－放电生成氧气，b电极必须是惰性电极，电解质溶液中的阴离子必须是OH－或含氧酸根离子。综上，A符合题意。]
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
6．(9分)某校化学兴趣小组同学，利用下列装置探究pH试纸上的微型电解。
题号
1
3
5
2
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8
7
9
(1)如图，取一条广泛pH试纸，浸润了饱和Na2SO4溶液后放置于玻璃片上，取两只回形针(铁制)夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、6 V电池连接好电路。
当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象：阳极回形针处很快出现大片红棕色；阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其pH约为13。
①如图，右端回形针为________极(填“阴”或“阳”)；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是__________________________(用电极反应式表示)。
②推测阳极回形针处出现的红棕色物质可能是______________(写化学式)。(4分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
阳
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
Fe2O3
(2)小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对pH试纸上的Na2SO4溶液电解，可见阳极与试纸接触处呈现________(填“红”或“蓝”)色圆点，电解饱和Na2SO4溶液的实质是__________________________
(用化学方程式表示)。当阴极产生1 mol气体时，可加_________(填物质的质量及其化学式)使溶液恢复。(5分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
红
2H2O2H2↑＋O2↑
18 g H2O
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[解析]　(1)该装置为电解池，右端回形针(铁制)与电源的正极相连作阳极，发生反应为Fe－2e－===Fe2+，再发生一系列反应生成红棕色物质Fe2O3；左端回形针与电源负极相连作阴极，发生反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。①右端回形针为阳极；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，使溶液中氢氧根离子浓度增大，阴极附近呈碱性，试纸变为蓝紫色。②阳极回形针处出现的红棕色物质可能是Fe2O3。
题号
1
3
5
2
4
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8
7
9
(2)小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对pH试纸上的Na2SO4溶液电解，实质是电解水：2H2O2H2↑＋O2↑，阳极水电离的氢氧根离子发生反应生成氧气，氢离子浓度增大显酸性，使其与试纸接触处呈现红色圆点。当阴极产生1 mol气体时，可加18 g H2O使溶液恢复。
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
7．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量，下列叙述正确的是(　　)
A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．F表示反应生成O2的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．E表示反应消耗H2O的物质的量
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
BD　[由图甲可得Cu为阴极，C为阳极，电解质溶液为溶液，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，各物质及电子转移关系为2H2O～2Cu～2H2SO4～O2～4e－，再根据图乙，推知E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物质的量，F表示O2的物质的量。]
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
8．某溶液中含有两种溶质CuSO4和NaCl，它们的物质的量之比为2∶1，用石墨作电极电解该混合溶液时，下列叙述不正确的是(　　)
A．阳极先析出Cl2后析出O2
B．阳极析出Cl2时，阴极析出的一定只有Cu
C．电解最后阶段为电解水
D．电解最后阶段溶液中pH会增大
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[阴离子放电能力：Cl－>OH－，故阳极上先析出Cl2，假设NaCl的物质的量是1 mol，CuSO4的物质的量是2 mol，当Cl－放电完全时，转移
1 mol电子，阳离子放电能力：Cu2+>H＋，阴极先发生反应：Cu2+＋2e－===Cu，Cu2+放电完全时要转移4 mol电子，故Cl－放电完全时，只有四分之一Cu2+放电产生Cu单质，因此阳极析出Cl2时，阴极析出的一定只有Cu，A和B均正确；电解最后阶段，Cl－、Cu2+放电完全，OH－、H＋放电，OH－、H＋是水电离产生的，故电解最后阶段为电解水，C正确；电解最后阶段为电解水，导致电解产生的硫酸浓度增大，溶液酸性增强，则溶液pH会减小，D错误。]
题号
1
3
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2
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9
9．(8分)由于极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料为________，该电极的电极反应式为_______________。(3分)
(2)若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是________(填字母，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是________。(2分)
A．纯水　　　　　　　　　 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
题号
1
3
5
2
4
6
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7
9
Fe(或铁)
Fe－2e－===Fe2+
C
B
(3)液体c为苯，其作用是_______________________________。(1分)
(4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是________(填字母)。(2分)
A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源电压
C．适当降低电解液温度
题号
1
3
5
2
4
6
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7
9
隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化
B
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[解析]　(1)铁作阳极与电源的正极相连，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+。(2)若要在电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴极的反应式应该为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，可选择氯化钠溶液。(3)Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。(4)适当增大电源电压，反应速率增大，同时离子的迁移速率也增大，能尽早看到白色沉淀。
谢 谢！