高二化学电解池4.ppt

1、电解池的工作原理,原电池：把化学能转化为电能的装置。,电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置。,复习回顾,在回忆工业上生产铝和钠的方法？,钠的制备,钠的化学性质很活泼，这给钠的制取带来一定的困难，目前，世界上金属钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的方法。,电解法制钠,用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：有金属钠析出,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,分析：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： 阴离子： 做无规则运动,通电后：（直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极

2、） 与电极材料无关,Na+,Cl-,电解熔融氯化钠(见课本P17原理图),通电前, Na+ Cl- 在 _运动。 通电后, Na+向_ 极(与电源_相连)移动，Cl-向_极(与电源_相连)移动。 电子从电源负极流向_极,电极反应为_,发生_反应。 电子从电解池阳极流向_极,电极反应为_,发生_反应。 总反应为_。,阴,无规则自由,负极,阳,正极,电解池阴,2NaCl 2Na +Cl2,氧化,还原,电源正,2Na+ 2e- = 2Na,2Cl -2e-=Cl2,电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。,下面以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。,这是电解熔融盐

3、的情况。 电解电解质溶液又会发生什么反应呢？,电解氯化铜溶液,实验现象及结论：,与电源负极相连的碳棒有一层红色的 铜生成。发生还原反应 阴极。 与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气。发生氧化反应 阳极。,反应式：CuCl2 Cu + Cl2,CuCl2溶液,Cu,Cl2,阴极,阳极,整个装置就是电解池。,分析：,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：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,通电前,电解:CuCl2 Cu+

4、Cl2 ,2Cl-2 e- =Cl2,阴离子移向,阳离子移向,电子流向,阳极,阴极,CuCl2溶液,e-,e-,氧化反应,还原反应,Cu2+ 2e-=2Cu,原理分析,以石墨为电极电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 ,已知其电解反应为：,请根据方程式分析哪些离子在电极上发生反应。,在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，为什么要这么做？,Cl 在阳极失电子生成Cl2， OH-进入阳极区会与Cl2反应，既减少Cl2的产量，又会生成NaClO,使产品不纯且干扰电解。,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧

5、化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？,思考：,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,想一想：以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？,电能转化为化学能,阳极（接电源正极

6、）,阴极（接电源负极）,阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移,化学能转化为电能,负极,正极,阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移,都是氧化还原反应,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：,再 见！,阴极： 得电子，发生还原反应，离子氧化性越强，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：失电子，发生氧化反应，离子还原性越强，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- 当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优先放电。,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阴极：4H+ + 4e- = 2H2 总反应：,2H2O 2H2 + O2,阳极：,2Cl - - 2e- = Cl2,阴极：,2H+ + 2e- = H2 ,阳极：Cu 2e- = Cu 2