高二化学选修4 电解池的工作原理1 课件.ppt

电解池的工作原理 你知道吗 常温下 金属钠与氯气能发生反应 放出大量的热 金属铝也能在常温下与氧气发生反应 工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝 你知道工业生产中是如何实现此过程的吗 上述过程中发生了什么形式的能量转化 交流与讨论 以电解熔融态的氯化钠制取钠1 通电前和通电后 熔融态氯化钠中钠离子和氯离子的运动有何差异 请用箭头表示钠离子和氯离子的运动情况 2 通电后电极表面分别发生了什么化学反应 请写出两电极上发生反应的电极反应式 阳极 阴极 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 电解知识小结 阳极 阴极 失电子 得电子 氧化反应 还原反应 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 通电2nacl 2na cl2 1 电解 2 电解池 电能转化为氧化还原反应的化学能 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 3 形成电解池的条件 与电源相连的两个电极 电解质溶液或熔化的电解质 含有直流电源的闭合回路 4 电极的判断 阴极 与电源负极相连 电子流入 发生还原反应 阳极 与电源正极相连 电子流出 发生氧化反应 阴极 阳极 思考 刚才讨论了电解熔融盐的情况 电解质溶液又会如何发生反应 以电解氯化铜溶液为例加以分析 1 金属导电和电解质溶液的导电是否一样 2 在氯化铜溶液中存在哪些离子 当通电时 这些离子在电场作用下分别向哪个电极移动 3 这些离子在电极上可能发生什么反应 请写出相应的电极反应式 现象 电流表指针发生偏转 与电源正极相连的电极上有气泡析出 与电源负极相连的电极上有红色物质析出 阴极 cu2 2e cu 阳极 2cl 2e cl2 练习 分析在阴阳两极哪些物质可能发生反应 物质在电解池的阴阳两极发生反应的过程也称为放电 并根据化学方程式写出电极反应式 2nacl 2h2o h2 cl2 2naoh 通电 电解饱和食盐水的化学方程式 1 电解饱和食盐水 碳棒 铁棒 h2 cl2 示意图 通电后有新的气体物质生成 有氢气生成 有碱性物质生成 有氯气生成 上述装置的弱点 1 h2和cl2混合不安全2 cl2会和naoh反应 会使得到的naoh不纯 2 在工业生产中 电解食盐水常在电解槽中进行 阳离子交换膜电解槽 氯碱工业 离子膜法 制饱和nacl 淡盐水 cl2 h2 naoh溶液 h2o含少量naoh cl cl2 h oh na na 交换膜 b阳离子交换膜的作用 能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2相混合而引起爆炸 能避免cl2和naoh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量 应用 根据上述原理 请自己设计一个装置制取家庭消毒液 讨论 当一个电极存在多种可能放电的离子时 为什么不是大家共同放电 而往往只有一种离子放电 你认为放电能力与什么因素有关 5 电解时离子放电顺序 影响离子放电的因素 离子的放电顺序 阴极 阳离子放电 得电子能力强先放电 ag hg2 fe3 cu2 h2 pb2 sn2 fe2 zn2 阳极 阴离子放电或电极放电 失电子能力强先放电 s2 i br cl oh 含氧酸根离子 若阳极是活泼金属 金属活动顺序表ag以前 溶液中的阴离子一律不放电 而是电极材料失电子 若阳极是惰性 pt au 石墨 则放电顺序如下 练习 电解质溶液中含有k so42 oh 少量 cu2 h 少量 1 用两个石墨棒作电极电解 开始时阳极上电极反应式是 阴极上电极反应式 2 改用两个铜棒作电极电解时 则阳极变化是 阴极上的电极反应式是 4oh 4e 2h2o o2 cu2 2e cu cu 2e cu2 cu2 2e cu 练习 写出用石墨为电极电解下列溶液的电极反应式 1 cuso4阴极 阳极 2 hcl阴极 阳极 cu2 2e cu 4oh 4e 2h2o o2 2h 2e h2 2cl 2e cl2 思考题 从h cu2 na so42 cl 五种离子中选取一些恰当地组成电解质 按下列要求进行电解 1 以碳棒为电极 使电解质质量减小