高中化学《电解池》PPT课件
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1
有关电解
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个 原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921 年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现 代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前， 世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数 仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解是将电能转化为化 学能的一种重要方法。
由电极本身决定 正极：流入电子 负极：流出电子 （外电路）负极 → 正极
由外电源决定 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极
电源负极→阴极→阳极→电源正极
（外电路）正极→负极
电源正极→阳极→阴极→电源负极
电极反应
负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应）
减小
CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
PH 复原 值
减 小
CuCl2
-
1313
2、电解水型 阳极
阴极
实例 Na2SO4
氧
氢
气
Na2SO4溶液 气
电极反应
浓度
阳极: 4OH- -4e- = 2H2O+O2↑
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
2H2O电解 2H2↑ +O2↑
变大
P H
复原
值
不加 变 H2O
> Fe2+ >Zn2+ > H+（水） > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+
> Ba2+ > K+
（2）阴离子放电（失电子）顺序： 还原性
S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (水)> (NO3－、SO42– 等)
含氧酸根 > F－
注意：若阳极是活性电极(铂、碳、金之外）阳极本身失 去电子被氧化，阴离子不在阳极放电;若阳极是惰性电极， 还原性强的阴离子在阳极放电，阴极材料不发生任何变化。
-
1414
3、放氢生碱型 阳极
阴极
实例 NaCl
氯
氢
气
气
NaCl溶液
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
减小
增 大
加 HCl
电解
2NaCl+2H2O - 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑ 1515
阳极
阴极
4、放氧生酸型
氧 气
电流是直流电；
电解是非自发地将 电 能转化为 化学 能。
1、电解池（槽）：电能转化为化学能的装置。
2、构成电解池的条件： （1）直流电源、两个电极； （2）电解质溶液或熔融的电解质； （3）闭合回路。
3. 电源、电极、电极反应关系
阴离子移向 阳离子移向
电源正极 (阳极) 电源负极 (阴极)
发生氧化反应 发生还原反应
总结：分析电解反应的一般思路： 明确溶液中存在哪些离子 先电离
判断阳极材料及阴阳两极附近 后电解
离子种类及离子放电顺序
根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物
★电解规律
阳极
阴极
1、电解电解质型
实例
CuCl2
氯 气
CuCl2溶液
电极反应
铜 浓度
阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓
CuCl2溶液
A：理论先行
向氯化铜溶液中通入直流电
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
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
思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
B：实验事实
阴极
铜
阳极
氯 气
阳极：有气泡，刺激性气味，并能使湿润的 KI—淀粉试 纸变蓝
阴极：碳棒上有一层红色物质析出
一、电解原理
电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而 在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
理解：电解质溶液导电的过程就是 电解 过程。
阳极：2 Cl- - 2e- = Cl2 ↑(氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)
能量转化 应用
ห้องสมุดไป่ตู้
化学能→ 电能
设计电池、金属防腐
-
电能→化学能 氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼10
4、离子放电顺序：
（1）阳离子放电（得电子）顺序：氧化性 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+
铜
CuSO4溶液
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑
加
阴极：Cu2++ 2e- =Cu
减小 减小 CuO
电解
2CuSO4+ 2H2O
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
-
1616
电解规律（惰性电极）小结
Ⅰ
Ⅱ
阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
-
1717
5.电极反应式的书写
离子放电： 阴离子失电子、阳离子得电子的过程。
装置
原电池
电解池
实例 原理 形成条件
电极名称 电子流向 电流方向
铜锌原电池
电解氯化铜
发生氧化还原反应，从而形成电流
电流通过引起氧化还原反应
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、 电源、电极（惰性或非惰性）、电解质 形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 （水溶液或熔融态）
（1）写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及 总反应式
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↑
-
5
A：理论先行
①通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子；
②通电后：Cu2+移向阴极得到电子，
Cl－移向阳极失去电子； ③电极反应：
阳极：2Cl- － 2e-= Cl2↑（氧化反应） 阴极：Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
-
22
检查复习
G
思考右图原电池的电极反应、电池总反应。 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。 问题：如果把两根石墨棒作电极插入
CuCl2溶液
CC
CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是 原电池装置吗？会发生怎样的现象呢？
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有关电解
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个 原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921 年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现 代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前， 世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数 仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解是将电能转化为化 学能的一种重要方法。
由电极本身决定 正极：流入电子 负极：流出电子 （外电路）负极 → 正极
由外电源决定 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极
电源负极→阴极→阳极→电源正极
（外电路）正极→负极
电源正极→阳极→阴极→电源负极
电极反应
负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应）
减小
CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
PH 复原 值
减 小
CuCl2
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2、电解水型 阳极
阴极
实例 Na2SO4
氧
氢
气
Na2SO4溶液 气
电极反应
浓度
阳极: 4OH- -4e- = 2H2O+O2↑
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
2H2O电解 2H2↑ +O2↑
变大
P H
复原
值
不加 变 H2O
> Fe2+ >Zn2+ > H+（水） > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+
> Ba2+ > K+
（2）阴离子放电（失电子）顺序： 还原性
S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (水)> (NO3－、SO42– 等)
含氧酸根 > F－
注意：若阳极是活性电极(铂、碳、金之外）阳极本身失 去电子被氧化，阴离子不在阳极放电;若阳极是惰性电极， 还原性强的阴离子在阳极放电，阴极材料不发生任何变化。
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3、放氢生碱型 阳极
阴极
实例 NaCl
氯
氢
气
气
NaCl溶液
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
减小
增 大
加 HCl
电解
2NaCl+2H2O - 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑ 1515
阳极
阴极
4、放氧生酸型
氧 气
电流是直流电；
电解是非自发地将 电 能转化为 化学 能。
1、电解池（槽）：电能转化为化学能的装置。
2、构成电解池的条件： （1）直流电源、两个电极； （2）电解质溶液或熔融的电解质； （3）闭合回路。
3. 电源、电极、电极反应关系
阴离子移向 阳离子移向
电源正极 (阳极) 电源负极 (阴极)
发生氧化反应 发生还原反应
总结：分析电解反应的一般思路： 明确溶液中存在哪些离子 先电离
判断阳极材料及阴阳两极附近 后电解
离子种类及离子放电顺序
根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物
★电解规律
阳极
阴极
1、电解电解质型
实例
CuCl2
氯 气
CuCl2溶液
电极反应
铜 浓度
阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓
CuCl2溶液
A：理论先行
向氯化铜溶液中通入直流电
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
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
思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
B：实验事实
阴极
铜
阳极
氯 气
阳极：有气泡，刺激性气味，并能使湿润的 KI—淀粉试 纸变蓝
阴极：碳棒上有一层红色物质析出
一、电解原理
电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而 在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
理解：电解质溶液导电的过程就是 电解 过程。
阳极：2 Cl- - 2e- = Cl2 ↑(氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)
能量转化 应用
ห้องสมุดไป่ตู้
化学能→ 电能
设计电池、金属防腐
-
电能→化学能 氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼10
4、离子放电顺序：
（1）阳离子放电（得电子）顺序：氧化性 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+
铜
CuSO4溶液
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑
加
阴极：Cu2++ 2e- =Cu
减小 减小 CuO
电解
2CuSO4+ 2H2O
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
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电解规律（惰性电极）小结
Ⅰ
Ⅱ
阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
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5.电极反应式的书写
离子放电： 阴离子失电子、阳离子得电子的过程。
装置
原电池
电解池
实例 原理 形成条件
电极名称 电子流向 电流方向
铜锌原电池
电解氯化铜
发生氧化还原反应，从而形成电流
电流通过引起氧化还原反应
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、 电源、电极（惰性或非惰性）、电解质 形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 （水溶液或熔融态）
（1）写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及 总反应式
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↑
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A：理论先行
①通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子；
②通电后：Cu2+移向阴极得到电子，
Cl－移向阳极失去电子； ③电极反应：
阳极：2Cl- － 2e-= Cl2↑（氧化反应） 阴极：Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
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检查复习
G
思考右图原电池的电极反应、电池总反应。 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。 问题：如果把两根石墨棒作电极插入
CuCl2溶液
CC
CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是 原电池装置吗？会发生怎样的现象呢？