《电解池》电解原理应用2
电解池及电解原理的应用
在水中只能部分电离的电解质，如弱酸、弱碱和水。
非电解质
在水中或熔融状态下都不能电离的物质，如蔗糖、乙醇等。
电解质的导电性
导电能力
01
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度、离子迁移率以及电
导率等因素有关。
电导率
02
表示电解质溶液导电能力的物理量，与溶液中离子的浓度、离
子迁移率以及离子所带电荷数有关。
和产物。
电解池的类型
01
02
03
直流电解池
使用直流电源供电的电解 池，是最常见的电解池类 型。
脉冲电解池
使用脉冲电源供电的电解 池，适用于需要高效率和 高纯度的电解过程。
交流电解池
使用交流电源供电的电解 池，通常用于电镀和表面 处理等工业应用。
02
电解原理
电解质的分类
强电解质
在水中或熔融状态下完全电离的电解质，如强酸、强碱和大部分 盐。
废水处理
电解法可用于处理含有重金属离子的废水，使重 金属离子在电极上析出，达到净化水质的目的。
废气处理
电解法可用于处理某些工业废气，如硫化氢、氯 化氢等，将其转化为无害物质。
固体废弃物处理
通过电解法可以将某些固体废弃物中的有害物质 转化为无害物质，或从中提取有价值的金属。
电解在能源领域的应用
燃料电池
感谢您的观看
THANKS
燃料电池中的氢氧燃料通过电解水产生，同时产生电能和热能。
电解储能
利用电解原理将电能转化为化学能储存起来，在需要时再通过原电 池反应将化学能转化为电能输出。
核能利用
核反应堆中的核能通过热能转换为电能，而电解池可以用来将核燃 料中的钚和铀转化为其他形式的能源。
电解池的工作原理及应用(精华版)
离子放电规律
得 还原 阴极： ___电子，发生____反应，离子 氧化性 _____越强，反应越容易。 常见阳离子放电顺序： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ 失 氧化 阳极：___电子，发生____反应，离子 还原性 _____越强，反应越容易。 ①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子 放电顺序： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F－
2CuSO4+ 2H2O 电解
阴极
铜 浓度 PH 值 复原
CuSO4
减小
减 小
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
加 CuO
用惰性电极电解电解质溶液规律
(3)放氧生酸型： 如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。 电解CuSO4溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 总反应： 2CuSO4 +2H2O
D.电解过程中，氯离子浓度不变
电解CuCl2溶液的分析
阳极 阴极
氯 气
实例 电极反应
铜 浓度 PH 值 复原
CuCl2
阳极：2Cl--2 e- =Cl2 ↑ 阴极：Cu2++ CuCl2
电解
2e- =2Cu
减小
----
Cu+Cl2 ↑
加 CuCl2
用惰性电极电解电解质溶液规律
(2)电解电解质本身：
如电解盐酸、CuCl2溶液等 电解盐酸
电解池的工作原理及其应用
C
C
阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑
阴极 ： Cu2+ +2e－＝ Cu
电解
总反应：CuCl2 ＝＝Cu+ Cl2↑
(2)写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电 极反应式及总反应
阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极 ：2H+ +2e－＝ H2 ↑
总反应：2NaCl+2H2O＝电＝解 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
离子的迁移方 阴离子向阳极迁移
向
阳离子向阴极迁移
发生氧化反应
的电极
阳极（接电源正极）
发生还原反应 的电极
相同点 (从原理分析
)
阴极（接电源负极） 都是氧化还原反应
原电池
化学能转化为电能 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移
负极
正极
巩固提姥 高紧：
1、判断
1 电解、电离均需要通电才能实现（）×
2 电解质溶液导电过程就是电解过程(）√
3 原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化
反应（） ×
2、用铂电极(惰性电极)进行电解，下列说法 正确的是() AD
A电解稀硫酸,在阴极和阳极分别产生氢气和 氧气
B电解氯化钠溶液,在阴极析出钠
C电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产 物的物质的之比是1:2 D电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产 物的物质的之比是1:1
分析电解反应的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子 阴阳两极附近有哪些离子 根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
5、电解时离子放电顺序
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
①阴极: 阳离子放电，得电子能力强先放电
电解池的工作原理及应用 yong
BC
电解一定时间后， C．电解一定时间后， 石墨电极上有铜析出 整个电解过程中， D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
3、A、B两个电解池中的电极均为铂， 、 、 两个电解池中的电极均为铂 两个电解池中的电极均为铂， 池中加入0. 溶液， 在A池中加入 .05 mol / L的CuCl2溶液， 池中加入 的 B池中加入 .1 mol / L的H2SO4溶液， 池中加入0. 溶液， 池中加入 的 进行电解。 、 、 、 四个电极上所 进行电解。a、b、c、d四个电极上所 析出的物质的物质的量之比是 A. 2∶2∶2∶1 . ∶ ∶ ∶ B. 1∶1∶2∶1 . ∶ ∶ ∶ C. 2∶1∶1∶1 . ∶ ∶ ∶ D. 2∶1∶2∶1 . ∶ ∶ ∶
电镀液的组成及酸碱性基本保持不变 电镀液的组成及酸碱性基本保持不变
4、氯碱工业(电解饱和食盐水) 氯碱工业(电解饱和食盐水) Cl2 + 2Cl--2e-=Cl2↑ Cl2 阳 淡盐水 Na+ ClNa+交换膜 精制饱和NaCl 精制饱和NaCl 含少量NaOH H2O含少量NaOH 电解饱和食盐水的原理示意图 OH阴
PH变？ 变小 变
(4)放氢生碱型： 放氢生碱型： 放氢生碱型 如电解NaCl、KCl、MgCl2 溶液等。 溶液等。 如电解 、 、
活泼金属的无氧酸盐溶液
阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ ： 阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ ：
总反应： 总反应：2NaCl+2H2O
电解
不活泼金属的含氧酸盐
电解CuSO4溶液 电解 阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 阴极：
高考化学复习考点知识专题讲解29 电解池原理及应用
高考化学复习考点知识专题讲解专题二十九、电解池及其应用考点知识本高考化学复习考点知识专题讲解专题内容是每年高考的必考内容。
它主要从电极反应、电解质溶液浓度变化、酸碱性变化、pH的大小及变化、阴阳离子移动的方向、析出物质的量等方面进行考查。
从题型上看考查的形式有选择、填空、计算，从定性到定量、从判断到推理来多方面考查学生的各个方面的能力。
重点、难点探源一、电解原理1、电解使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2、电解池（也叫电解槽）把电能转变成化学能的装置。
3、电解池的组成和工作原理（电解CuCl2溶液）⑴电流流向：正极→阳极→阴极→负极⑵阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
二、电解原理的应用三、金属的防腐与防护1、化学腐蚀金属跟接触的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起腐蚀。
2、电化学腐蚀⑴概念：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
⑵分类（以铁的腐蚀为例）3、金属的防护⑴电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法②外加电流的阴极保护法⑵其他①改变金属内部结构，如制成合金；②使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。
追踪高考1．【2021新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析】该装置属于电解池，CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，则详解：A、CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H＋+2e－＝CO+H2O，A正确；B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即得到H2S－2e－＝2H＋+S，因此总反应式为CO2+H2S＝CO+H2O+S，B正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正确。
电解池的工作原理及应用(第二课时) 离子放电顺序的应用
【探究活动2】用惰性电极电解CuSO4 溶液
阴极： 4OH- －4e-＝O2↑+2H2O 阳极: 2CuSO4+2H2O 电解 2Cu＋O2↑+2H2SO4 总反应式：
2Cu2+＋4e-＝2Cu
【思考】
1.电解后溶液的酸碱性有什么变化？ 2.电解后加入什么物质可恢复为原来的溶液？ 3.电解NaCl溶液与电解CuSO4溶液有什么 极电解一定浓度的下列物质的水溶
液,在电解后的剩余电解液中入适量水，能 使溶液浓度恢复到电解前的是 ( BC )
A．AgNO3 B．Na2CO3
C．Na2SO4
D．CuCl2
3． 如图所示， X、 Y 分别是直流电源的 两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处 有无色、无味气体放出。 符合这一情况的是附 表中的 (
A
) Z 溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
a 极板 b 极板 X 电极 A B C D 锌 石墨 银 铜 石墨 石墨 铁 石墨 负极 负极 正极 负极
4. 如图为有关电化学的装置完全正确的是 (
D
)
【探究活动3】 书写用惰性电极电解H2SO4溶液，Na2SO4溶液 的电极反应式。 电解H2SO4溶液 阳极： 阴极： 总反应式:
4OH- －4e-＝O2↑+2H2O
2H+ +2e-＝ H2 ↑
2H2O 电解 2 H2↑+ O2↑
电解Na2SO4溶液 阳极： 阴极： 总反应式:
4OH- －4e-＝O2↑+2H2O 2H+ +2e-＝ H2 ↑ 2H2O 电解 2 H2↑+ O2↑
【实验探究】 石墨作阴极，Cu 作阳极，电解
电解池的原理与应用
电解池的原理与应用1. 电解池的概述电解池是一种将电能转化为化学能或将化学能转化为电能的装置。
它由电解槽、电解质和电极组成。
通过电解质的离子在电解槽中的移动，使得正负极产生极化现象，进而实现电解或电化学反应。
2. 电解质的种类•离子化合物：如酸、碱、盐等。
•离子液体：如熔融盐、有机电解质等。
•电解质溶液：将离子化合物溶解在水中得到的溶液。
3. 电解槽的结构电解槽是电解池的重要组成部分，一般分为两种结构： 1. 平行板电解槽：由两块平行的电极板和一个隔膜组成，电极板上有预留的出水孔和进水孔。
2. 槽形电解槽：呈长方形或圆形，内有多个电极。
4. 电解池的工作原理电解池的工作原理主要涉及离子的迁移、电极反应以及电流传输等过程。
1. 离子迁移：正离子向阴极移动，负离子向阳极移动。
2. 电极反应：在电解槽的正极发生氧化反应，在负极发生还原反应。
3. 电流传输：电解质中的离子由外部电源提供的电流推动迁移。
5. 电解池的应用电解池的应用非常广泛，在以下几个领域有重要的作用： ### 5.1 电化学工业- 金属冶炼：铝、锌、铜等金属的生产中广泛应用电解池。
- 电镀：利用电解池将金属镀层电化学地沉积到工件表面。
- 氯碱工业：通过电解氯化钠生产氢气、氯气和氢氧化钠。
5.2 环境保护•电解水处理：利用电解池去除水中的有机物、重金属等污染物。
•水电解制氢：将水分解为氢气和氧气，用于替代传统燃料。
5.3 能源储存•电解制氢：利用电解池将水电能转化为氢气能，实现能源储存。
5.4 医学领域•电解浴：电解池中的电解液能够加速创面愈合和治疗皮肤病。
6. 电解池的优缺点6.1 优点•高效能：转化效率高，能量损失较小。
•环保：不产生污染物和有害气体。
•可调控性强：通过调整电解质、电流等参数可实现多种化学反应。
6.2 缺点•能量消耗：电解过程需要大量的电能。
•成本高：电解质和设备成本较高。
•操作复杂：电解槽需要维护和控制。
电解池的工作原理及应用
用石墨作电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液， 通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状 况下),原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为( A ) A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1:3的
CuSO4和NaCl的混合溶液,可能发生的反应有( ①2Cu2++2H2O ②Cu2++2Cl③ 2Cl-+2H
(2)电解过程中溶液的pH减小的有 CuSO4 H2SO4 ,
(3)电解过程中溶液的pH不变的有
Na2SO4
。
有何规律？
电解过程中溶液pH的变化规律
(1)电解时,只生成H2而不生成O2,则溶液的pH
增大
。 。
减小 (2)电解时,只生成O2而不生成H2,则溶液的pH (3)电解时,既生成H2又生成O2,则实际为电解水。 减小 ①若为酸性,则pH ， 增大 ②若为碱性,则pH ， 不变 ③若为中性,则pH 。
溶液pH变化的原 因、结果
水减少，酸溶液的浓 度增大，pH减小 水减少，碱溶液的浓 度增大，pH增大
电解质溶 液复原
加H 2 O
加H 2 O
H2SO4
NaOH
Na2SO4
水减少，盐溶液的浓 度增大，pH不变
加H 2 O
类 型
电解质
电极反应
溶液pH变化的原因、 电解质溶液复 结果 原 水不变,酸减少, C(H+)减小,pH增大 pH基本不变 H+放电，C(H+)减小 , C(OH-)增大,pH增 大 加HCl 气体 加CuCl2 加HCl 气体
金太阳85页第6题
电解池的原理及应用
电解池的原理及应用电解池是一种利用电解质溶液中的离子进行电解反应的装置。
它由两个电极——阴极和阳极构成，两个电极之间有一定距离，同时在电解质溶液中可以加入适量的助剂。
电解质溶液中的离子在电流作用下，从阴极向阳极迁移，完成电解反应。
电解池的原理是根据电解质溶液中的离子在电场作用下的迁移速度不同，从而使得阴离子向阳极迁移，阴极有电离子转化为中性的原子或者分子，阳极则将中性物质转化为离子。
电解池中的电解反应通常有两种类型：在阴极上发生的还原反应和在阳极上发生的氧化反应。
在电解池中，阴极引入电流后发生还原反应，离子给电子，恢复到中性的原子或者分子状态。
这些还原反应产生的产物通常具有还原性，如氢气的产生。
反之，在阳极处发生氧化反应，中性物质失去电子，转化为离子状态。
这些氧化反应的产物通常具有氧化性，如氧气的产生。
电解池的应用十分广泛。
首先，电解池广泛应用于化学工业领域。
电解池可以用来生产化学品，如氯气、氢气、氧气、锌、铝等。
通过电解质溶液中离子的转化，可以实现这些物质的高效制备，满足工业需求。
此外，电解池还可以用于电镀工业。
通过控制电解液中离子的转化，可以在金属表面上形成一层均匀且致密的金属膜，实现对金属的防腐蚀、提高外观和机械性能。
其次，电解池还被广泛应用于环保领域。
例如，电解池可以用于废水处理。
通过控制电解过程，可以使废水中的重金属离子沉淀，达到净化水质的目的。
另外，电解池还可以用于空气净化。
通过引入电流，可以使空气中的有害气体发生氧化还原反应，降低空气中的污染物浓度。
此外，电解池还在电力工业中应用广泛。
一种重要的应用是电解水制氢。
水可以通过电解分解为氢气和氧气。
氢气是一种优质的能源，可以被用于燃料电池发电或者替代石油作为燃料。
而氧气则可以作为一种工业氧化剂被运用。
总而言之，电解池是一种通过将电流引入电解质溶液中，使离子发生转化的装置。
其应用广泛，包括化学工业、环保领域和电力工业等。
电解池的原理和应用具有重要的理论和实践意义。
电解池的原理和应用
电解池的原理和应用原理电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
具体来说，它是由一个或多个电极组成的系统，通过电解过程将电能转化为化学能。
电解过程在电解池中，通常会有两个电极：阳极和阴极。
当外部电源施加在电解池上时，阴极会吸引阳离子，而阳极会吸引阴离子。
这导致溶液中的离子移动，并在电极上发生化学反应。
分解反应在电解过程中，阳极和阴极上会发生不同的化学反应。
在阳极上，通常发生氧化反应，而在阴极上发生还原反应。
这些反应导致溶液中的化学物质发生分解，从而产生新的物质。
应用电解池在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：金属提取电解池常被用于从矿石中提取金属。
例如，铜、铝和锌等金属通过电解池的电解过程从其相应的矿石中提取出来。
电镀电解池在电镀过程中发挥关键作用。
通过施加电流，在金属表面上形成致密、均匀的镀层，以保护金属免受腐蚀或提供装饰效果。
电解水电解池可以用于将水分解为氢气和氧气。
这在制取氢气、燃料电池和氢能源领域具有重要意义。
电解制盐电解池也可以用于制取盐类。
通过电解海水或其他含有盐的溶液，可以分离出纯净的盐。
化学合成电解池能够驱动化学反应，使其在电极上发生。
这可以用于合成有机化合物、电池材料和其他化学产品。
教育实验电解池也广泛应用于教育实验室。
通过实验，学生可以观察电解过程、理解化学反应和研究离子迁移。
总结电解池是将电能转化为化学能的设备，通过电解过程实现了化学物质的分解和合成。
它在金属提取、电镀、电解水、制盐、化学合成和教育实验等领域都有广泛应用。
电解池的原理和应用的理解对于理化学习和实际应用都具有重要意义。
电解池的工作原理及应用
二十三专题电解池的工作原理及应用纲解读基础再现・思考提醒一、电解池、电解原理1.电解原理仃)电解：使通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在引起______ 的过程。
(2)电解池(也叫电解槽)：把—能转牝为__________ 能的装置。
(3)电极名称与电极反应：与电源正极相连的为________ ,发生_________ 反应;与电源负极相连的为 ________ ,发生 ________ 反应。
溶液•2.电解CuCl2溶液(如右图所示)(1)阳极反应：石)荫极反石6)虑另粒二.电解原理的应用1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式：( _______ 反应)阴极反应式：( 反应)(2)总反应方程式:2NaCl+2H20=^=2Na0H+H21 +C121 离子反应方程式：2C1 +2HO窪20H +H2t+Cl"(3)应用：氯碱工业制_______ ■ _______ 和_______ 。
2.电镀----------- ‘I ---------右图为金属表面镀银的工作示意图.据此回答下列问题:(1)镀件作—极，镀层金属银作—极。
(2)电解质溶液是(3)电极反应: 阳极：(1)电极材料：阳极为;阴极为。
(2)电解质溶液：含的盐溶液。
(3)电极反应：阳极为9 阴极为__________________________________________________________________ O4.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金Na. Ca. Mg. Al等。
仃)冶炼钠2NaCl (熔融t电极反应：阳极：阴极：__________________________________________________________________ O(2)冶炼铝2AL0;((熔触)县邑4A1+30"电极反应：阳极： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9阴极：聚焦考点典例剖析考点1电极产物的判断及有关反应式的书写原电池的两极称为正极、负极，是由两极材料的相对活泼程度决定。
电解池的工作原理与应用
电解池的工作原理与应用1. 引言电解池是一种能够实现电化学反响的设备，它由两个电极〔阳极和阴极〕和介质电解质组成。
电解质溶液中的离子在电场的作用下在电解质中迁移，从而实现了电解反响。
本文将介绍电解池的工作原理和其在不同领域的应用。
2. 电解池的工作原理2.1 电解池的构成电解池是由阳极和阴极以及电解质组成的。
阳极是电流从外部电源中流入电解池的位置，它是电解反响发生的地方。
阴极那么是电流从电解池流出的位置，电解反响在阴极上发生。
电解质溶液中的离子在电场的作用下在电解质中迁移，从而实现了电解反响。
2.2 电解反响在电解池中，电解质溶液中的离子发生氧化复原反响。
阳极上的反响称为氧化反响，阴极上的反响称为复原反响。
氧化反响产生电子，并将溶液中的阴离子转化为中性物质或者气体。
复原反响那么是将阳离子转化为中性物质或者气体，并接受电子。
通过电解质溶液中的离子迁移和电子的流动，电解池实现了电化学反响。
3. 电解池的应用电解池在不同领域有着广泛的应用，以下将介绍几个常见的应用案例。
3.1 铝电解池铝电解池是铝生产过程中的重要设备。
在铝电解池中，通过电解法从氧化铝中提取金属铝。
在铝电解池中，碳阳极和氟化铝熔融电解质共同构成电解池。
从而通过电解反响将氧化铝复原为金属铝。
铝电解池具有高效、能耗低等特点，是铝生产过程中必不可少的设备。
3.2 氢氧化钠电解池氢氧化钠电解池是生产氢氧化钠的重要设施。
在氢氧化钠电解池中，氯化钠溶液通过电解反响转化为氢氧化钠和氯气。
在电解池中，阳极发生氧化反响，生成氯气；阴极发生复原反响，生成氢氧化钠。
氢氧化钠电解池在化工、制药等领域有着广泛的应用。
3.3 电镀电解池电镀电解池用于将金属沉积在另一种金属外表上，以改善其性能。
在电镀电解池中，通常使用防皂液作为电解质。
阳极为需要电镀的工件，阴极为金属板。
通过电解反响，在工件外表上析出金属，从而实现电镀。
电镀电解池广泛应用于汽车制造、电子设备制造等领域。
电解池的工作原理(第2课时)
（2）如果实验后看到有白色沉淀生成，则电解液c可以是______ A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
√
√
拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2
由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧 碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可
制得纯净的Fe(OH)2，并可较长时间观察到白色沉淀。
电解NaCl溶液的分析
阳极 氯 气 实例 电极反应
阳极: 2Cl-- 2e- = Cl 2 ↑
阴极 氢 气 浓度 PH 值 复原
NaCl
阴极: 2H ++ 2e- = H2 ↑ 电解 2NaCl+2H2O
减小
增 大
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
加 HCl
如电解NaCl、KCl、BaCl2溶液等。 阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 总反应：2NaCl+2H2O
阴极
铜 浓度 PH 值 复原
CuSO4
减小
减 小
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
加 CuO
如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。 电解CuSO4溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 总反应： 2CuSO4 +2H2O
电解
2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解原理的应用
一、电镀
实验现象 反应方程式
Cu－2e-＝ Cu2+
阳极： 铜变小
电解池工作原理与应用
【例题6】
C D
【例题7】
负 电解池 阳2 :2Cl--2e=Cl2 阴1:2H++2e=H2 阳6:Cu-2e=Cu2+ 阴5:2Ag++2e=2Ag
0.025mol/L
_
+
13
+
a: 2H2+4OH--4e=4H2O
b: O2+2H2O+4e=4OH-
64.7% 0.65
C
度完全恢复原状，应向溶液中加入
什么物质？
把上题改为铜作阳极，试回答：
C CuSO4 Cu
（1）写出电极反应式；
（2）电解过程中溶液浓度如何
变化？
可否利用电解原理设计一个实验使 铜与水反应。
C u + 2H2O
电解
Cu(OH)2 + H2↑ Cu作阳极
2OH
阳极：Cu-2e- = Cu2+
阴极：2H++2e- = H2↑ 2H2O +2e- =
常见阳离子在阴极放电顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
单质还原性逐渐减弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al 3+Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+
阳离子氧化性逐渐增强
阳极
（1）若为惰性电极（Pt、Au、石墨等）
(1)解：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2↑ 阳极：mO2=1mol×32g/mol=32g； 阴极增加：mb=2mol×64g/mol=128g； 溶液减少：Δm(1)=160g
电解池的工作原理及应用
阴极：2H++2e-=H2 ↑
阳极：2Cl-
—2e-=Cl
2↑
书写电解活泼金属的无氧酸盐以及不活泼金 属的含氧酸盐的总方程式，有什么注意事项？ 属的含氧酸盐的总方程式，有什么注意事项？ 与原电池的总方程式书写不同， 与原电池的总方程式书写不同，电解池的总 方程式通常不是两极反应的叠加。 方程式通常不是两极反应的叠加。通常是先确定 两极反应的产物， 两极反应的产物，然后根据反应物和生成物写出 总方程式。 总方程式。 比较： 比较：不活泼金属的含氧酸盐和活泼金属的 无氧酸盐电解时，溶液的PH怎么变化 怎么变化？ 无氧酸盐电解时，溶液的 怎么变化？ 如要使溶液恢复原来的浓度， 如要使溶液恢复原来的浓度，则分别应该加 少么物质？ 少么物质？
思考： 思考：H2和O2是怎样产生 并用电极方程式表示。 的？并用电极方程式表示。 e e 阳极： 阳极： 阴极： 阴极： 4H+ + 4e- = 2H2↑ 还原反应 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 氧化反应 该电解水装置有什么缺陷？如何改进？ 该电解水装置有什么缺陷？如何改进？
电解时离子放电顺序
电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
下图所示装置中， 、 都是惰性电极 都是惰性电极， 下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一 段时间后， 极附近溶液呈红色 极附近溶液呈红色。 段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确 ( AC ) 的是 A．X是正极，Y是负极 是正极， 是负极 ． 是正极 B．X是负极，Y是正极 是负极， 是正极 ． 是负极 C．CuSO4溶液的 值逐渐减小 溶液的PH值逐渐减小 ． D．CuSO4溶液的 值不变 溶液的PH值不变 ．
W ×100% W + 36a
电解池的工作原理及应用
电解池的工作原理及应用电解池是一种通过电解过程实现化学反应的装置。
它由一个负极（阴极）和一个正极（阳极）组成，两极之间通过电解质溶液相连。
当外部电源连接到电解池上时，阴极会成为负极，而阳极则成为正极。
电解池的工作原理基于两个重要的电化学过程：氧化与还原。
在电解过程中，阳极会发生氧化反应，而阴极则发生还原反应。
阳极上的阳离子接受电子并发生氧化反应，而阴极上的阴离子则接受电子并发生还原反应。
这两个反应共同完成了电子从阴极流向阳极的过程。
具体来说，当外部电源连接到电解池上时，阴极上的电子流向外部电源，产生了一个负电荷。
而阳极上发生的氧化反应导致电子流到电解细胞中，产生了一个正电荷。
负电荷和正电荷之间通过电解质溶液相互传递，使整个电解池保持电中性。
电解池的应用十分广泛。
其中一个重要的应用是通过电解产生金属。
这种过程被称为电解冶金。
在电解冶金中，金属的离子化合物溶液被用作电解质。
当外部电源连接到电解池上时，金属阳离子接受电子并在阴极上还原成金属物质。
这种方法被用来提取铝、镁等许多金属。
另一个重要的应用是电解化学合成。
在电解化学合成中，通过电解过程进行有机化合物的合成。
例如，氯化钠可以通过电解氯化钠溶液来合成氯气和氢气。
类似地，电解也可以用于合成其他有机化合物，如酸、碱等。
此外，电解池还被广泛应用于环境保护领域。
例如，电解池可以用于处理废水和废液，通过电解将废水中的有害物质分解或转化为无害的物质。
这种方法被称为电化学废水处理。
电解池还可以用于电解电池的制造和电化学分析等领域。
总的来说，电解池作为一种通过电解过程实现化学反应的装置，在金属冶炼、有机化学合成和环境保护等领域发挥着重要作用。
通过调控电解质溶液和外部电源，我们可以控制电解池中的氧化与还原反应，实现所需的化学反应。
电解池的应用和原理
电解池的应用和原理概述电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极和电解质组成，通过在电极之间施加电压使电子和离子在电解质中发生移动，从而产生化学反应。
电解池在许多领域都有重要的应用，如电解电镀、电解产氢、电解水制氧等。
本文将介绍电解池的原理和一些常见的应用。
电解池的原理电解池原理基于电解，即利用电流通过电解质溶液或熔融电解质时，正负极之间的电势差使电子和离子发生移动，从而进行化学反应。
电解池由阳极和阴极组成，它们分别连接到正极和负极。
电解质溶液或熔融电解质填充在电解池中，起到传导电流和提供离子的作用。
阳极是电流的进入端，通常为正极，它是电解质溶液中离子的氧化位置。
阴极是电流的输出端，通常为负极，它是电解质溶液中离子的还原位置。
电解池在工作时需要外部电源提供电压。
当电压施加在电解池的两极上时，阳极产生氧化反应，阴极产生还原反应。
这些反应使得阳极处产生正离子和电子，阴极处接受这些正离子和电子，并在此过程中产生反应生成物。
电解池的应用1.电解电镀：电解电镀是利用电解池对金属工件表面进行化学镀层的过程。
通过在电解池中将贵金属如金、银等的离子还原到基材的表面，可以实现金属工件的表面镀层，提高工件的耐腐蚀性和美观度。
2.电解产氢：电解池在工业上常用于水电解制氢。
通过在电解池中施加电流使水分解为氢氧气，其中阳极上发生氧化反应生成氧气，阴极上发生还原反应生成氢气。
这种方法是一种环保的氢气生产方式，被广泛应用于制氢工业。
3.电解水制氧：电解池可以利用电能将水分解为氧气和氢气。
这种方法在太空舱和潜艇等封闭环境中常用于提供呼吸气体，同时也可以用于制备高纯度的氧气。
4.电解除锈：电解池可以用于除去锈蚀金属表面的铁锈。
将受锈蚀的金属作为阴极，通过电解还原反应将铁锈还原成金属，从而去除锈蚀现象。
5.电解药物合成：电解池可以用于某些药物的合成过程。
通过在电解池中施加电流，使得药物原料发生氧化、还原等化学反应，从而合成出所需的药物。
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则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A
阴极:产生无色、无味气体
电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 第一个问题:
(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
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 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 氢氧化钠的产量和质量。
阴极
阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑ 氧化反应 还原反应 阴极： 2H+ + 2e- == H2 ↑ 总反应： 2NaCl+2H2O
通电
2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
电解 2Cl 2 H 2O Cl2 H 2 2OH
• 若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.
有机合成、造纸
氯化物合成
农药
玻璃、肥皂
纺织、印染
二、电解原理的应用
2、电镀：在某些金属表面镀上一薄层其他金属（如锌 铬镍银等）或合金的方法。目的是增强抗腐蚀能力增加 美观和表面硬度。
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金 铜片
硫酸铜溶液 待镀件
属的电解质
实质：阳极参加反应的电解
电镀铜原理
解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极 Cu2++2e- =Cu 2H++2e- =H2↑ 阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗 OH- 2mol,即产生H+ 2mol. 阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中 C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.
人教版选修4 · 化学反应原理
第四章
电化学基础
第三节
电解池
二、电解原理的应用
1、氯碱工业（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）
食盐水中存在的离子：
Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-
离子放电顺序： 阳离子 H+ ＞ Na+ 阴离子 Cl- ＞ OH电极反应：
阳极 Cl- H+ OH- Na+
通电
2Na + Cl2 ↑
电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的
方法）
制取金属铝
电解熔融状态的氧化铝。
阳极：
阴极：
6O 2- －12e- == 3O2↑ 4Al 3+ + 12e- == 4Al
通电
总反应：ห้องสมุดไป่ตู้Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 ↑ 冰晶石 助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）
Cu Ag Au
Cu-2e- = Cu2+ 阳极泥
CuSO4溶液
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
问:电解完后,CuSO4溶 液的浓度有何变化？
电解精炼铜
电解精炼铜原理：
①粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu ②比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出； ③比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉 积形成阳极泥； ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变（略小）。
C —
原电池的正极＞
电解池的阴极
Fe 海水
拓展练习
下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
Fe Fe Zn
Fe
C
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
F(天然水)
三、电解计算——电子守恒法
例1 ： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶 液,通电一段时间,两极均产生11.2L(标况)气 体.求电解后溶液的氢离子浓度,并确定析出铜 的物质的量.
Cl2 +
H2 － NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
阳 极 室
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
阴 极 室
H2O（含少量NaOH）
以氯碱工业为基础的化工生产
电解饱和食盐水
湿氢气
湿氯气
液碱
H2
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成
二、电解原理的应用
4、电冶金 • 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解 法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像 Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎 是唯一可行的工业方法。
制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。
阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑
阴极： 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应： 2NaCl(熔融)
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
AlCl3为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解。
冶炼铝设备图
阳极C
烟罩 电解质 熔融 态铝 钢壳 耐火 材料 阴极C 钢导电棒
拓展：金属的防护
金属腐蚀的快慢程度：
电解池的阳极＞
原电池的负极＞ 化学腐蚀＞ +
阳极：镀层金属（纯铜板） 阴极：待镀金属制品
电镀铜
电镀液：含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）
三、电解原理的应用
3、粗铜的电解精炼 纯铜
－
+
粗铜
阳极：
- = Zn2+ Zn 阳极泥Zn-2e : 相对不活泼的金 属以单质的形式沉积在电 Fe Fe -2e- = Fe2+ 解槽底 ,形成阳极泥 Ni Ni -2e- = Ni2+
计算关系式：
4e- ～ O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－
例2 ： 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合
液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气 体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ A ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L 阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol D.4mol/L