电解池的工作原理及应用

在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能想起我们已学过的化学课程里涉及到的用电解反应来制取新物质的例子吗？你知道吗？实例被电解物质电解产物化学方程式电解水水H2、O22H2O＝2H2￪+O2￪电解食盐水H2O、NaClNaOH、H2、Cl22NaCl+2H2O＝2NaOH+H2￪+Cl2￪电解融熔氯化钠NaClNa、Cl22NaCl＝2Na+Cl2￪电解融熔氧化铝Al2O3Al、O22Al2O3＝4Al+3O2￪电解氯化铜溶液微观模拟在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。（1）接电源负极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿，电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）接电源正极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿，电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）电解反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）在上述电解反应中，被氧化的物质是＿＿＿＿，被还原的物质是＿＿＿＿。（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，有什么不同？为什么？有红色物质析出Cu2++2e-＝Cu有黄绿色气体放出2Cl--2e-＝Cl2￪CuCl2＝Cu+Cl2￪CuCl2CuCl2因参与电解的微粒不同。构成电解池需要什么条件？与外加电源相连的两个电极有电解质溶液形成闭合回路电解原理及电解池1.电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。2.电解池:把电能转化为化学能的装置叫电解池。3.电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应4.电极的判断e－e－CC阴极阳极电解质溶液5.电子、离子的流向电子从阳极通过电源流向阴极阳离子在电解质溶液中移向阴极阴离子在电解质溶液中移向阳极比较原电池与电解池的异同点。原电池电解池定义形成条件电极名称电极反应化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应将电能转变成化学能的装置。非自发的氧化还原反应①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③形成闭合回路负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸ABCD1.下列装置中属于原电池的是（）属于电解池的是（）BCD原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源2.分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。（2）活泼金属的冶炼总反应式:2NaCl2Na+Cl2↑通电总反应式:MgCl2Mg+Cl2↑通电总反应式:2Al2O32Al+3O2↑通电（1）氯碱工业——电解饱和食盐水总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑电解钠的制取镁的制取铝的制取6.电解原理的应用镀件铜氯化铜溶液实验现象阳极：铜变小有红色固体产生反应方程式Cu－2e-＝Cu2+Cu2++2e-＝Cu注：电镀液的组成及酸碱性不会变化（3）电镀阴极：①电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。阴极：待镀金属制品阳极：镀层金属电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液②电镀池的形成条件（3）电镀粗铜纯铜电解精炼铜的原理示意图：Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+H+Fe2+Cu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuFeAgCu2+Cu2+Fe2+Cu2+Cu2+AuOH-SO42-SO42-SO42-－＋纯铜作阴极，粗铜作阳极；e-e-AgAgAu硫酸铜溶液作电解液（4）铜的电解精炼①粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+纯铜粗铜－CuSO4溶液②粗铜的精炼以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解阳极：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+阴极：Cu2++2e－＝Cu长时间电解后必须补充电解液•阳极:先看电极后看溶液(1)活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂)(2)惰性电极:溶液中阴离子失去电子,失电子能力为:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-•阴极:溶液中阳离子得电子,得电子能力为:Ag+Fe3+Cu2+H+（酸）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水）Al3+Mg2+……7.电极产物的判断及电极反应的书写离子放电规律阴极：___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分析电解反应的一般思路溶液中存在的离子两极上的电极反应离子的移动方向及放电顺序判断电解池的阴、阳极电解Na2SO4溶液的分析阴极阳极氧气氢气阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4阴极:4H++4e-=2H2↑变大不变加H2O2H2O2H2↑+O2↑通电如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。用惰性电极电解电解质溶液规律(1)电解水型：总反应：2H2OO2↑+2H2↑电解电解CuCl2溶液的分析阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2CuCl2Cu+Cl2↑电解阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu减小----加CuCl2如电解盐酸、CuCl2溶液等电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑电解盐酸(2)电解电解质本身：总反应：2HClCl2↑+H2↑电解用惰性电极电解电解质溶液规律电解CuSO4溶液的分析阴极阳极氧气铜实例电极反应浓度PH值复原CuSO42CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解阴极：Cu2++2e-=Cu减小加CuO阳极:4OH--4e-=2H2O+O2减小如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解CuSO4溶液(3)放氧生酸型：总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解用惰性电极电解电解质溶液规律电解NaCl溶液的分析阴极阳极氢气氯气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大加HCl如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl气体。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑(4)放氢生碱型：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑电解用惰性电极电解电解质溶液规律1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是()A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应BC2.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠。B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色。C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色。D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性。B3.右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是()A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子浓度不变C