师：同学们好，今天我们将一起来学习选修四第四章第三节电解质的内容。前面几节课我们学习了原电池，先来复习一下，请大家写出右图原电池的电极反应和电池的总反应。
分析后，我们不难发现锌是这个原电池的负极，它失去电子变成锌离子；而石墨是正极，溶液中的铜离子得到电子生成铜单质。两级相加，得出电池的总反应是锌和铜离子反应，生成锌离子和铜单质。这就是之前学习的原电池，是一个把化学能转变为电能的装置。
那么大家设想一下，如果把锌电极也换成石墨，还是原电池装置吗？我们发现它不存在自发的氧化还原反应，不再是原电池。那继续设想，如果外加直流电源会出现什么样的现象呢？下面我们一起来看一个实验视频——氯化铜溶液的电解实验。
将U型管固定在铁架台的铁夹上，在U型管中注入氯化铜溶液，插入两根石墨棒做电极。与直流电源正极相连的叫阳极，与直流电源负极相连的叫阴极。接通直流电源，观察U型管内的现象，把湿润的淀粉碘化钾试纸放在与直流电源正极相连的电极附近，观察试纸颜色变化。切断电源，取出阴极石墨棒观察现象。
可以看到，阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体，阳极石墨棒上有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变成蓝色。
师：刚才的实验装置如图所示。在实验中，连接电源正极的阳极石墨棒上有气泡产生，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，根据试纸变色，我们判断产生了氯气；连接电源负极的阴极石墨棒上有红色固体析出，我们判断析出了铜。大家思考一下，氯化铜溶液通电为什么会产生铜和氯气呢？氯化铜在溶液中电离出铜离子和氯离子，在通电前它们自由移动，通电时在电极作用下改为定向移动，铜离子移向阴极，氯离子移向阳极。当离子到达电极时，铜离子得到由电源负极传递过来的电子生成铜单质，氯离子在阳极失去电子变成氯气。它失去的电子通过导线回到电源正极，因此电子在外电路、离子在内电路的定向移动共同构成了一个完整的闭合回路。
我们将铜离子得到电子生成铜单质、氯离子失去电子生成氯气的过程都称之为放电，这个放电过程可以用电极反应式来表示。将两个电极反应式相加，就可以得出这个过程的总反应，即铜离子和氯离子生成了铜和氯气。通过电子的得失，我们不难分析，在阴极发生的是还原反应，在阳极发生的是氧化反应，而这是一个由电流引起的氧化还原反应，这就是我们今天要学习的电解。一起来看一下电解的概念：电解就是使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。这个装置我们称之为电解池，也叫电解槽，就是借助于电流引起氧化还原反应的装置，同时将电能转化为化学能。
那我们再来思考这样一个问题，构成一个电解池需要什么样的条件呢？借助刚才的装置，一同来分析一下电解池的构成条件。首先需要有一个直流电源；第二需要有两个电极，连接电源正极的称之为阳极，连接电源负极的称之为阴极；第三需要有电解质溶液或熔融态的电解质，因为我们需要有可以自由移动的离子；最后和原电池的构成一样，需要整体形成一个闭合的回路。当通电后，阳离子会趋向于阴极发生还原反应，阴离子则会趋向阳极发生氧化反应。电解的过程就是借助于电流引起氧化还原反应的过程，促使电解质溶液中的阴阳离子发生定向移动，所以电解质溶液导电的过程其实就是电解质溶液电解的过程。
师：思考这样一个问题，在氯化铜溶液中是不是只有铜离子和氯离子呢？在之前的学习中我们了解到，水是极弱的电解质，存在微弱电离，也可以产生极少量的氢离子和氢氧根离子。氢离子和氢氧根离子也会发生定向移动，那么为什么阴极是铜离子放电而不是氢离子？为什么是氯离子放电而不是氢氧根离子呢？其实两极反应的本质就是氧化反应或还原反应，通电时阳离子均移向阴极得到电子发生还原反应，阴离子则移向阳极失去电子发生氧化反应。所以在两极是谁发生反应，取决于它们得电子或失电子能力的相对大小。下面我们就来了解一下常见离子的放电顺序。
我们首先来看阴极，阳离子放电，氧化性强的首先放电。这是大家非常熟悉的金属活动性顺序表，我们知道金属越活泼，其单质的还原性越强，而对应的阳离子的氧化性越弱；越不活泼的金属，其对应的阳离子氧化性就越强。所以当溶液中存在铜、汞、银三种金属所对应的阳离子时，它们的放电能力最强，会首先放电，以单质形式析出。
当溶液中存在氢之前的活泼金属阳离子时，因为水溶液中存在水电离出的氢离子，一般是氢离子放电产生氢气。这里要特别提出三价铁离子，三价铁离子的氧化性强于氢离子，所以它会先于氢离子放电，但是氢离子的氧化性强于亚铁离子，所以三价铁离子放电生成亚铁离子，而不是铁单质。
对于特别活泼的金属所对应的阳离子，如钾、钙、钠、镁、铝，它们在溶液中一般不会放电。还要提醒一下，锌、亚铁离子、氢离子和铅离子等中等活泼金属阳离子，当它们的浓度远远大于氢离子时，会先于氢离子放电，所以放电能力和浓度有一定关系。以上是阴极的放电顺序。
而在阳极则是阴离子放电，还原性强的先放电。我们来了解一下常见阴离子的放电顺序。当溶液中存在硫离子、碘离子、溴离子、氯离子时，它们会按照顺序依次放电，一般生成对应的单质形式。当溶液中存在硫酸根、硝酸根等含氧酸根离子或氟离子时，它们一般不放电，因为溶液中存在水电离出的氢氧根离子，其还原性更强，所以是氢氧根离子放电生成氧气，这就是其放电的电极反应式。
掌握了常见阳离子的氧化性和常见阴离子的还原性的相对强弱，我们就可以判断电解时溶液中是哪种离子先放电，从而正确地书写电极反应式，判断两极电解产物。下面我们就以石墨为电极，电解下列溶液，一同来分析一下溶液中的放电情况。
首先来看硫酸铜溶液。在硫酸铜溶液中存在铜离子、氢离子、硫酸根离子和氢氧根离子，通电时，铜离子和氢离子移向阴极，铜离子的放电能力强于氢离子，所以铜离子得到电子变成铜单质；同时硫酸根离子和氢氧根离子移向阳极，因为氢氧根离子的放电能力强于硫酸根离子，所以氢氧根离子失去电子生成水和氧气。在考虑总反应时，因为电子守恒，我们将阴极的电极反应做出调整之后，再考虑到阳极的氢氧根离子来自于水的电离，需要写成水的形式，因此将阳极的电极反应式也做出调整，二者相加就可以得出这个的总反应。我们发现硫酸铜和水均参与了电解，生成了铜、氧气和硫酸。
我们再来看氯化氢溶液，在氯化氢溶液中存在氢离子、氯离子和氢氧根离子。通电时，氢离子在阴极得到电子生成氢气，氯离子和氢氧根离子趋向于阳极。因为氯离子的放电能力强于氢氧根离子，所以氯离子失去电子生成氯气。两级反应相加，便可得出这个溶液电解时的总反应是氯化氢自身电解生成了氢气和氯气。
我们再来看溴化钾溶液的电解情况，在溴化钾溶液中存在钾离子、氢离子、溴离子和氢氧根离子四种离子。通电时氢离子和钾离子趋向于阴极，因为氢离子的放电能力强于钾离子，所以氢离子得到电子生成氢气；溴离子和氢氧根离子趋向于阳极，因为溴离子的放电能力强于氢氧根离子，所以由溴离子失去电子生成了溴单质。在考虑总反应时，因为阴极放电的氢离子来自于水的电离，需要写成水的形式做出调整后两级相加，便得出了这个反应的总反应。溴化钾和水均参与了电解，生成氢氧化钾、氢气和溴。
师：根据上面三个溶液的分析，大家掌握电解质溶液的放电规律了吗？下面我们再来通过几个练习巩固一下。我们再来看一下氢氧化钠溶液的放电情况。氢氧化钠溶液中存在钠离子、氢离子和氢氧根离子，通电时钠离子和氢离子移向阴极，因为氢离子的放电能力强于钠离子，所以氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子则在阳极放电，失去电子生成水和氧气。在考虑总反应时，根据电子守恒，将氢离子放电的电极反应式计量数做出调整后二者相加，会发现阴极4摩尔的氢离子，阳极4摩尔的氢氧根离子参与放电，其实就是4摩尔的水参与了放电。但是因为生成物有两摩尔的水，经过处理后得出该反应的总反应是两摩尔的水在电解生成了氢气和氧气。也就是说氢氧化钠溶液放电其实是溶剂水在放电。