《电解离子膜》PPT课件

电极 反应
原电池 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属 （或能导电的非金属）
负极：氧化反应，金属 失电子 正极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电解池
阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连
阳极：氧化反应，溶液 中的阴离子失电子或电 极金属失电子 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电子
导线
负极
2
探究实验
实验 如图所示，将用导线连接在一起的两
步骤
根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型
管中，观察现象。
C
C
实验 现象
无 明显变化
结论 没有且不能自发发生原电池反应
分析原因: 装置不满足构成原电池的条件
精选课件ppt
3
【猜 想】
CuCl2溶液在导电（通电）时会不会发生化学反应？
阳极
阴极
CuCl2溶液
精选课件ppt
4
精选课件ppt
5
实践探究
向氯化铜溶液中通入直流电
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
理论先行
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+
阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
e-
阳 极
Cl2
o
通电前：CuCl2 = Cu2+＋ 2Cl-
H2O
H+ + OH-
通电后：Cu2+ 、Ｈ+移向阴极：
Cu2+ + 2e－ = Cu Cl- 、OH-移向阳极：
Cl- Cu2+HO+HC-l-
总反应：
电子流出
电子流入 Cu2+运动
H+ OH-
Cl-运动
Cl-运精动选课件ppt
2Cl－-2e－ = Cl2↑
阳离子在阴极上放电顺序是：
精选课件ppt
18
离子放电顺序：
阳极：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含 氧酸根离子）>F-
阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反 应，发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸的溶液) >Pb2+ >Sn2+ >Fe2+> Zn2+ >H+（水提供）> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
阴极：碳钢 阳极：钛 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH
－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴 极室和阳极室。
（2）离子交换膜的作用：
a、防止氢气和氯气混合；
b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响 氢氧化钠的产量。
② 阴离子移向该极，失电子，发生氧化反应。
阴极： ① 与电源负极相连，电子流入；
② 阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。
电极反应式：
阳极：2Cl– – 2e– ＝ Cl2↑ 氧化反应 碳
阴极：Cu2+ + 2e– ＝ Cu 还原反应 阴极
总反应：
Cu2+ + 2Cl– 通电 Cu + Cl2↑ 精选课件ppt
电极材料
身都不反应。
活性电极：Fe、Cu、Ag等,做阴极一般本身不反应； 做阳极，本身被氧化溶解。
精选课件ppt
15
电极产物反思
为什么不产 生氢气呢？
为什么不是 氧气呢？
说明：得失电子的能力不同
放电
失电子能力： Cl-＞OH-
能力
得电子能力： Cu2+＞ H 精选课件ppt +
放电 次序
16
4.电解池电极反应规律
第三节 电解池
精选课件ppt
1
1、电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电 的化自由移动离子合物。 2、电离是指电解质在水溶液中或熔融状态下离 解成自由移动离子的过程。 3、原电池是把化学能转化为电能的装置 。 4、构成原电池的条件是 两个电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发发 生氧化还原反应
精选课件ppt
碳
阳极
12
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流 到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。
（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液 中移动）
离子定向移动的方向: 阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.
精选课件ppt
13
电解的工作原理：
与电源正极连 +电源-与电源负极连
电
子
氧化反应
流 出
电 子
经 导 线
阳极
10
一、电解原理
1.电解： 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两 极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池： 电能转变为化学能的装置。
3.构成电解池的条件： ①直流电源；
②电解质溶液或熔融电解质；
碳 阴极
碳 阳极
③形成闭合回路。
精选课件ppt
11
④阴、阳 电极 阳极： ① 与电源正极相连；
精选课件ppt
25
例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的 电解方程式，
方法
①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：
C－uSO4 ＝ Cu2++ SO4 2 阴极： H+ ＜ Cu2+
H2O
H++OH－
阳极：OH－ ＞ SO4 2－
②、然后写电极反应式 ：阴极： 2Cu2+＋4e＝2Cu
流 还原反应
入
阳极 2Cl—2e-=Cl2
惰性电极 阴极 Cu2++2e-=Cu
阴离子移向 CuCl2溶液 阳离子移向
精选课件ppt
14
电 池
解
组成： 两个电极、电解质溶液、直流电源
阳极：与外电源正极相连的电极，出电子，氧化反应。 电极
阴极：与外电源负极相连的电极，进电子，还原反应。
惰性电极： C、Pt、Au 等，不论做阴极、阳极，本
总离子方程式: 2 C l2 H 2 O 电 C 2 解 l H 2 .2 OH
• (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： _阴__极__附__近__的__溶液无色变为红色 ，两极极板上都有气体 产生，如何检验气体的种类？
阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.
阴极:产生无色、无味气体
离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子的放电 顺序（由难到易）是：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含 氧酸根离子）>F-
阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反 应，发生反应的是溶液中的阳离子。
(1)阴极：得电子，还原反应 ①（一般）电极本身不参加反应 ②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子 (2)阳极：失电子，氧化反应 ①若为金属（非惰性）电极，电极失电子 ②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子
精选课件ppt
17
离子放电顺序：
阳极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳
7
实验探究
阴极
阳极
电极 现象
有红色物质析 出。无气泡产生。
有气泡产生，该 气体可使润湿的淀粉
碘化钾试纸变蓝。
电极
Cu
产物
Cl2
电极
反应 Cu2+ + 2e- = Cu
2Cl- - 2e- = Cl2↑
反应
还原反应
类型
氧化反应
总反应
CuCl2电解 Cu + Cl2↑
精选课件ppt
8
－e- ＋
构成电解池的条件是什么？
注：电镀时通过控制条件， Fe2+和Zn2+得电子的能力强 于H+
只在熔融状态下放精电选课，件p在pt 水溶液中永远不放电。19
电解过程不仅可以在电解质溶液中进行，也可以 在熔融电解质中进行。
实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠
现象：
阳极
阳极：有气泡，有
刺激性气味，并能使 氯
湿润的KI-淀 粉试纸变 气
精选课件ppt
实验装置
31
1、氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。
（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出 Na+、Cl- ，H2O电离出H+、OH-。 通电后，在电场的作用下， Na+、H+向阴极移动，
Cl-、OH- 向阳极移动。
在阳极，由于
Cl- 容易失去电子，被氧化生成 Cl2 。
精选课件ppt
33
1.电解食盐水
现象：
阳极：有气泡产生， 使湿润的淀粉－KI 溶液变蓝
阴极：有气泡产生， 滴加酚酞溶液变红
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑
阴极：2H++2e- =H2↑ 总式：
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
(条件:通电)
精选课件ppt
实验装置
34
第一个问题:
思考3：猜想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？
阴极区：Cu2+→Cu H+→H2↑
阳极区： Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑
精选课件ppt
6
阴 极
Cu
－e- ＋
o
oooooooooooooooooooooo
oooooooooooooooooooooo
oooo oooo oooo oooooooo oooooooo oooo oooo oooo
⑵若用金铂钛以外的金属作电极时： 若为阴极，则金属不参加电极反应； 若为阳极则首先是点击材料失电子，电极被溶解，溶液中的 阴离子不能失电子。
5.先写电极式
正确书写电极式，要注意得失电子守恒和离子来自何种电解质
6.再写方程式
将阴阳两极的电极反应式合并即可得总方程式，要注意条件，
并用分子式表示弱电解质。
阳极方程式：
2Cl- - 2e- = Cl2
;
（2）在阴极，由于 H+ 容易得到电子被还原生成
H2 ．
使H2O 电离向右移动，因此阴极
PH
增大 。
OH- 浓度增大，
阴极方程式： 2H+ + 2e- = H2 。
精选课件ppt
32
总化学方程式2 ：Na 2 C H 2 O l电 C 解 2 l H 2 2 ;NaOH
阳极： 4OH－ －4e＝O2↑+2H2O ③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式； 2Cu2++2H2O 电解 2Cu＋O2↑+4H+ （电解离子方程式） 或 2CuSO4+2H2O 电解 2Cu＋O2↑+2H2SO4 （电解化学方程式）
精选课件ppt
26
课后思考
某同学在做电解水的实验时发现两极 产生气泡的速率特别缓慢，（水是一种极 弱的电解质，导电能力很差）你能否在不 改变两电极产物的情况下，加入某种物质 使其加快电解速率？
精选课件ppt
27
电解池与原电池有哪些异同
装置
原电池
电解池
装置 实例
定义
将化学能 转变成电能的装置
将电能 转变成化学能的装置
①活泼性不同的两电极 ①两电极接直流电源
形成 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路
②电解质溶液 ③形成闭合回路
精选课件ppt
28
电解池与原电池有哪些异同(续)
装置 电极 名称
正极
流向
电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极
精选课件ppt
29
二、电解原理的应用
精选课件ppt
30
电解饱和食盐水反应原理
在U型管里装入饱和食 盐水，用一根碳棒作阳 极，一根铁棒作阴极。 接通直流电源
思考:
（1）电解池的两极各产生什么现象? 若在两极附近均滴加酚酞试液，会 有什么现象? （2）怎样初步检验两极产物的生成? （3）结合教材，分析产生这种现象 的原因。
阴
阳 (1) 外接直流电源；
极
极
+
(2) 有两个电极；(阴极、阳极)
(3) 有电解质溶液或熔融态的电 解质；
Cl-
Cl-
Cu2+ H+ OH-
(4) 形成闭合回路。
精选课件ppt
9
电子流向
负极 阴
经
极
导
线
－e- ＋
阳 极 e-
阴极
Cl-
Cl-
Cu2+ H+ OH-
电子流出 电子流入
精选课件ppt
正极
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,
反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O .
(2)避免生成物H2和Cl2混合,
因为: 混合遇火或遇强光爆炸
.
解决方法:使用离子交换膜
精选课件ppt
35
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽
蓝（Cl2)
阴极
钠
熔融NaCl
阴极：有金属钠析出
精选课件ppt
20
实验分析：
通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：Na+ 阴离子：Cl做无规则运动
通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关
精选课件ppt
21
（2）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl-→Cl2↑ + 2e- 氧化反应
阴极：2Na+ +2e-→2Na 还原反应
总式： 2NaCl 通电 2Na+Cl2 ↑
精选课件ppt
22
分析方法
还
e- e-
原
反 应
氧
C
化
阳离子 e-
反
e-
应
阴离子
e-
明确电解质溶液 中或熔融态电解 质中存在的离子
清楚离 子的移 动趋向
比较离子的放电能力， 然后根据阴极还原、习方法】
1.分电极
与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。
2.析溶液
分析溶液中存在的所有离子（水溶液中包括水的电离）、并分成 阳离子组和阴离子组。
3.判流向
阴离子定向移向阳极；阳离子定向移向阴极。
精选课件ppt
24
4.定反应
⑴用惰性电极电解电解质水溶液时，根据放电规律，阳离子在 阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，