电解池(网课PPT)

——电解熔融的NaCl 阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑ 阴极：2Na++2e-=2Na 总反应：
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
二、电解原理的应用——1.氯碱工业
电解饱和食盐水反应原理
阳极（石墨）： 2Cl—－2e—=Cl2↑ 【氧化反应】
阴极（石墨）： 2H++2e—=H2↑ 【还原反应】
2NaCl+2H2O=电=解=2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解饱和食盐水实验
石墨
石墨
以惰性材料作电极，电解 滴有几滴酚酞的饱和食盐水， 并以湿润的淀粉KI试纸检验阳 极产物，推测有何实验现象。
4Ag+O2↑+4HNO3
3、电解池中阴阳极的判断
（1）根据电源正负极判断 与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为 阳极； （2）根据电子流动的方向判断 电子流出的一极为阳极，电子流进的一极为阴极；
（3）根据发生的反应判断
发生氧化反应的一极为阳极；发生还原反应一极 的为阴极
怎么判断阴阳离子的放电顺序（即失或得电 子的顺序）？ 4.常见阴阳离子放电顺序：
减小 增大 H2O 不变
增大 HCl CuCl2
增大 HCl 减小 CuO
6.电离与电解的比较
电离
电解
条件
电解质溶于水或受热融 化状态
电解质电离后再通直流电
电解质电离成为自由移 阴阳离子定向移动，在两
过程
动的离子 CuCl2=Cu2++2Cl-
极上得失电子成为原子或
分子 CuCl2=电=解Cu+Cl2↑
二、电解原理的应用——3.电解精炼铜
粗铜（含铁银）电极
精铜电极
电解质溶液为 CuSO4溶液
a、两极的现象：粗铜逐渐溶解，阴极析出紫红色的铜。 两极的反应： 阴极：Cu2++2e-=Cu , 阳极：Cu-2e-=Cu2+
b、CuSO4 的浓度是否改变？ 基本不变
Fe-2e-= Fe2+ 阳极泥（金银）
石墨电极
1、两极的现象： 阳极无明显现象 阴极有气泡 两极的反应： 阳极Fe-2e-=Fe2+ 阴极2H2O+2e-=2OH-+H2
2、一段时间后，反接电源 两极的现象： 都有大量气泡
两极的反应： 阳极2H2O-4e-=2H++O2 阴极4H2O+4e3、指出一种用=途2H：2+制4OFHe(-OH)2
关键：判断什么物质失电子发生氧化反应, 生成了什么物质。
（2）阴极：
关键：判断什么物质得电子发生还原反应, 生成了什么物质。
（3）阴极： 关键：总反应式 = 阳极反应式 + 阴极反应式 （分析微粒来源与去向）
练习： H2SO4、NaOH、Na2SO4、HCl、CuCl2、NaCl、CuSO4
电解 类型
电解饱和食盐水
湿氢气 H2
湿氯气
液碱
Cl2 含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 HCl 有机合成 盐酸
有机合成 氯化物合成
农药
有机合成、造纸 玻璃、肥皂 纺织、印染
二、电解原理的应用——2.电镀
利用电解的原理在金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。
（1）阳极：镀层金属。 阴极：待镀的金属制品 电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。
阴极、阳极
阳极氧化反应 阴极还原反应
由电源负极流入阴极， 由阳极流向电源正极
构成原电池的条件
①两种活动性不同的电极 ②与电解质溶液形成闭合回路 ③有能自发发生的氧化还原反应
构成电解池的条件 ①有外加电源 ②有阴阳两个电极 ③与电解质溶液(或熔化的电解质) 形成闭合回路
用下图电解Na2SO4溶液 铁电极
（2）实质：阳极参加反应的电解
（3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑
镀层金属作阳极 铜电极
镀件金属作阴极 铁电极
➢ 两极的现象：
含待镀金属离子 的CuSO4作电解质
阳极铜板逐渐溶解，阴极铁板上有一层铜
➢ 两极的反应： 阳极：Cu-2e-=Cu2+ 阴极:Cu2+ +2e-=Cu
➢CuSO4的浓度是否改变？为什么？ CuSO4的浓度不变， Cu失2e-电子的 同时Cu2+得到2e- 电子，处于平衡状态。
举例 物质类别
实例
水
含氧酸
H2SO4
电
解
强碱
NaOH
活泼金属的 Na2SO4 含氧酸盐
溶
无氧酸
HCl
质
电 不活泼金属 CuCl2 解 的无氧酸盐
溶质和 活泼金属的 水同时 无氧酸盐 电解 不活泼金属
的含氧酸盐
NaCl CuSO4
电极反应
阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O 阴极：4H++4e—=2H2↑
写出右图原电池的电极反应、电池
G
总反应。
Zn
Cu
负极：Zn – 2e- = Zn2+ 正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu
电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu 原电池是把化学能转变成电能的装置。
如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 C
C
溶液中，外接直流电源，这还是原
电池装置吗？
CuCl2溶液
实验4-2:
(1)将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型 管，浸一会儿取出；
碳棒表面无明显变化 (2)用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶 液一段时间；
碳棒表面仍无明显变化 (3)浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流 电源的正极和负极相连接，过一段时间。
与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红 色物质
（2）形成条件:
①有外加电源 ②有阴阳两个电极 ③电解质溶液(或熔化的电解质) ④形成闭合回路
（3）反应原理
氧化反应
e
电极反应： 4OH--4e-=2H2O+O2
阳极
碳
棒
电子流向 e
碳 棒
还原反应
电极反应： Ag++e-=Ag
阴极
AgNO3溶液
阳极 阴离子 阳离子 阴极
电解
电解总反应:4AgNO3+2H2O
Cu
Cl2
Cu2+
Cl—
Cl—
Cu2+
Cl—
Cl—
Cl Cu
Cl
Cl2
Cu2+、Cl— Cu2+、Cl— Cu2+、Cl— 阴阳两极上 无规则运动 定向运动 发生电子得失 生成Cu、Cl2
一、电解的基础知识
1、电解 使电流通过电解质溶液(或熔化的电解
质)而在阴阳两极发生氧化—还原反应的过程
2、电解池 （1）概念：把电能转化为化学能的装置
电解 2OH－ + H2↑ + Cl2↑
总反应：2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
(3)离子交换膜法制烧碱 问题：电解NaCl溶液的一般装置的缺点？ ①H2和Cl2 混合不安全。 ②Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯 问题：离子交换膜电解槽的作用是什么?
阳极2Cl—-2e— =Cl2↑ 阴极：4H++4e—=2H2↑
阳极2Cl—-2e- =Cl2↑
阴极：Cu2++2e—=Cu 阳极2Cl—-2e— = Cl2↑ 阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH阴极：2Cu2++4e—=2Cu 阳：4OH—-4e—=O2↑+2H2O
溶液pH 溶液复 变化 原方法
（1）阳离子放电由难到易(离子浓度接近时) K+＜Ca2+＜Na+＜Mg2+＜Al3+＜(H+水)＜Zn2+＜ Fe2+＜Pb2+＜H+酸＜Cu2+＜Fe3+＜Hg2+＜Ag+
（2）阴离子放电顺序：
活性电极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞非还原 性含氧酸根离子＞F-
5.电极反应式和电解总反应式的书写 （1）阳极：注意是否是惰性电极(C .Pt.Au)
问题： ①两电极的反应式？电解的总反应方程式？
②为什么NaOH 在阴极区产生？
③若产生1molH2，则产生Cl2、 NaOH质量各 多少? 转移几摩电子?
(2)电解饱和食盐水反应原理
阴极： 2H+ + 2e- = H2↑
还原反应
阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑
氧化反应
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化还原反应生成了 新物质
联系
电解必须建立在电离的基础上
7.原电池与电解池的比较
比较内容
原电池
电解池
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
装置举例
铜锌原电池
电解氯化铜
形成条件
①②③
①②③
电极名称
正极、负极
电极反应
负极氧化反应 正极还原反应
电子流向 由负极沿导线流向正极
与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡
思考:
(1)通电前，氯化铜溶液里 主要存在哪些离子？这些离子 的运动情况怎样？
(2)通电后，这些离子的运 动情况有什么改变？
(3)当离子定向运动到电极 表面上时，发生了什么变化？
电解氯化铜溶液的微观反应过程
e
e
Cl— Cl—
Cu2+
Cl— Cl—