电解池的工作原理及应用.ppt

1、电解池的工作原理及应用,在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能想起我们已学过的化学课程里涉及到的用电解反应来制取新物质的例子吗？,你知道吗？,电解水,水,H2、O2,2H2O 2H2 +O2 ,电解食盐水,H2O、NaCl,NaOH 、 H2 、 Cl2,2NaCl +2H2O 2NaOH +H2 + Cl2 ,电解融熔 氯化钠,NaCl,Na、 Cl2,2NaCl 2Na+ Cl2 ,电解融熔 氧化铝,Al2O3,Al 、 O2,2Al2O3 4Al +3 O2 ,举例说明：,在U形管中加

2、入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。,（1）接电源负极的石墨棒上有 ， 电极反应为。 （2）接电源正极的石墨棒上有 ， 电极反应为。 （3）电解反应的化学方程式。 （4）在上述电解反应中，被氧化的物质是， 被还原的物质是。 （5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液， 有什么不同？为什么？,有红色物质析出,Cu2+ + 2e- Cu,有黄绿色气体放出,2Cl- - 2e- Cl2 ,CuCl2 Cu + Cl2 ,CuCl2,CuCl2,因参与电解的微粒不同。,构成电解池需要什么条件？,与外加电源相连的两个电极 有电解质溶液 形成闭合回路,电解原理及电解池

3、,1.电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质， 在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。,2.电解池:把 电能转化为化学能的装置叫电解池。,3.电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。 与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。,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,4. 电极的判断,5. 电子、离子的流向,电子从阳极通过电源流向阴极 阳离子在电解质溶液中移向阴极 阴离子在电解质溶液中移向阳极,比较原电池与电解池的异同点。,化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应,将电能转变成化学能的装

4、置。非自发的氧化还原反应,活动性不同两电极 电解质溶液 形成闭合回路,两电极接直流电源 电极插入电解质溶液 形成闭合回路,负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等),阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连,负极：氧化反应 正极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 A B C D,1.下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ）,B,C D,原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源,跟踪习题,2.分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,跟踪习题,（2）活泼金属的冶炼,总反应式 : 2NaCl 2Na+Cl2,总反应式 : MgC

5、l2 Mg+Cl2,总反应式 : 2Al2O3 2Al+3O2,（1）氯碱工业电解饱和食盐水,钠的制取 镁的制取 铝的制取,6.电解原理的应用,实验现象,阳极：,铜变小,有红色固体产生,反应方程式,Cu2e- Cu2+,Cu2+2e-Cu,注：电镀液的组成及酸碱性不会变化,（3）电镀,阴极：,电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。,阴极：待镀金属制品 阳极：镀层金属 电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液,电镀池的形成条件,（3）电镀,粗铜,纯铜,电解精炼铜的原理示意图：,纯铜作阴极，粗铜作阳极；,e-,e-,硫酸铜溶液作电解液,（4）铜的电解精炼

6、,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溶液为电解质溶液进行电解,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu,长时间电解后必须补充电解液,阳极:先看电极后看溶液 (1) 活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂) (2) 惰性电极:溶液中阴离子失去电子, 失电子能力为: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根F- 阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ （酸） Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ （水

7、） Al3+ Mg2+ ,7.电极产物的判断及电极反应的书写,离子放电规律,阴极： _电子，发生_反应，离子_越强，反应越容易。 常见阳离子放电顺序： Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+ 阳极：_电子，发生_反应，离子_越强，反应越容易。 当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F,得,还原,氧化性,失,氧化,还原性,分析电解反应的一般思路,溶液中存在的离子,两极上的电极反应,离子的移动方向及放电顺序,判断电解池的阴、阳极,电解Na2SO4溶液的分析,阴极,阳极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e

8、- = 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- = 2H2 ,变大,不 变,加 H2O,如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 4H+ +4e2H2 ,电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。,用惰性电极电解电解质溶液规律,(1)电解水型：,电解CuCl2溶液的分析,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2 ,阴极：Cu2+ 2e- =2Cu,减小,-,加 CuCl2,如电解盐酸、CuCl2溶液等,电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需

9、加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体),阳极： 2Cl 2eCl2,阴极： 2H+ +2e H2 ,电解盐酸,(2)电解电解质本身：,用惰性电极电解电解质溶液规律,电解CuSO4溶液的分析,阴极,阳极,氧 气,铜,阴极：Cu2+ 2e- =Cu,减小,加 CuO,阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2,减 小,如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 2Cu2+ +4e2Cu,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。,电解CuSO4溶液,(3)放氧生酸型：,用惰性电极电解电解质溶液规律,电解Na

10、Cl溶液的分析,阴极,阳极,氢 气,氯气,阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2 ,阴极: 2H + 2e- = H2 ,减小,增 大,加 HCl,如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl气体。,阳极 (C)： 2Cl 2eCl2,阴极 (C)： 2H+ +2e H2 ,(4)放氢生碱型：,用惰性电极电解电解质溶液规律,1. 在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是( ) A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应,B C,课堂练习,2. 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( ) A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠。 B若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色。 C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，