电解池第一课时

电 条 件 过 程 特 点 联 系
离
电
解
电解质溶于水或 受热 熔融状态 电解质电离成为 自由移动的离子 例NaCl=Na++Cl只产生自由移动的 离子
电解质电离后再通 直流电 阴阳离子定向移动， 阴阳离子定向移动，在 两极上发生氧化还原反 应。 通电 例2NaCl=2Na+Cl2↑ 发生了氧化还原反 应产生了新物质
借助氧化还原反应， 电能转化 借助氧化还原反应，把电能转化 氧化还原反应 化学能的装置 的装置. 为化学能的装置.
构成条件: 构成条件: (1)外加直流电源 (1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极 与电源相连的两个电极： (2)与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质 (3)电解质溶液或熔化的电解质
e- e铁电极
¯
e-- ee
+ K闭合
e- 石墨电极 e-
I
Na+
Cl¯ Cl¯
eCl2
熔融NaCl
Na+
e-
电解池工作原理微观动画 示意图
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出， 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。 到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。 电子只在外电路定向移动， （注：电子只在外电路定向移动，不能从溶 液中移动） 液中移动） 离子定向移动的方向: 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. 阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动. 移动 移动
e- e铁电极
¯
e-- ee
+ K闭合
e- 石墨电极 e-
I
Na+
Cl¯ Cl¯
eCl2
熔融NaCl
Na+
e-
电解池工作原理微观动画 示意图
实验分析： 实验分析： 通电前： 通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： 阳离子：Na+ 阴离子： 阴离子：Cl做无规则运动 通电后：（必须直流电） 通电后： 必须直流电） （1）确定电极名称： ）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关
电解熔融氯化钠
铁 电 极
Na+ Cl -
石 墨 电 极
电解熔融氯化钠
阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阴极放电 阳极 阳极：2Cl-→Cl2↑ + 2e- 氧化反应 阴极： 阴极：2Na+ +2e-→2Na 还原反应 总式： 总式：
2NaCl
通电
2Na+Cl2 ↑
电解必须建立在电离的基础上
基础达标答案 1.① （×） Na+向阴极移动。 ① 阴极移动 移动。 ② （×）与直流电源负极相连的电极为 阴极， 阴极，发生还原反应 。 ③ （∨） 电子只在外电路定向移动， 只在外电路定向移动 ④（×）电子只在外电路定向移动，不 能在熔融电解质中移动 能在熔融电解质中移动
提示：氧化铝在熔融状态下以 提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在
阳极 阴极
6O2- → 3O2↑ +12e4Al3++12e- →4Al
应式： 总反应式： 2Al2O3 应式
＝ 4Al+3O
通电
2↑
思 考：
工业上制取氯气是采用电解饱和食盐水 的方法，化学反应方程式是： 的方法，化学反应方程式是： 2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑, 其产物中没有钠单质，为什么？ 其产物中没有钠单质，为什么？
第1课时 课时
2NaCl(s) =2Na(s)+Cl2(g) △H = +822.3kJ·mol-1
电能
→ 化学能
电解熔融氯化钠
铁 电 极 石 墨 电 极
熔融NaCl 熔融 电解熔融氯化钠
铁电极
¯
+
K断开
石墨电极
Na+

Na+
Cl¯
Cl¯
Na+
Cl¯
Na+
Cl¯
电解池工作原理微观动画 示意图
电解: 电流通过电解质溶液而在 通过电解质溶液而在阴阳 电解: 使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 引起氧化还原反应的过程。 两极引起氧化还原反应的过程。 电解池: 电解池:
阴 阳极 还 原 反 应
极 阴极
+
氧 化 阳极
极
反 应
阳
阴
与电源正极相连 阴离子移向 阳离子移向 阳极 阴极 与电源负极相连 发生氧化反应 发生还原反应
说明电解池的阴阳极取决于外接电源的正负 阴阳离子定向运动，氧化、 极，阴阳离子定向运动，氧化、还原反应 都是在阴阳极确定后随之发生。 都是在阴阳极确定后随之发生。
实验装置
离子放电顺序： 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。 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 阳极： 阳极： 活性材料作电极时： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等) (Pt 离子的放电顺序（由难到易） 离子的放电顺序（由难到易）是：
通电
1.电解食盐水 电解食盐水
现象： 现象： 阳极：有气泡产生， 阳极：有气泡产生， 使湿润的淀粉－ 使湿润的淀粉－KI 溶液变蓝 阴极：有气泡产生， 阴极：有气泡产生， 滴加酚酞溶液变红
阳极： 阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极： 阴极：2H++2e- =H2↑ 总式： 总式： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件 通电 条件:通电 条件 通电)
针对练习1： 针对练习 ： 分析下图， 分析下图，属于电解池的有
③⑥
实验： 实验：电解熔融的氯化钠 通电前： 通电前：分析熔融电解质 中的离子情况 阳离子： 阴离子： 阳离子：Na+ 阴离子：Cl做无规则运动
石 墨 电极 氯 气 铁电极
钠
熔融NaCl 熔融
现象： 现象： 通电后： 必须直流电） 通电后：（必须直流电） 石墨极 有气泡， 石墨极：有气泡， 确定电极名称： 确定电极名称： 有刺激性气味， 有刺激性气味，并能 阳极（接电源正极） 阳极（接电源正极） 湿润的KI-淀 粉试 使 湿润的 淀 阴极（接电源负极） 阴极（接电源负极） 纸变蓝（ 纸变蓝（Cl2) 与电极材料无关 铁极： 铁极：有金属钠析出
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F等含氧酸根离子）
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ >(H 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H 不同时按（H+） 不同时按（
2. 阳极：2Cl- →Cl2↑ + 2e- 氧化反应 阳极： 阴极： 阴极：Mg2+ +2e- →Mg 还原反应 总反应式： MgCl2 总反应式：
通电
Mg+Cl2 ↑
工业上采用电解熔融氧化铝的方法来制活泼的 两极的电极材料均为石墨）， ），试写出电 铝（两极的电极材料均为石墨），试写出电 极反应和总的反应方程式。 极反应和总的反应方程式。
通电
4OH-→O2↑+2H2O+4e氧化反应
=
2H2↑+O2↑
惰性电极与活性电极： 惰性电极与活性电极：
惰性电极( 惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应 石墨) 仅仅导电， 活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可 活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、 ）：既可以导电 以参与电极反应
阴极: 阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应， 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。 生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是： 阳离子在阴极上放电顺序是：
水的电离与电解 水的电离与电解
阳极 H++OH- →阳极 H2O ↓ 阴 极 4H++4e-→2H2↑ 还原反应 2H2O