电解池工作原理.ppt

电解池,你还记得吗？,形成原电池的条件,1活泼性不同的两个电极；2电解质溶液；3形成闭合电路；4能自发进行氧化还原反应。,原电池的定义：,化学能转化成电能的装置,原电池的两极,正极,负极,原电池中电子的流动方向,负极,正极,e-,原电池,原电池的工作原理,通电分解水的简易装置,H2,O2,阴极,阳极,你还记得吗,通电后可以观察到什么现象,通电后电极上出现了气泡，一段时间后与电源正负极连接的试管中气体的体积比大约为1：2。,你能写出电极反应式和总反应式吗,阴极：,阳极：,4H+4e-=2H2,4OH-4e-=O2+2H2O,电解CuCl2溶液实验装置图,CuCl2溶液,CuCl2溶液,原电池,电解池,观察：通电前：溶液中存在哪些离子；离子如何运动,通电后：离子如何运动,阴极碳棒上有红色固体析出；阳极碳棒上有刺激性气味，能够使湿润的碘化钾淀粉试纸变色的气体产生。,现象：,电解CuCl2溶液实验,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,Cu2+2e-=Cu,（氧化反应）,（还原反应）,总反应：,Cu2+2Cl-=Cu+Cl2,电极反应式：,电解装置：,电解池,电解池：把电能转化为化学能的装置。（电解槽）,理论分析,向氯化铜溶液中通入直流电,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考3：在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？,Cl-Cl2OH-O2,阴极区：,Cu2+CuH+H2,阳极区：,CuCl2Cu2+2Cl-,H2O=H+OH-,阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH-,Cu2+H+向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动,既然溶液中含有Cu2+、H+、Cl-、OH-等离子，那为什么通电后发生的反应只生成Cu和Cl2？,放电顺序：,阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,金属S2IBrClOH(水)NO3SO42F,阳极：还原性强的离子先失电子,Ag+Hg2+Cu2+H+(水)Pb2+Fe2+Na+Ca2+K+,电解原理,电解：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。,通电前,通电后,通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl移向阳极失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl2e=Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）,电解原理,电离与电解的比较,电解质溶于水或熔化状态下,电解质电离后，再通直流电,电解质解离成为自由移动的离子,CuCl2=Cu2+2Cl,阴、阳离子定向移动，在两极上得失电子成原子或分子,只产生自由移动的离子,发生氧化还原反应，产生新物质,电解必须建立在电离的基础上,原电池与电解池的比较,一般是惰性电极（CPtAu）,活泼性不同的金属或导电非金属,阴极,阳极,负极,正极,活泼性较强的金属,活泼性较弱的金属或C,氧化反应,还原反应,电子流出,电子流入,与电源负极相连,与电源正极相连,电子流入,电子流出,还原反应,氧化反应,电能转化为化学能,化学能转化为电能,反应不能自发进行,反应能自发进行,阳离子靠近,阴离子靠近,阳离子靠近,阴离子靠近,构成电解池的条件：,直流电源,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质,4,电极反应式、电解方程式的书写：,例：,写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，,方法,阴极：,阳极：,、最后使得失数相等，两极反应相加得总方程式；,阴极：,阳极：,4OH4eO2+2H2O,2Cu2+4e2Cu,OHSO42,H+Cu2+,H2OH+OH,CuSO4Cu2+SO42,、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：,、然后写电极反应式：,2CuO2+4H+,或2CuSO4+2H2O,（电解化学方程式）,2CuO2+2H2SO4,2Cu2+2H2O,（电解离子方程式）,总结,电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解电解电解质型：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如HCl、CuCl2）溶液的电解电解质和水同时被电解型A、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、MgBr2)溶液的电解B、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解,用惰性电极电解电解质溶液的规律,练习：完成下列溶液的电极反应(以石墨为电极电解),硫酸溶液：盐酸：NaOH溶液:CuBr2溶液：KCl溶液：CuSO4溶液：Na2SO4溶液：,练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。AgNO3溶液,试一试,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或(4H2O=4H+4OH-）阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+,电解原理的应用,1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气(氯碱工业),阴极：,阳极：,2H+2e-=H2,或2H2O+2e-=H2+2OH-,2Cl-+2e-=Cl2,总反应：,立式隔膜电解槽电解食盐水示意图,2.电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。,、电镀池形成条件,、镀件作阴极,、镀层金属作阳极,、含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,3、铜的电解精炼,、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液进行电解,阳极：Zn2eZn2+Fe2eFe2+Ni2eNi2+Cu2eCu2+,阴极：Cu2+2eCu,4、电冶金,原理:,Mn+ne-=M,电解熔融的NaCl:,阴