[理化生]第三节 电解池.ppt

2、制取金属铝 电解熔融状态的氧化铝。 阳极： 6O 2- －12e- == 3O2↑ 阴极： 4Al 3+ + 12e- == 4Al 总反应： 2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 ↑ 冰晶石 助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠） 阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充 思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝 而不用AlCl3? 冶炼铝设备图 阳极C 电解质 烟罩 熔融态铝 钢壳 钢导电棒 阴极C 耐火材料 * * * Zn C CuCl2溶液 ① C C CuCl2溶液 ② C C CuCl2溶液 ③ 原电池 氧化反应 失e-,沿导线传递，有电流产生 还原反应 电解质溶液 阴离子 阳离子 负极 正极 第三节 电解池 一、电解原理 现象： 阴极： 碳棒上覆盖了一层红色物质。 阳极： 生成有刺激性气味的气体， 该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 说明：阴极有Cu生成，阳极有Cl2生成。 阴极 阳极 CuCl2溶液 【实验4-2】电解CuCl2溶液 电解氯化铜溶液微观模拟 实验分析： 思考：为什么CuCl2溶液在通电时会生成Cu和Cl2的呢？ 结论：电解质溶液在导电的同时发生了氧化还原反应。 (1)通电前水中的离子及运动状况? 无规则的自由运动. (2)通电后这些离子的运动状况有何改变? 定向运动. (3)当离子定向移动到电极表面上时,发生了什么变化? 阴极： Cu2+ + 2e- = Cu 阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2 发生还原反应 发生氧化反应 阴极 阳极 H+ Cu2+ OH- Cl- 氧化性：Cu2+H+还原性：Cl-OH- 电解：使电流通过电解质溶液或熔融电解质，而在 阴、阳 两极引起氧化还原反应的过程。 ------把电能转变为化学能的装置。 构成电解池的条件： 两电极分别与直流电源相连，插入电解质溶液，形成闭合回路 阳极： 惰性电极：碳棒、Pt、Au 活泼电极：除Pt、Au外的金属做电极 阴极：连接电源负极，发生还原反应 阳极：连接电源正极，发生氧化反应 电极 1、装置：电解池（电解槽） 按电极材料分类 阴极： 受保护，不损耗。 优先放电，要损耗。 电解的实质 电源负极 电源正极 电解池阴极 电解池阳极 e- e- 自由离子 定向移动 电解液中的阳离子得电子 电解液中的阴离子 （金属）失电子 2、电流的形成 3、能量变化：电能 → 化学能 4、放电顺序 阳极 失电子能力顺序（即还原性强弱顺序）： 金属 S2- I-Br-Cl-OH-NO3-(SO42-) F- 阴极 阳离子得电子能力顺序： Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+Fe2+Zn2+H+ (浓度小)Al3+Mg2+ 5、电解方程式的书写： 例： 写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式 方 法 阴极： 阳极： ③ 最后使得失电子数相等，两极反应相加得总方程式: 阴极： 阳极： OH－ SO4 2－ Cu2+ H+ H2O H++OH－ CuSO4 ＝ Cu2++ SO4 2－ ① 首先分析、比较出阴阳极的放电离子： ② 然后写电极反应式 ： 电解化学方程式 : 电解离子方程式 : 4OH- － 4e- = O2↑+2H2O 2Cu2++4e- = 2Cu↓ 1、写出用惰性电极电解下列物质的电极反应式 HCl CuCl2 H2SO4 NaOH Na2SO4 NaCl 阳极反应 总反应 阴极反应 pH值的变化 如何恢复为原电解液 电解质溶液用惰性电极电解的示例： 电解 类型 举 例 电极反应 溶液pH 变化 溶液复 原方法 物质类别 实例 仅溶剂 水电解 仅溶质 电解 溶质和 溶剂同 时电解 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 阳极：4OH- -4e- = O2 ↑+2H2O 阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑ 减小 增大 不变 H2O 阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑ 阴极：2H++2e- = H2↑ 增大 HCl 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑ 阴极：Cu2++2e- = Cu↓ CuCl2 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极：2H++2e- = H2↑ 增大 HC