《shangke苏教版[原创]电能转化为化学能－电解池 课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《shangke苏教版[原创]电能转化为化学能－电解池 课件（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电解池的工作原理电解池的工作原理原电池原电池：把化学能转化为电能的装把化学能转化为电能的装置。置。v电解池电解池（电解槽）（电解槽）：把电能转化为把电能转化为化学能的装置。化学能的装置。复习回顾复习回顾在回忆工业上生产铝和钠的方法？在回忆工业上生产铝和钠的方法？钠的制备钠的制备钠的化学性质很活钠的化学性质很活泼，这给钠的制取泼，这给钠的制取带来一定的困难，带来一定的困难，目前，世界上金属目前，世界上金属钠的生产多数采用钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的电解熔融氯化钠的方法方法。电解法制钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：现象： 阳极阳极：有气泡，有：有气泡
2、，有刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸粉试纸变蓝（变蓝（Cl2) 阴极阴极：有金属钠析出：有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 分析：分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子： 阴离子阴离子： 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（直流电）（直流电） （1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 Na+Cl-电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠(见课本P17原理图)通电前通电前, Na, Na+ +
3、Cl Cl- - 在在 _运动。运动。通电后通电后, Na, Na+ +向向_ _ 极极( (与电源与电源_相连相连) )移动，移动，ClCl- -向向_极极( (与电源与电源_相连相连) )移动。移动。电子从电源负极流向电子从电源负极流向_极极, ,电极反应为电极反应为_,_,发生发生_反应。反应。电子从电解池阳极流向电子从电解池阳极流向_极极, ,电极反应为电极反应为_,_,发生发生_反应。反应。总反应为总反应为_。 阴阴无规则自由无规则自由负极负极阳阳正极正极电解池阴电解池阴2NaCl 2Na +Cl2氧化氧化还原还原电源正电源正2Na+ 2e- = 2Na2Cl -2e-=Cl2电解：
4、电解：在在直流电直流电的作用下，在两电的作用下，在两电极上分别发生极上分别发生氧化反应氧化反应和和还原反应还原反应的过程叫做电解。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。这是电解熔融盐的情况。这是电解熔融盐的情况。电解电解质溶液又会发生什么反应呢？电解电解质溶液又会发生什么反应呢？电解氯化铜溶液电解氯化铜溶液实验现象及结论：实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层红色的与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜生成。铜生成。发生还原反应发生还原反应 阴极阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气。氯气。发生氧化反应发生氧化反应
5、 阳极阳极。反应式反应式：CuCl2 Cu + Cl2 CCCuCl2溶液溶液CuCl2阴极阴极阳极阳极整个装置就是电解池。整个装置就是电解池。分析：分析：通电前通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后通电后：Cu2+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子， Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2通电通电通电前通电前 阴极阳极通电后通电后 电解电解:C
6、uCl2 Cu+Cl2 2Cl-2 e- =Cl2阴阴离离子子移移向向阳阳离离子子移移向向电子流向电子流向阳极阳极阴极阴极CuCl2溶液溶液e-e-氧化反应氧化反应还原反应还原反应通电通电Cu2+ 2e-=2Cu原理分析原理分析以石墨为电极电解饱和食盐水阳极：阳极：2Cl - - 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 已知其电解反应为：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。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在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开
7、，使阴极区的极区隔开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，为什不能进入阳极区，为什么要这么做？么要这么做？Cl 在阳极失电子生成在阳极失电子生成Cl2， OH-进入阳极区会与进入阳极区会与Cl2反应，既减少反应，既减少Cl2的产量，又会生成的产量，又会生成NaClO,使使产品不纯且干扰电解。产品不纯且干扰电解。分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原分析得出产物分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子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，
8、而是只有离子时，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一种离子放电？放电能力与什么因素有关？关？思考：思考：阴极阴极： _电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，越强，反应越容易。反应越容易。常见阳离子放电顺序：常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：_电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，越强，反应越容易。反应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见阴离子放电顺常见阴离子放电顺序：序：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F-得得还原还原氧
9、化性氧化性失失氧化氧化还原性还原性想一想想一想：以以铜为阳极铜为阳极, ,铁为阴极铁为阴极, ,电解电解氯化铜溶液，情况又如何？氯化铜溶液，情况又如何？电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移方离子的迁移方向向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析
10、从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应练习：练习：完成下列溶液的电极反应。完成下列溶液的电极反应。 (以石墨为电极电解以石墨为电极电解)硫酸溶液硫酸溶液：盐酸盐酸：NaOH溶液溶液:CuBr2溶液：溶液：KCl溶液：溶液：CuSO4溶液：溶液：Na2SO4溶液：溶液：再再再再 见！见！见！见！阴极阴极： 得得电子，发生电子，发生还原还原反应，离子反应，离子氧化性氧化性越强，越强，反应越容易。反应越容易。常见阳离子放电顺序：常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+阳极阳极：失失电子，发生电子，发生氧化氧化反应，离子反应，离子还原性还原性越强，越
11、强，反应越容易。反应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见阴离子常见阴离子放电顺序：放电顺序：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F-当阳极为金属电极当阳极为金属电极(除铂、金除铂、金)时，时，金属电极金属电极优先放电。优先放电。阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极：阴极：4H+ + 4e- = 2H2总反应：总反应：2H2O 2H2 + O2阳极：阳极：2Cl - - 2e- = Cl2阴极：阴极： 2H+ + 2e- = H2 2HCl H2 + Cl2 总反应：总反应：阳极：阳极：Cu 2e- = Cu
12、2+阴极：阴极：Cu 2+ + 2e- = Cu（2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极，阴离子移向阳极阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 阳极阳极：2Cl- _2e- Cl2 氧化反应氧化反应 阴极阴极：2Na+ +2e-2Na 还原反应还原反应总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 通电总结电解水型电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解）的电解电解电解质型电解电解质型：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如HCl、CuCl2）溶液的电解）溶液的电解电解质和水同时被电解型电解质和水同时被电解型A、放氢生碱型、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如：活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、MgBr2)溶液的电解溶液的电解B、放氧生酸型、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解）溶液的电解用用惰性电极惰性电极电解电解质溶液的规律电解电解质溶液的规律
