课件25张PPT。电解池的工作原理原电池:把化学能转化为电能的装置。
电解池(电解槽):把电能转化为化学能的装置。复习回顾在回忆工业上生产铝和钠的方法?钠的制备钠的化学性质很活泼,这给钠的制取带来一定的困难,目前,世界上金属钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的方法。电解法制钠用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠现象:
阳极:有气泡,有刺激性气味,并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝(Cl2) 阴极:有金属钠析出阴极阳极氯
气钠熔融NaCl 分析:通电前:分析熔融电解质中的离子情况
阳离子:
阴离子:
做无规则运动通电后:(直流电)
(1)确定电极名称:
阳极(接电源正极)
阴极(接电源负极)
与电极材料无关
Na+Cl-电解熔融氯化钠(见课本P17原理图)通电前, Na+ Cl- 在 __________运动。
通电后, Na+向__ 极(与电源____相连)移动,Cl-向___极(与电源____相连)移动。
电子从电源负极流向_________极,电极反应为__________,发生_______反应。
电子从电解池阳极流向_______极,电极反应为__________,发生_______反应。
总反应为_______________________。 阴无规则自由负极阳正极电解池阴氧化还原电源正2Na++ 2e- == 2Na2Cl --2e-==Cl2↑电解:在直流电的作用下,在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
下面以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。这是电解熔融盐的情况。
电解电解质溶液又会发生什么反应呢?电解氯化铜溶液实验现象及结论:与电源负极相连的碳棒有一层红色的
铜生成。发生还原反应 ——阴极。
与电源正极相连的碳棒上有气泡产生,经检验,是氯气。发生氧化反应 —— 阳极。
CuCl2溶液CuCl2+-阴极阳极整个装置就是电解池。分析: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)Ⅰ通电前 电解:CuCl2 Cu+Cl2 ↑2Cl--2 e- =Cl2阴离子移向阳离子移向电子流向阳极阴极CuCl2溶液e-e-氧化反应还原反应Cu2++ 2e-=2Cu原理分析以石墨为电极电解饱和食盐水已知其电解反应为:⑴请根据方程式分析哪些离子在电极上发生反应。⑵在工业生产中,用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开,使阴极区的OH-不能进入阳极区,为什么要这么做?Cl –在阳极失电子生成Cl2, OH-进入阳极区会与Cl2反应,既减少Cl2的产量,又会生成NaClO,使产品不纯且干扰电解。分析电解反应的一般思路:明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化,阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子 为何当一个电极存在多种可能的放电离子时,不是大家共同放电,而是只有一种离子放电?放电能力与什么因素有关?思考:阴极: ___电子,发生____反应,离子 _____越强,反应越容易。
常见阳离子放电顺序:
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
阳极:___电子,发生____反应,离子 _____越强,反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序:
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
得还原氧化性失氧化还原性想一想: 以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液,情况又如何?电能转化为化学能阳极(接电源正极)阴极(接电源负极)阴离子向阳极迁移
阳离子向阴极迁移化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移
阳离子向正极迁移都是氧化还原反应练习:完成下列溶液的电极反应。 (以石墨为电极电解)硫酸溶液:
盐酸:
NaOH溶液:
CuBr2溶液:
KCl溶液:
CuSO4溶液:
Na2SO4溶液:
再 见!阴极: 得电子,发生还原反应,离子氧化性越强,反应越容易。
常见阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+> Al3+>Mg2+>Na+
阳极:失电子,发生氧化反应,离子还原性越强,反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序:
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
②当阳极为金属电极(除铂、金)时,金属电极优先放电。
阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑
总反应:2H2O 2H2↑ + O2↑阳极:2Cl - - 2e- == Cl2↑阴极:2H+ + 2e- == H2 ↑阳极:Cu – 2e- = Cu 2+
阴极:Cu 2+ + 2e- = Cu(2)判断电极产物并书写电极反应:
阳离子移向阴极,阴离子移向阳极
阳极:2Cl- _2e- →Cl2↑ 氧化反应
阴极:2Na+ +2e-→2Na 还原反应
总式: