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—