电解原理及应用.ppt
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1、第三节第三节 电解池电解池 电解原理及应用电解原理及应用新课标人教版选修四新课标人教版选修四CuCl2溶液在电流的作用下发生了化学变化,溶液在电流的作用下发生了化学变化,分解生成了分解生成了Cu和和Cl2一、电解原理一、电解原理(以(以电解氯化铜电解氯化铜为例)为例)实验实验4-2:用惰性用惰性(石墨石墨)电极电解氯化铜溶液电极电解氯化铜溶液氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液有气泡,气体有刺激性气味,有气泡,气体有刺激性气味,并能使并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸变蓝粉试纸变蓝碳棒上有一层红色的物质析出碳棒上有一层红色的物质析出现象:现象: 与电源负极相连的一极与电源负极相连的一极与电源正极
2、相连的一极与电源正极相连的一极铜铜Cl2 结论:结论:直流电源直流电源电极电极电解质电解质电极反应电极反应阴极阴极:阳极阳极:总反应总反应:Cu2+ClClCu2+ + 2e Cu2Cl2e Cl2 Cu2+ + 2Cl电解电解CuCl2(还原还原反应)反应)(氧化氧化反应)反应)电解电解被还原被还原得得e失失e被氧化被氧化(放出(放出Cl2) (析出(析出Cu)CuCl2 Cu2+2ClII阴极阴极阳极阳极ee正极正极负极负极电电 源源Cu +Cl2Cu +Cl2(氧化还原氧化还原反应)反应)明明 确确电子的流向电子的流向: : 电子从外加电源的负电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极,
3、再极流出,流到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极。从阳极流回电源正极。(注意:(注意:电子只在外电路定向移动,不能电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动)从溶液中移动)离子定向移动的方向离子定向移动的方向: :阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向阳极阳极移动。移动。eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极电解质溶液(或熔融态电解质)的电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程导电过程,就是电解,就是电解质溶液(或熔融态电解质)的质溶液(或熔融态电解质)的电解过程。电解过程。3 3、构成电解池的条件:、构成电解池的条件:直流电源;直流电源;与电源负极相连的电极为阴极与电源负极
4、相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极与电源正极相连的电极为阳极电极电极电解质溶液或熔融电解质; 形成闭合的回路形成闭合的回路阴阳离子定向移动,阴阳离子定向移动,在两极上失得电子成在两极上失得电子成为原子或分子。如:为原子或分子。如:CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2电离电离 电解电解 条件条件过过程程 特点特点 联系联系 通电通电电解质溶于水或电解质溶于水或受热融化状态受热融化状态 电解质电离后,电解质电离后,再通直流电再通直流电电解质电离成为自电解质电离成为自由移动的离子例:由移动的离子例:CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -只产生自由移动只
5、产生自由移动的离子的离子 发生氧化还原反应发生氧化还原反应生成了新物质生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 小结:小结:电解与电离比较:电解与电离比较:电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移离子的迁移方向方向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极反应能否自发反应能否自发 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极(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)阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳
6、离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应小结:小结:原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较:不自发不自发自发自发电极产物反思电极产物反思为什么不是为什么不是氧气呢?氧气呢?为什么不产为什么不产生氢气呢?生氢气呢?【思考思考】重难点重难点离子放电顺序:离子放电顺序: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反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。阳离子在阴极上放应,发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是:电顺序是:阴极阴极: :、离子放电顺序:、离子放电顺序: 活性材料作电极时:活性材料作电
7、极时:金属在阳极失电子被氧金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时:时:溶液溶液中阴离子的放电顺序是:中阴离子的放电顺序是:阳极:阳极:例例1.在电解氯化铜溶液的装置中,若把电解质换在电解氯化铜溶液的装置中,若把电解质换成氯化钠,其结果又如何呢?写出电极反应。成氯化钠,其结果又如何呢?写出电极反应。(1)溶液中所含阳离子:)溶液中所含阳离子:H+、Na+, 放电顺序:放电顺序:H+ Na+ 阴阴 极:极:2H+ + 2e = H2 (2)溶液中所含
8、阴离子:)溶液中所含阴离子:OH、Cl, 放电顺序:放电顺序:Cl OH 阳阳 极:极:2Cl 2e = Cl2 总反应:总反应: 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 电解电解小结小结1:分析电解反应分析电解反应(用惰性电极时用惰性电极时)的一般思路:的一般思路:明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后,还原性强弱判断反应的离子先后,最后分析得出产物最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子小结:小结:电解规律电解规律阴极阴极阳阳极极氯氯气气铜铜实例
9、实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极:阳极:2Cl-2 e- =Cl2阴极:阴极:Cu2+ 2e-=2Cu减减小小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气Na2SO4溶液溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复复原原Na2SO4阳极阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e- = 2H2 2H2O 2H2 + O2 电解变大变大不不变变 加加H2O阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气阳极阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl
10、+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液实实例例电极反应电极反应浓浓度度PH值值复复原原NaCl实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极:阴极:Cu2+ 2e- = Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解规律(惰性电极)小结电解规律(惰性电极)小结 阳极:阳极:S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 与与区:区:电解本身型电解本身型 如如Cu
11、ClCuCl2 2 、HClHCl与与区:区:放氢生碱型放氢生碱型 如如NaCl与与区:区:放氧生酸型放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区:区:电解水型电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极:阴极:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例:电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液溶液复原复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶仅溶剂水剂水电解电解 仅溶仅溶质电质电 解解 溶质溶质和溶和溶剂都剂都电解电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaO
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- 关 键 词:
- 电解 原理 应用
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