高二化学电解池的工作原理课件 苏教

电解池的工作原理电解池的工作原理高二化学备课组高二化学备课组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。电解：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氧化反应和还原反应极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。的过程叫做电解。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,NaNa+Cl Cl-在在 _ _运动。运动。通电后通电后,NaNa+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,电极反电极反应为应为_,_,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,电极反电极反应为应为_,_,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？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，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-进入阳极区会进入阳极区会与与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,使产品不纯且干扰电解。使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，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：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）过程叫放电。）阴极阴极：_电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，反应越容易。越强，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，反应越容易。越强，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,常见常见阴离子放电顺序：阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-得得还原还原氧化性氧化性失失氧化氧化还原性还原性想一想想一想：若若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：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，金属电金属电极极优先放电。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 2+阴极：阴极：Cu 2+2e-=Cu阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：2Cu 2+4e-=2Cu总反应：总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2