电解池的工作原理
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电解池的工作原理
高二化学备课组
电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置。
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。
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
2NaCl 2Na +Cl2↑
氧化
还原
电源正
2Na++ 2e- == 2Na
2Cl -－2e-==Cl2↑
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？
以石墨为电极电解饱和食盐水
阳极：
2Cl - - 2e- == Cl2↑
阴极：
2H+ + 2e- == H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
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：
（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）
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：
若以铜为阳极,铁为阴极,电解
氯化铜溶液，情况又如何？
电解池
能量转换
离子的迁移方向
发生氧化反应的电极
发生还原反应的电极
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
原电池
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
相同点
(从原理分析)
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 ↑
2HCl H2 ↑+ Cl2↑
总反应：
阳极：Cu – 2e- = Cu 2+
阴极：Cu 2+ + 2e- = Cu
阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
阴极：2Cu 2+ + 4e- = 2Cu
总反应：
2CuSO4 + 2H2O
2Cu + 2H2SO4 + O2↑
电解池的工作原理
高二化学备课组
电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置。
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。
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
2NaCl 2Na +Cl2↑
氧化
还原
电源正
2Na++ 2e- == 2Na
2Cl -－2e-==Cl2↑
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？
以石墨为电极电解饱和食盐水
阳极：
2Cl - - 2e- == Cl2↑
阴极：
2H+ + 2e- == H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
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：
（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）
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：
若以铜为阳极,铁为阴极,电解
氯化铜溶液，情况又如何？
电解池
能量转换
离子的迁移方向
发生氧化反应的电极
发生还原反应的电极
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
原电池
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
相同点
(从原理分析)
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 ↑
2HCl H2 ↑+ Cl2↑
总反应：
阳极：Cu – 2e- = Cu 2+
阴极：Cu 2+ + 2e- = Cu
阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
阴极：2Cu 2+ + 4e- = 2Cu
总反应：
2CuSO4 + 2H2O
2Cu + 2H2SO4 + O2↑