Transcript 电能转化为化学能——电解

电能转化为化学能——
电解
厦门大学附属科技中学
2011.1.15 孙美琪
一、电解原理（以电解氯化钠为例）
实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠
阳极
现象：
阳极：有黄绿色气
体，有刺激性气味，
并能使 湿润的KI-淀 氯
气
粉试纸变蓝（Cl2)
阴极：有金属钠析出
阴极
钠
熔融NaCl
实验分析：
通电前：分析熔融电解质中的离子情况
阳离子：Na+
阴离子：Cl做无规则运动
通电后：（必须直流电）
（1）确定电极名称：
阳极（接电源正极）
阴极（接电源负极）
与电极材料无关
（2）判断电极产物并书写电极反应:
阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电
阳极：2Cl-→Cl2↑ + 2e- 氧化反应
阴极：2Na+ +2e-→2Na 还原反应
总式：
2NaCl
通电
2Na+Cl2 ↑
电解：在直流电的作用下，电
解质在两电极上分别发生氧化
反应和还原反应的过程。
电解池：将电能转化为化学能的装置
电解池：将电能转化为化学能的装置
构成条件:
 (1)外加直流电源
 (2)与电源相连的两个电极：

接电源正极的为阳极，发生
氧化反应

接电源负极的为阴极，发生
还原反应
 (3)电解质溶液或熔化的电解
质
阳极
阴极
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池
的阴极，再从阳极流回电源正极。
（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
ｅ－
－
＋
阳极
阴极
失
电
子
氧
化
反
应
ｅ－
阳离子
得
电
子
还
原
反
应
阴离子
离子定向移动的方向:阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.
分析电解反应的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+（H+水中）Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+（酸中）Cu2+Hg2+Ag+
阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱
（Fe Cu Ag等金属）> S2-> I－ > Br－> Cl－> OH－ > 含氧酸根
电解原理的应用
阳极
阴极
氯
气
NaCl溶液
实例
电极反应
氢
气
浓度
阳极: 2Cl- → 2e- ＋ Cl 2↑
NaCl
阴极: 2H +
+
2e- →
2NaCl+2H2O
H2 ↑
电解
减小
PH
值
复原
增
大
加
HCl
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解规律
阴极
阳极
氯
气
实例
铜
CuCl2溶液
电极反应
阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑
CuCl2
阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓
电解
CuCl2
Cu+Cl2 ↑
浓度
PH
值
减小
减
小
复原
CuCl2
3、电镀铜
铁片
-
+
电镀的定义：
电镀的意义：
铜片 电镀液
阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
(CuSO4溶液)
（还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）
特征
被镀件作阴极，镀层金属作阳极
阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同
电镀液CuSO4的浓度基本不变
- +
2、精炼铜
粗铜
纯铜
阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
电解液
(CuSO4溶液)
（还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）
阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子
特征
纯铜作阴极，粗铜作阳极
阳极主要金属与电解质中的阳离子相同
电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子
Zn2+、Fe2+、Ni2+