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電解池的前世今生 ——電解原理
2019人教版高中化學(xué)選擇性必修一《化學(xué)反應(yīng)原理》
電解池的前世
自1800年，伏特發(fā)明了伏打電池后，科學(xué)家 們紛紛開始利用伏打電池研究電的化學(xué)效應(yīng)， 對水、鹽溶液、熔融固體化合物進(jìn)行通電實(shí) 驗(yàn)，其中，英國化學(xué)家戴維利用伏打電池制 得了鈉、鉀、鈣、鍶、鋇等多種元素，成為 發(fā)現(xiàn)新元素最多的科學(xué)家。
1833年，英國科學(xué)家法拉第，經(jīng)過一系列的 實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把電流作用在氯化鈉的水溶液 時(shí)，能夠獲得氫氣，這一發(fā)現(xiàn)對氯堿工業(yè)的 發(fā)展有重要作用。
戴維用伏打電池電解堿金屬化合物
電解氯化鈉溶液
法拉第
氣體a
d 置
十
電解
·2H O====2H 個(gè)+O 個(gè)
課前回顧
請回憶下列裝置曾經(jīng)用來做什么實(shí)驗(yàn) 寫出化學(xué)方程式。
氣體b
電池
io pi
與負(fù)極相連的電極 (陰極)
與正極相連的電極
(陽極)
電極產(chǎn)物
電極現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)探究：兩極上可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象 產(chǎn)物是什么
探 究 電 解C u C l ,溶 液
與負(fù)極相連的電極 (陰極)
與正極相連的電極
(陽極)
電極產(chǎn)物 銅
氯氣
電極現(xiàn)象 有紅色固體析出
有氣泡逸出
實(shí)驗(yàn)：將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接， 浸入盛有CuCl 溶液的燒杯中，再接通直流電源，觀察現(xiàn) 象，并記錄。
探 究 電 解C u C l ,溶 液
探 究 電 解CuCl 溶液
理論分析：寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)式以及電解總方程式
陽極：2 Cl--2e-=Cl 個(gè) 氧化反應(yīng)
陰極：Cu + +2e-=Cu 還原反
應(yīng)
總反應(yīng)式：CuCl 電解 Cu+Cl 個(gè)
探 究 電 解CuCl 溶液
微觀探析：
探 究 電 解CuCl 溶液
裝置中是如何形成閉合回路的，請你標(biāo)出電子的移動(dòng)方向 和離子的移動(dòng)方向
離子移向：
陽離子→陰極 陰 離 子→陽極
電子的流向：
電源負(fù)極→陰極 陽 極→電源正極
CuCl 溶液
1.電解電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陰、 陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。
2.電解池：將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置
3.電極名稱及反應(yīng)：
陽極—連接電源正極一失電子—氧化反應(yīng)
陰極—連接電源負(fù)極—得電子—還原反應(yīng)
電解原理
4.構(gòu)成電解池的條件：
①直流電源
②2個(gè)電極
③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；
④形成閉合回路
十
C
陽 極
C
陰
極
電解原理
CuCl 溶 液
5.電解池模型
e- e-
陰
極
陽離子 陰離子一
電 解 質(zhì) 溶
陽 極
液
得電子，
發(fā)生還原反應(yīng)
失電子，
發(fā)生氧化反應(yīng)
電解原理
電 解 池
⑧
Ca
H sO4
1.分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。
①
原電池
原電池 電解池 電解池
【對應(yīng)訓(xùn)練】
HaC1 原電池
②
Zn
2.關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯(cuò)誤的
是(c)
A .原電池中失去電子的一極為負(fù)極
B. 電解池中與直流電源負(fù)極相連的一極為陰極
C. 電解池中相對活潑的一極為陽極
D. 電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽極
【對應(yīng)訓(xùn)練】
法正確的是(C )
A、Zn 極上發(fā)生氧化反應(yīng) B、石墨做陰極
C、溶液中SO -移向石墨極
十
直流電源
石墨 Zn
ZnSO 溶液
3.如圖所示，電解硫酸鋅溶液可析出金屬Zn。下列說
D、電子從石墨極通過電解質(zhì)溶液移向Zn極
【對應(yīng)訓(xùn)練】
氯堿工業(yè)
電解
2NaCl+2H O ====
2
e
淡海水
副反應(yīng)：Cl 和NaOH反應(yīng) Cl 和H 混合易爆
炸
2NaOH+H 個(gè)+Cl 個(gè)
如何改進(jìn)電解池裝置，避免電解食鹽水的過程中副反應(yīng)的發(fā)生
>OH-Na+Cl
NaCl 溶液
優(yōu)化
NaOH
H 2
e-
H+ 田
OH-
溶液
陽離子交換膜
e
Cl
Cl
H+
NaCl 溶液
OH-
H+
Na+
陰 極
陰 極
陽 極
陽極
H 2
Ae-
Na,SO,溶液 硝基苯廢水
(4)=anode (-)=cathode
電鍍 電解處理廢水
電解池的今生
OH
H,O
離子交 (含少量NaOH)
oxidative electrode reductive electrode
電解精煉銅
電化學(xué)合成
氯堿工業(yè)
Cl
④
CL
精制飽和 NaCl溶液
H,
H*
NaOH溶液
淡鹽水
換膜
優(yōu)點(diǎn)：①將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
②能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回
路的作用
前世與今生
e- e-
電解質(zhì)溶液 電解池
離子交換膜
(陰陽離子選擇性)
e-
陰離子
得電子，
發(fā)生還原反應(yīng)
陽離子
陰離子一
失電子，
發(fā)生氧化反應(yīng)
得電子，
發(fā)生還原反應(yīng)
失電子，
發(fā)生氧化反應(yīng)
陽極
陰極
陽 極
陰極
陽離子
( CD )
A、直流電源a為正極
B、圖中離子交換膜是陽離子交換膜 C、電解過程中陽極發(fā)生還原反應(yīng)
D、溶液中的SO -通過離子交換膜 移向陽極
4.實(shí)驗(yàn)室以一定濃度的CH CHO和硫酸鈉混合液為電
解液，讓乙醛同時(shí)在陰、陽兩極發(fā)生反應(yīng)來模擬隔膜電解 法處理含乙醛的廢水，裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是
【對應(yīng)訓(xùn)練】
直流電源

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