电解池课件

通电
2Na + Cl2 ↑
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电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
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冶炼铝
原理:
阳极：6O2--12 e- =3O2↑ - =4Al 阴极：4Al3+ + 12e 通电 总式：2Al2O3 4Al+3O2 ↑ 助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠） 阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
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(4).原理：阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发 生还原反应 (5)、阴阳两极得失电子规律
(1)阳极：
①若为活性电极（除C、Pt、Au外的金属），
则电极本身失电子被氧化（注意：Fe-2e-=Fe2+)
②若为惰性电极（C、Pt、Au ），
则由溶液中阴离子“争”失电子 溶液中阴离子的放电顺序（失电子能力）是： S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->含氧酸根>F7
2
CuCl2
电解
Cu +Cl2↑
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1、电解定义
在外加直流电源的作用下，电解质的阴阳 离子在阴阳两极发生氧化还原反应的过程， 叫电解。
明 确
⑴ 电流是发生氧化—还原反应的根源、
动力。
⑵
阴阳离子在做定向运动导电的同时， 也就在两极发生了氧化还原反应， 生成了新物质；而金属导电是由自 由电子的定向运动形成，无反应发 生，无新物质生成，两者有本质区 别。
3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，
电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的 pH值均减小，而在①和④两极，电极产物 的物质的量之比为1︰2的是
甲
甲
乙
乙
A B 甲 KOH H2SO4 乙 CuSO4 AgNO3

C D Na2SO4 CuSO4 HCl HNO3
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D
4.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极， 通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下 列说法正确的是 AC A．X是正极，Y是负极 B．X是负极，Y是正极 C．CuSO4溶液的pH值逐渐减小 D．CuSO4溶液的pH值不变
电解质溶液复原所加物质：相应金属氧化物 pH变化：明显减小 小结：电解质溶液复原所加物质为：从阴阳两极析 出的物质的化合物，即离开体系的物质的化合物。
巩固练习
1.判断A、B、C、D属于原电池的是——，属于电解
池的是——；并写出下列装置的电极反应式。 Fe Ag
AgNO3 Cu Ag Cu
（ D）
C
通电
阴极产物 阳极产物 电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。
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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：碳钢网 阳极：钛网 阳离子交换膜：只允许阳离子通过,Cl-、 OH-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而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应 ，而影响氢氧 化钠的产量。
4
2、电解池
（1）定义：把电能转化为化学能的装置。又叫电解槽 （2）形成条件： ①两个电极 阳极：与电源正极相连的一极 阴极：与电源负极相连的一极 ②外接电源 ③电解质溶液或熔融的电解质
④形成闭合回路
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(3)、电解池中电子及离子移动方向： 电子由电源负极流向阴极，由阳 极流回电源正极 溶液中：阳离子移向阴极，阴离子 移向阳极
通电
总反应：2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
电解质溶液复原所加物质：H2O pH变化：原来呈酸性的pH减小，原来呈碱 性的pH增大，原来呈中性的pH不变
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②分解电解质型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐 （其中氟化物除外）。如HCl、HBr、CuCl2等
电解质溶液复原所加物质：原溶质 pH变化：若为酸则pH增大但不超过7，若为盐则不定 （与酸有关），如CuCl2忽略Cl2的溶解则pH增大
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一、电解原理
2
电解氯化铜原理
直流电源 I 电极 负极 e 电源 正极 e I
（析出Cu） 阴极 被还原
阳极 （放出Cl2↑） Cu2+ Cl– 被氧化
电解质
得e
失e
CuCl2 ＝ Cu2++2Cl–
电极反应
阴极: Cu2+ + 2e ＝ Cu （还原反应）
阳极: 2Cl－－2e ＝Cl2↑ （氧化反应） 总反应: Cu2+ + 2Cl－ 电解 Cu +Cl ↑（氧化还原反应）
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阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ↑
阴极： Cu 2++ 2e -= Cu
总反应： 通电 2CuSO4+2H2O == 2H2 SO4+O2 ↑+2Cu 通电 2+ 2Cu +2H2O == 4H++O2 ↑+2Cu
(7)用惰性电极电解电解质溶液的规律
①电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的 含氧酸盐。如H2SO4、NaOH、Na2SO4等 阳极：4OH--4e-=O2 ↑ +2H2O 阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
应用电解原理将不纯 将电能转变成化学能 的金属提纯的装置。 的装置。
电极 名称 电极 反应
阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属； 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：镀层金属； 阴极：镀件
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
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1．下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）。 A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡 放出速度加快 D．与电源负极相连的是电解槽的阴极 2．100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应 速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ）。 A．加入适量的6mol/L的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液 3．用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保 持不变的是（ ）。 A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl 4．下列关于铜电极的叙述，正确的是（ ）。 A．铜锌原电池中铜是正极 B．用电解法精炼粗铜时，铜作阳极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 32 D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极
(2)阴极：无论活性还是惰性电极，电极本身都不 参加反应，由溶液中阳离子“争”得电子 阳离子在阴极上放电顺序（得电子能力）是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水） > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
想一想： 若以铜为阳极,铁为阴极,电解 氯化铜溶液，情况又如何？
(6)电极反应及总反应的书写 原则：得失电子守恒，两极反应相加即得总反应。 书写电极反应时，用实际参加反应的离子表示（弱 电解质也可用化学式表示）。书写总反应时，注明 “电解”或“通电”条件，且弱电解质必须写成化 学式。 方法：先看电极材料，主要是阳极，再分析得 失电子的物质或离子同时注意溶液中的离子是 否参加反应。
过量BaCl2 过量NaOH 粗盐水 2 3 (除SO 2 ) ( 除 Mg . Fe ) 4
过量Na 2CO3 (除Ca 2 .Ba 2 )
适量盐酸 含少量 阳离子交换塔 过滤 2 (除泥沙及沉淀 ) (除CO 3 ) Ca2+.Mg2+ (除Ca 2 .Mg 2 )
精制 盐水23
•X Y • a Pt
Cu
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
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二、电解原理的应用
1.电解食盐水
阳极：湿润的淀粉－KI试纸 阴极：酚酞试液
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现象： 阳极：有气泡产生，使湿 润的淀粉－KI试纸变蓝 阴极：有气泡产生，滴加 酚酞溶液变红

实验装置
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 总式：2NaCl+2H2O=＝＝2NaOH+H2↑+Cl2↑
③放H2生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化 物除外），如NaCl、KBr、MgCl2等
阳极：2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑
2Cl-+2H2O ====
通电 通电
2OH- + H2 ↑ +Cl2 ↑
2NaCl+2H2O = = = 2NaOH + H2 ↑ +Cl2 ↑ 电解质溶液复原所加物质：一般为HX
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?
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
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钢导电棒
思考交流
试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
(提示:比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物）
小结
1、电源、电极、电极反应关系
与电源正极相连
思考:
1. a 、b哪一极为正极？ 2. 若要给铁叉镀锌， a极选用什么材料？ 选择何种溶液？
e-
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金属性强弱的判断
已知①M+N2+=M2++N ②Pt极电解相同浓度P 和M的硫酸盐，阴极先析出M ③N与E有导线相连放 入E的硫酸盐溶液,电极反应：E2++2e-=E，N-2e=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为