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电解池原理
电解池原理电解池是一种用电力来化学反应的装置，它由两个电极和电解质溶液组成。
在电解质溶液中，正负电荷离子会在电极上发生还原和氧化反应，从而形成新的化合物。
电解池的原理是基于电解现象，即当两个电极（正极和负极）通过外加电源连接时，正极会吸引阴离子，负极会吸引阳离子。
在电解质溶液中，正离子会向负极移动，并接受负电子，发生还原反应；而负离子会向正极移动，并释放出电子，发生氧化反应。
这些反应在电极上发生时，会形成新的物质。
电解池由两个电极组成，一个是正极（阳极），另一个是负极（阴极）。
正极通常是由一种容易氧化的金属制成，如铁、铝等；而负极通常是由一种容易还原的金属制成，如铜、银等。
在电解质溶液中，正离子和负离子会在电极上进行化学反应。
在电解过程中，正离子（阳离子）在阳极发生氧化反应，即失去电子，转化为中性物质或者生成新的物质。
而负离子（阴离子）在阴极发生还原反应，即得到电子，转化为中性物质或者生成新的物质。
这种电化学反应可以通过外电源来进行控制，通过调整电压和电流来控制电解速度和产物的生成。
可以根据需要调整反应的进行条件来控制产物的纯度和产量。
电解池广泛应用于许多工业过程中，如电镀、氯碱生产、铝制造等。
其中，最为典型的应用是在电镀过程中。
在电镀过程中，正极通常是待处理的金属，负极是电源中的金属，在电解质溶液中，正阳离子会向负极聚集，而负阴离子会向正极移动。
在电解过程中，金属离子在负极处还原，沉积在待处理金属表面，形成金属膜。
总结来说，电解池的原理是利用电解质溶液中正负离子在电极上进行氧化还原反应，从而形成新的化合物。
电解过程可以通过外加电源来控制，调节反应速度和产物的生成。
电解池在工业和实验室中具有广泛的应用，可以用于金属表面处理、制备化学品等领域。
电解池的工作原理及其应用
C
C
阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑
阴极 ： Cu2+ +2e－＝ Cu
电解
总反应：CuCl2 ＝＝Cu+ Cl2↑
(2)写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电 极反应式及总反应
阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极 ：2H+ +2e－＝ H2 ↑
总反应：2NaCl+2H2O＝电＝解 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
离子的迁移方 阴离子向阳极迁移
向
阳离子向阴极迁移
发生氧化反应
的电极
阳极（接电源正极）
发生还原反应 的电极
相同点 (从原理分析
)
阴极（接电源负极） 都是氧化还原反应
原电池
化学能转化为电能 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移
负极
正极
巩固提姥 高紧：
1、判断
1 电解、电离均需要通电才能实现（）×
2 电解质溶液导电过程就是电解过程(）√
3 原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化
反应（） ×
2、用铂电极(惰性电极)进行电解，下列说法 正确的是() AD
A电解稀硫酸,在阴极和阳极分别产生氢气和 氧气
B电解氯化钠溶液,在阴极析出钠
C电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产 物的物质的之比是1:2 D电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产 物的物质的之比是1:1
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
5、电解时离子放电顺序
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
①阴极: 阳离子放电，得电子能力强先放电
化学：4.3.2电解池工作原理课件(人教版选修4)
Cl-向___极阳(与电源____正相极连)移动。 电子从电源负极流向_电__解__池__阴__极,电极反 应为2_N_a_++__2e_-_=_=_2N_,a发生__还__原___反应。
电子从电解池阳极流向_电__源__正__极,电极反 应为2_C_l_-－__2_e-_==_C_l_2↑,发生__氧__化___反应。 总反应为_2_N_a_C_l __通__电 ___2_N_a _+_C_l2_↑ _____。
思考：
为何当一个电极存在多种可能的放电 离子时，不是大家共同放电，而是只有 一种离子放电？放电能力与什么因素有 关？
（物质在电解池的阴、阳两极发生反应 的过程叫放电。）
阴极： 得___电子，发生_还__原_反应，离子 氧__化__性_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+
己当回事，他们可得把他们的命当回事啊！酒庐里这群人，再不交出宝印——啊不，再不交出王爷，他们、他们真的会把酒庐踏平！“怎 么回事儿？”轻飘飘一声，七王爷从骡车里踱出来。“王爷！”侍卫立即跪下，他们带来的戎装号衣骑马徒步佩刀握矛的兵丁们，也全都 乌鸦鸦的跪下了，酒庐里的人，该吓瘫的，本已瘫得差不多，没瘫的，也膝盖一软、五体投地了。一地都是后脑勺和脊背，只有七王爷立 着，这使得他比谁都高、比谁都威严。这就是皇家赐予他的威严。哪怕他只是个色鬼、酒痨、无赖、狗屎，只要皇家给他站着的权力，他 就比谁都更像个堂堂正正的人。唐静轩到此时才真正明白，爷爷为什么要自己不惜一切代价笼络七王爷。唐家需要皇恩。——只是啊，唐 静轩忽忍不住想，如果明远在这里，也会跪下么？还是依然站得直直的，肩膀舒展，用他那一惯潇洒自如的笑容，踏过脊背的海洋，走到 七王爷面前，对他说：“白衣之怒，血溅五步？”明远没有来。这里，只有一片沉默、一片脊背，唐静轩俯得很低，把脸都贴在了地上， 地面腥臭，酒意往上涌，他想吐，却又不敢。七王爷微不可闻的叹一口气，走到打头侍卫面前：“这整的是哪一出？”侍卫抱歉道：“因 为找不到王爷……”“你就把朝廷囤在这边的兵、锦城自留的兵、甚至太守府里自备的家丁，都叫出来了？”七王爷打量着他带来的人。 “是。因为属下担心王爷……”“但你有没有想过，”七王爷道，“我如果落在某人手里，那人如果能在这种地方不惊神不动鬼的把我掳 走，你叫出这么多人来，也未必搜得出他，如果搜得出他，他说不定鱼死网破，杀了我算数？”“属下，属下……”侍卫额头有豆大的汗。 “你起来，”七王爷亲手搀起他，在他耳边低低道：“杀了我，反正印还在，是不是？”侍卫“咕咚”又跪下去了。满地的人，本来看带 头侍卫起来，也想跟着起，起到一半，只好又咕咚跟着跪下。一起一落，格外磕得膝头疼。“给你。”七王爷居然解下自己的印，抛给他， “这样你放心了罢？”回身走开，扭头冲他挤挤眼睛，“不过我忘了告诉你一件事，在锦城，我如果死了，你也要死。”侍卫的脸变得非 常难看，又不敢问这句话是谁说的。他们是皇上特派来保护七王爷的。皇上跟七王爷之间的感情很微妙，微妙到七王爷若横死，皇上一定 会很伤心，但未必会伤心得处决保护不力的侍卫们。“太后娘娘说的，如果不信，你可以回去问她，我想皇兄也不会否认。”七王爷朗笑 道。侍卫只好信了，于是更不得不问：“您要去哪里？”七王爷越行越远，可侍卫一直膝行追着他，这使得七王爷说的所有话，尽管声音 不大，侍卫也听得清清楚楚，也使得侍卫可以用备显谦恭的声音询问他——当我们不得不放大音
电解池的工作原理
原电池与电解池的比较
内容 电极名称 电极反应 原电池 电解池
正极
还原反应
负极
氧化反应
阴极
还原反应
阳极
氧化反应
电子移动 导线→阴极 先从负极→导线 导线→正极 先负极→导线 先从负极 导线 正极 先负极 导线 阴极 方向 离子移动 正正负负 方向 反应是否 自发发生 反应能够自发进行
II 阳极 导线 正极 阳极→导线 导线→正极 阴阳相吸
电解氯化铜溶液的微观反应过程
+
e
-
e e
+
-
e e
+
-
e
Cl— Cl— Cu2+ Cl— Cu2+ Cl— Cu2+ Cl—
Cl— Cu2+ Cl— Cl—
Cl Cl Cu Cl Cu Cl
Cl2
Cl2
Cu2+、Cl— 无规则运动
Cu2+、Cl— 定向运动
Cu2+、Cl— 发生电子得失
阴阳两极上 生成Cu Cu、 生成Cu、Cl2
阳极： 阳极：还原性强的离子先失电子 试写出电解饱和食盐水的电极反应 完成P20的交流与讨论 的交流与讨论 完成
• 常用的隔膜有石棉隔膜和 阳离子交换膜。 阳离子交换膜。 • 石棉隔膜能阻止气体通过， 石棉隔膜能阻止气体通过 能阻止气体通过， 但允许水分子及离子通过。 但允许水分子及离子通过。 • 阳离子交换膜只允许阳离 阳离子交换膜只允许阳离 子通过， 子通过，而不允许阴离子 及气体通过， 及气体通过，这样既可以 防止阴极产生的氢气与阳 极产生的氯气相混合在一 定条件下引起爆炸， 定条件下引起爆炸，又能 避免氯气与氢氧化钠作用 生成次氯酸钠而影响烧碱 的质量。 的质量。
电解池的工作原理
阳离子交换膜电解槽
氯碱工业（离子膜法） 氯碱工业（离子膜法）
Cl2 H2
+
淡盐水 Cl2 H+ Na+
－
NaOH溶液 NaOH溶液
Cl－ Ol
含少量NaOH H2O含少量NaOH
阳离子交换膜的作用 ：
生的Cl ①能防止阴极产生的H2和阳极产 生的Cl2 能防止阴极产生的H 相混合而引起爆炸 ②能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO 溶液作用生成NaClO 能避免Cl NaOH溶液作用生成 而影响烧碱的质量
（2）电解氯化铜溶液
（3）电解饱和食盐水
实验讨论（ 实验讨论（1）
实验现象
将铁棒上方收集到的气体靠 2 近火焰， 近火焰，有轻微的爆鸣声 3 铁棒周围的溶液颜色变红
结论
通电后有新的气 1 铁棒和碳棒两极均产生气泡 体物质生成 有氢气生成 有碱性物质生成 有氯气生成
黄绿色、 黄绿色、刺激性气味的气体 4 产生，使湿润的淀粉碘化钾 产生， 试纸变蓝
电解质溶液用惰性电极电解的规律小结： 电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：
电解类 型 举例 物质类型 含氧酸 水电解 强碱 活泼金属的 含氧酸盐 无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐 活泼金属的 无氧酸盐 不活泼金属 的含氧酸盐 实例 电极反应 溶液 pH 变化 减小 阳极： 4OH − − 4e − = O2 ↑ +2 H 2O 阴极： 4 H + 4e = 2 H 2 ↑ 阳极： 2Cl − − 2e − = Cl2 ↑ 阴极： 2 H + 2e = H 2 ↑ 阳极： 2Cl − − 2e − = Cl2 ↑
电解精炼（以铜为例） 电解精炼（以铜为例）
• 例1．若某电能与化学能的转化装置 电解池或 ．若某电能与化学能的转化装置(电解池或 原电池)中发生反应的总反应离子方程式是 中发生反应的总反应离子方程式是： 原电池 中发生反应的总反应离子方程式是： ＋ • Cu＋2H＋＝Cu2＋＋H2↑，则关于该装置的有关 ＋ ， 说法正确的是 （c） • A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 ．该装置可能是原电池， • B．该装置可能是原电池，且电解质溶液为 ．该装置可能是原电池， 硝酸 • C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电 ．该装置只能是电解池， 解池的阳极 • D．该装置只能是电解池，电解质溶液不可 ．该装置只能是电解池， 能是盐酸
电解池的工作原理与应用课件
电解池特点： 电解效率高、 能耗低、环保
性能好
应用领域：电 解水制氢、电 解铝、电镀等
电解池的组成： 阳极、阴极、 电解质溶液和
外部电路
电解池的应用领域
单击此处添加标题
电解在金属冶炼中的应用：通过电解法可以冶炼出铜、铁、铝等金属，如电解熔 融氧化的应用：电解法可用于生产氯气、氢气等气体，也可用于生产 氢氧化钠、氢氧化钾等碱类物质。
设计电解池的原则：保证电解效率、降低能耗、便于操作和维修
电解池的搭建步骤：选择适当的电极材料、配置电解质溶液、确定电极间距和电解液 的循环方式等
注意事项：确保电解池的密封性、选择合适的电流密度和电压范围、注意电解液的 更换和补充等
电解操作步骤：检查电解 液的浓度、温度和设备是 否正常，然后按照规定的 操作程序进行电解
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电解在环保领域的应用：电解法可用于处理废水、废气等污染物，如电解法处理 含铬废水。
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电解在能源领域的应用：电解水可以制备氢气和氧气，氢气可作为清洁能源使用； 电解熔融碳酸盐可以制备高温燃料电池的燃料和氧化剂。
电解法处理重金属废水 电解法处理染料废水
电解法处理含油废水 电解法处理其他有机废水
电解池集成化：实 现电解池的小型化 和集成化，降低成 本
智能化控制：利用 物联网和大数据技 术，实现电解过程 的智能化控制
电解池在太阳能电 池中的应用
电解池在燃料电池 中的应用
电解池在核能发电 中的应用
电解池在风能发电 中的应用
电解池与太阳能电池的结合，实现可再生能源的利用 电解池与燃料电池的联合，提高能源利用效率 电解池与微生物技术的结合，实现环境友好型的能源生产 电解池与电化学反应器的结合，提高电解效率
电解池的工作原理
电解池的工作原理一．电解池1.基本概念(1)电解在直流电的作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池①定义：将电能转化为化学能的装置。
②组成：直流电源，固体电极材料，电解质溶液或熔融电解质，构成闭合回路。
(3)电极及电极反应阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。
阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。
2．工作原理(1)活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极材料失电子，电极溶解。
(2)惰性电极(Pt、Au、石墨等)，则要再看溶液中离子的失电子能力，此时应根据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
阴极产物的判断与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋>活泼金属离子。
【思考与交流】电解池与原电池最主要的区别是什么？4．电极反应式的书写步骤(1)确定电极：与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。
(2)确定电极反应⎩⎪⎨⎪⎧阳极：①活性电极为阳极，则自身失电子 ②惰性电极为阳极，则电解质溶液中 阴离子失电子阴极：电解质溶液中阳离子得电子(3)写电极反应式①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水。
5．电解池反应式的书写(1)通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。
(2)把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。
(3)若是水电离出的H ＋或OH －得或失电子，在总反应式中应是H 2O 参与反应。
写出下列各物质电解时的阴阳极，电极反应式及总反应。
(1)CuSO 4溶液：阴极______________________________ 阳极________________________________________ 总反应_______________________________________ (2)Na 2SO 4溶液：阴极_____________________________ 阳极_____________________________________ 总反应_______________________________________ (3)NaCl 溶液：阴极______________________________ 阳极_________________________________________ 总反应_________________________________________ 二 达标练习1．电解CuSO 4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上析出的物质分别是( ) A ．H 2和Cl 2 B ．Cu 和Cl 2 C ．H 2和O 2D ．Cu 和O 22．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( ) A ．电解饱和食盐水 阴极：Na ＋＋e －===NaB ．电解CuCl 2溶液 阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑C．电解熔融NaCl阴极：Na＋＋e－===Na D．电解NaOH溶液阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑3.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、三氧化二铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为()A．1∶2∶3 B．3∶2∶lC．6∶3∶1 D．6∶3∶24.关于电解池和原电池的下列说法中正确的是()A．电解池的阳极发生还原反应B．电解池的阴极发生还原反应C．原电池的负极发生还原反应D．原电池的正极发生氧化反应5．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。
电解池的工作原理
2Cl- - 2e- === Cl2 ↑ 阳极：
失电子，发生氧化反应
总反应：CuCl2 ==== Cu + Cl2↑
结论： 用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐（除氟化物）， 溶质被消耗。电解的结果使[Cu2+]减小，溶液的[H+]减小， 溶液的pH略有增大。 Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+
规律2——电解水型： 电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐等溶液时，只 有水参加。
通电
三、常见电解池原理分析（用惰性电极电解下列物质）
电解规律： 电解活泼金属的无氧酸盐（ NaCl）： 2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
通电
规律3——放氢生碱型： 电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质电离的阴离子和水 电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大。
氧化性强的先放电 （2）阳极产物的判断：
二、电极反应式的书写
3. 排出阴阳两极的放电顺序，判断电极产物
（2）阳极产物的判断：
反应类型：氧化反应
在活动性顺序表中位于Ag之前的金属
a. 若阳极材料为活性电极，在阳极放电的是电极材料
反应形式：M - ne- === Mn+
如：Au、Pt、石墨等
b. 若阳极材料为惰性电极，在阳极放电的是溶液中的阴离子 反应形式：xRn- - nxe- === Rx 放电顺序： 与离子的还原性强弱有关 活泼电极 ＞ S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ 高价态含 氧酸根离子 ＞ F-
阳极：2Cl- _ 2e- === Cl2 ↑
失电子，发生氧化反应
阴极： H+ 阳极： Cl- 、OH-