电解池工作原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,负极,还原反应,氧化反应,正极,失,e,得,e,电子,e,电流,通电分解水的简易装置,H,2,O,2,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,2H,2,O=2H,2,+O,2,通电,阴极：,阳极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,电解CuCl,2,溶液实验装置图,CuCl,2,溶液,CuCl,2,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CuCl,2,溶液实验,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,（氧化反应）,（还原反应）,总反应：,Cu,2+,+2Cl,-,=Cu+Cl,2,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,-,Cl,2,OH,-,O,2,阴极区：,Cu,2+,Cu H,+,H,2,阳极区：,CuCl,2,Cu,2+,+2Cl,-,H,2,O,=,H,+,+OH,-,阳离子：,Cu,2+,H,+,阴离子：,Cl,-,OH,-,Cu,2+,H,+,向阴极区移动,；Cl,-,OH,-,向阳极区移动,既然溶液中含有,Cu,2+,、,H,+,、,Cl,-,、,OH,-,等离子，那为什么通电后发生的反应只生成Cu和Cl,2,？,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,S,2,I,Br,Cl,OH,(水),NO,3,SO,4,2,F,阳极：还原性强的离子先失电子,Ag,+,Hg,2+,Cu,2+,H,+,(水)Pb,2+,Fe,2+,Na,+,Ca,2+,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：CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,，,Cu,2+,、Cl,为自由移动的离子；,通电后：Cu,2+,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,=Cl,2,（氧化反应）,阴极：Cu,2+,2e,=Cu（还原反应）,总反应式：CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,电解原理,电离,电解,条件,过程,特点,联系,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,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,阴、阳离子定向移动，在两极上得失电子成原子或分子,CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,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,装置类别,电解池,原电池,举例,电极材料,电极名称,电极判断,电极反应,能量转换,能否自发,原电池与电解池的比较,一般,是惰性电极（C Pt Au）,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CuSO,4,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,；,电解,电解,阴极：,阳极：,4OH,4eO,2,+2H,2,O,2Cu,2+,4e2Cu,OH,SO,4,2,H,+,Cu,2+,H,2,O H,+,+OH,CuSO,4,Cu,2+,+SO,4,2,、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：,、然后写电极反应式：,2CuO,2,+4H,+,或 2CuSO,4,+2H,2,O,（,电解化学方程式,）,2CuO,2,+2H,2,SO,4,2Cu,2+,+2H,2,O,（,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,、,H,2,SO,4,、,K,2,SO,4,）的电解,电解电解质型,：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如,HCl,、,CuCl,2,）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,、,MgBr,2,),溶液的电解,B,、放氧生酸型,：不活泼金属的含氧酸盐（如,CuSO,4,、,AgNO,3,）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,:,CuBr,2,溶液：,KCl,溶液：,CuSO,4,溶液,：,Na,2,SO,4,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。,AgNO,3,溶液,试一试,阳极：4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,或,(4H,2,O=4H,+,+4OH,-,）,阴极：4Ag,+,+4e,-,=4Ag,总反应式：4Ag,+,+2H,2,O=4Ag+O,2,+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：,阴极,阳极,饱和食盐水,2H,+,+2e,-,=H,2,或2H,2,O+2e,-,=H,2,+2OH,-,2Cl,-,+2e,-,=Cl,2,总反应：,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+H,2,+Cl,2,电解,Cl,2,NaCl,饱和溶液,NaCl,和,NaOH,溶液,H,2,石墨阳极,铁网阴极,阳极室,阴极室,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,镀层金属,含镀层金属离子的盐溶液,、,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,+,纯铜,粗铜,CuSO,4,溶液,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯,铜为阴极，以CuSO,4,溶液,为电解液进行电解,阳极：Zn 2e,Zn,2+,Fe2e,Fe,2+,Ni 2e,Ni,2+,Cu2e,Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,Cu,4、电冶金,原理:,M,n+,+ne,-,=M,电解,熔融,的NaCl:,阴极:,阳极:,总反应:,2Na,+,+2e,-,=2Na,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2NaCl,(熔融),=2Na+Cl,2,电解,熔融,的Al,2,O,3,:,阴极:,阳极:,总反应:,4Al,3+,+12e,-,=4Al,6O,2-,-12e,-,=3O,2,2Al,2,O,3,(熔融),=4Al+3O,2,