电解池的工作原理及应用ppt课件.ppt

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1、高三化学第一轮复习专题6化学反应与能量变化6-3电解池原理及其应用1、电解原理:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质),而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2、电解池(也叫电解槽):把电能转变为化学能的装置。3、意义:使许多不能自发进行的反应能够进行一、电解阴极还原反应2Na++2e-=2Na2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应阳极4、电解池的组成和工作原理(电解熔融NaCl)在内电路中:阳离子定向移动向阴极,阴离子定向移动向阳极,从而实现电子的传递,构成闭合回路.注意:电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化.电子流向:外电源负极e-阴

2、极电解液阳极外电源正极e-e-5、电解池的形成条件(1)有与外电源相连的两个电极(2)电解质溶液(3)形成闭合回路注意:电解池的阴极和阳极与电极材料的活动性无关,取决于外电源的正、负极思考:如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质量不变?①设计成原电池,铁作正极,比铁活泼的金属作负极②设计成电解池,且铁作阴极6、电极产物的判断(1)阳极产物的判断①当是活性阳极(Ag之前包括Ag的金属)时:电极本身失电子、溶解,溶液中的阴离子不失电子M-ne-=Mn+②当是惰性电极(Pt、Au、石墨)时:以阴离子的放电序加以判断:S2->I->Br->Cl->OH-

3、>含氧酸根离子(2)阴极产物的判断一般以阳离子的放电顺序判断:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>D+电镀时,可以控制一定条件,使Fe2+和Zn2+比H+先放电。1、在直流电的作用下:Cu2+、H+移向阴极附近,Cu2+比H+活泼要首先得电子;Cl-、OH-移向阳极,Cl-比OH-活泼首先失电子2、阴极反应:Cu2++2e-=Cu阳极反应:2Cl-—2e-=Cl2↑总反应:CuCl2Cu+Cl2↑电解演示实验7、电极反应式的书写(1)根据装

4、置书写①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性金属电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下,将两极电极反应式合并即得总反应式。(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。②若写出一极反应式,而另一极反应式不好写,可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。特别提醒:可充电电池放电时作原电池,充电时作电解池,两池的电极反应式正好相反,即电解池的阴极反应式对应于原电池的负极反应的逆

5、反应式,电解池的阳极反应式对应于原电池正极反应的逆反应式,但电解池反应与原电池反应并不是相应的可逆反应。以惰性电极电解电解质溶液的类型类型电解质电极反应溶液pH变化的原因、结果电解质溶液复原电解水型H2SO4阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O(或者2H2O-4e-=O2↑+4H+)阴极:2H++2e-=H2↑水减少,酸溶液的浓度增大,pH减小加H2ONaOH阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O阴极:2H++2e-=H2↑(或者2H2O+2e-=2OH-+H2↑)水减少,碱溶液的浓度增大,pH增大加H2ONa2SO4阳极:4OH--4

6、e-=O2↑+2H2O(或者2H2O-4e-=O2↑+4H+)阴极:2H++2e-=H2↑(或者2H2O+2e-=2OH-+H2↑)水减少,盐溶液的浓度增大,pH不变加H2O电解电解质型HCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑水不变,酸减少,C(H+)减小,pH增大加HCl气体CuCl2阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu↑pH基本不变加CuCl2类型电解质电极反应溶液pH变化的原因、结果电解质溶液复原放H2生碱型NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑(或2H2O

7、+2e-=2OH-+H2↑)H+放电,C(H+)减小,C(OH-)增大,pH增大加HCl气体放O2生酸型CuSO4阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)阴极:Cu2++2e-=Cu↑OH-放电,C(OH-)减小,C(H+)增大,pH减小加CuO思考:1、恢复NaCl溶液时,改用盐酸可以吗?2、恢复CuSO4溶液,改用Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3可以吗?小结:欲恢复成原溶液,应“跑什么,加什么;跑多少,加多少”不一定,有时候可以,有时候不可以。比如:Cl-电解完了,继续电解一部分的水产生的OH-

8、,那么就可以用加盐酸,恢复成原NaCl溶液。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小结从H+、Cu2

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