电解原理应用精品课件

1、电解原理的应用1、电解原理的应用1、氯碱工业（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）阳极：2Cr-2e= C12T还原反应 阴极:2H+ + 2e = H2 t氧化反应总反应：2NaCl+2H2O2NaOH +Cl2t+H2 t2CZ + 也型？ T T +207/-若电解前向溶液中滴加酚駄，通电后现象为:1!LTJ阴极附近的溶液无色变为红色,两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类?阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.阴极：产生无色、无来毛体电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 第一个问题：(1) 避免Clp接触NaOH溶液会反应,使产品不纯，反应方程去: 6 +2 NaOH

2、=NaCI + NaCIO + 町0(2) 避免生成物出和CI?混合,因为：混合遇火或遇强光爆炸.解决方法:使用离子交换膜氯碱工业:离子交换膜法制烧碱(1)生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl-、0H离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴 极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用:a、防止氢气和氯气混合;b、避免氯气和氢氧化钠反应生成,而影响 氢氧化钠的产量。淡盐水阳极/ 金属钛网NaOH溶液、阴极碳钢网ci-0H-阳极室精制饱和NaCI溶液离子交换膜极室H20 （含少量NaOH）电解饱和食盐水必须解决两个主要问题第二个问题：精制食盐水提示：1、用什么

3、方法除去泥沙？2、用什么试剂除去Ca2+、M/+、Fe3+、SO423、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗？由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ . Mg2+. Fe3+、 SO42-等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子 交换膜，那么如何除去这些杂质呢？以氯碱工业为基础的化工生产1、电解原理的应用2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）阳极：镀层金属铜片待镀件阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金实质：阳极参加反应的电解属的电解质电镀铜原理阳极：镀层金属（纯铜板） 阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属的电解质（硫酸铜溶液）三、电解原理的应用3、粗铜的电解

4、精炼阳极：阳极泥:相对不活泼的金 属以单质的形式沉积在电 解槽底，形成阳极泥Ni Ni -2e = Ni2+ Cu Cu-2e" = Cu2+ ¥ 1阳极泥Au J阴极：Cu2+ + 2e* = Cu粗铜问:电解完后，C11SO4溶 液的浓度有何变化?电解精炼铜电解精炼铜原理: 粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu -2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）：Cu2+ + 2e_ = Cu 比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出; 比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉 积形成阳极泥； 电解质溶液中CUSO4的浓度基本不变（略小）O二、电解原理的应用4、电

5、冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎 是唯一可行的工业方法。制取金属钠A电解熔融状态的氯化钠。阳极：2C1' 2e = Cl2$阴极：2Na+ + 2e' = 2Na总反应：2NaCl（熔融）:通电2Na + Cl2 Tci2 出 nNaCl 进 UNa 出 LI阴极液体 金属钠电解熔融氯化钠制钠阳极4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）制取金属铝电解熔融状态的氧化铝。阳极： 60 公一12e = 3O2t阴极： 4A13+ + 12e = 4A1总反应:助熔剂:

6、2A12O3（熔融）旦二 4A1 + 3O2 ?冰晶石° _冰晶石（N33A1F6六氟合铝酸钠）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A1C13?A1C"为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解。冶炼铝设备图钢导电棒电解质一钢壳耐火材料阴极C拓展：金属的防护金属腐蚀的快片曼程度：电解池的阳极原电池的负极 化学腐蚀原电池的正极 电解池的阴极下列装置暴露空气中一段时间，铁的腐蚀由快到慢顺序D E F A C BA（海水）B（海水）C（海水）电解池. 电解精炼池、电镀池的 比校电解池电解精炼池电镀池定义将电能转变成化学

7、能 的装置。应用电解原理将不纯 的金属提纯的装置。形成条件 两电极接直流电源 电极插人电解质溶液 形成闭合回路 不纯金属接电源正极 纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯 金属的离子电极名称阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连阳极：不纯金属; 阴极：纯金属应用电解原理在某些 金属表面镀上一层其 它金属的装詈。 镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金 属的商牛阳极：镀层金属； 阴极：镀件电极反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应四、电解计算一电子守恒法例1 ：钳电极电解1 LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段

8、时间，两极均产生11.2L(标况)气体求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质 的量.解析：阳极 4OH -4e =2H2O+O2t阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2T阳极转移电子的物质的量为：0.5X4 = 2mol,消耗OH2mol,即产生 H+2mol.阴极生成05molH2,消耗H+1 mol;所以溶液中 C(H+)=1mol/L pH=O念成出转移的点子:05 X2=1 mol,故还有1 mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.计算关系式:L1FJlfJO22Cu4Ag4H+2氏2C124OH- 例2 :用石墨电极电解lOOmL H2SO4与C11SO4的

9、混合 液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L （标况）气 体，则原混合液中CiP+的物质的量浓度为（A ）A.lmol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L 阳极O2为O.lmol,电子为0.4mol 则比为O.lmol,所以Cu为O.lmol,浓度为A例3：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O,相对分 子质量为242,将l21g该晶体溶于水配成lOOmL溶液， 用惰性电极进行电解。当有O.O1 mol电子转移时，溶液 中金属离子全部析出，此时阴极增重032g。求： 金属M的相对原子质量及兀、兀值； 电解溶液的pH (溶液体积仍为lOOmL) oMx+ + xe_ = M0.005mol O.Olmol 0.32g所以：x = 2 ； M = 64 ； h = 3