高中化学选修4课件4-3电解池(2)培训讲学

1、高中化学选修高中化学选修4课件课件4-3电解池电解池(2)讨论讨论1：用惰性电极电解用惰性电极电解pH6的的CuSO4溶液溶液500mL，当电极上有当电极上有16mg铜析出时，溶液铜析出时，溶液(设电解前后溶液设电解前后溶液体积变化可忽略，阴极上无体积变化可忽略，阴极上无H2析出析出)的的pH约为约为( )A1 B3 C6 D9B电化学解题技巧：电化学解题技巧：一抓五确定一抓五确定一抓：得失电子守恒一抓：得失电子守恒五确定：五确定：1、确定是原电池还是电解池、确定是原电池还是电解池2、确定电极名称、确定电极名称3、确定电子流动方向、确定电子流动方向4、确定各电极产物、确定各电极产物5、确定电极

2、反应式和总反应式、确定电极反应式和总反应式小结小结讨论讨论2： 用石墨电极电解用石墨电极电解100mL H2SO4与与CuSO4的混的混合液，通电一段时间后，两极均收集到合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）（标况）气体，则原混合液中气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA讨论讨论3：某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，相对分，相对分子质量为子质量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，溶液，用惰性电极进行电解。当有用惰

3、性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及 x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）。）。2,31阳极：阳极：2Cl2e Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极：阴极：2H+ + 2eH2（还原反应）（还原反应） 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl2电解电解2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2电解电解阴极区阴极区阳极区阳极区（一）电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气（一）电

4、解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气现象：现象： 阳极：有气泡产生，使湿润淀粉阳极：有气泡产生，使湿润淀粉KI 溶液变蓝溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水：、电解饱和食盐水：+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室2、离子交换膜法制烧碱：、离子交换膜法制烧碱：（1）离子交换膜电解槽的组成：）离子交换膜电解槽的组成：由阳极（金

5、属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；装置装置（2）阳离子交换膜的作用：）阳离子交换膜的作用：将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na+）通过，而阻止阴离子（通过，而阻止阴离子（Cl、OH）和气体通过。）和气体通过。可防止可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止混合爆炸，也可防止Cl2与与NaOH反应。反应。3、原料的精制、原料的精制1、粗盐的成分、粗盐的成分:2、除杂

6、的过程、除杂的过程:粗盐水粗盐水过量过量BaCl2(除除SO42-)过量过量NaOH(除除Mg2+、Fe3+)过量过量Na2CO3(除除Ca2+、Ba2+)过滤过滤(除泥沙及沉淀除泥沙及沉淀)含少量含少量Ca2+、 Mg2+阳离子交换塔阳离子交换塔(除除Ca2+、 Mg2+)精制盐水精制盐水BaCl2必须在必须在Na2CO3之前之前适量适量HCl(除除CO32- 、OH-)必须先过滤再加盐酸必须先过滤再加盐酸 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜膜.含氯漂白剂含氯漂白剂有机合成、造纸有机合成

7、、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2电镀：电镀：应用电解原理在某些金属应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属的过程。表面镀上一薄层其它金属的过程。电解质溶液：含镀层金属离子电解质溶液：含镀层金属离子电镀的条件：电镀的条件：阳极：镀层金属阳极：镀层金属阴极：待镀金属（即镀件）阴极：待镀金属（即镀件）试设计一个电解池在铁皮上镀锌：试设计一个电解池在铁皮上镀锌：Zn+

8、 -FeZnCl2溶液溶液（二）电镀铜（二）电镀铜电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀件待镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液阳极：阳极：粗粗铜铜 阴极：阴极：精精铜铜 电解液：电解液：CuSO4阳极：阳极： 不及铜活泼的贵重金属（银、金等）沉入槽底形成阳极泥。不及铜活泼的贵重金属（银、金等）沉入槽底形成阳极泥。阴极：阴极：Cu2+ + 2e- - =Cu （Cu2+氧化性最强且浓度最大）氧化性最强且浓度最大） 比铜活泼的金属：比铜活泼的金属：Zn 2e- - = Zn2+ Fe 2e- - = Fe2+ Ni 2e- - = Ni2+Cu 2e- - = Cu2+ 电解质溶液浓度：电解质溶液浓度：基本不变基

9、本不变电解精炼的方法：电解精炼的方法：纯净金属做阴极，粗糙金属做阳极，共同插入纯净金属做阴极，粗糙金属做阳极，共同插入含此金属阳离子的电解质溶液中电解。含此金属阳离子的电解质溶液中电解。（三）电解精炼铜（三）电解精炼铜（四）电冶金（四）电冶金1、制取金属钠、制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。阳极：阳极： 2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极： 2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通电 电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是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。例如：冶炼冶炼金属的一种重要的方法。例如：冶炼Na、Ca、Mg、Al等等活泼的金属。活泼的金属。2、制取金属铝、制取金属铝电解熔融状态的电解熔融状态的氧氧化铝。化铝。阳极：阳极：6O 2- 12e- = 3O2阴极：阴极：4Al 3+ + 12e- = 4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通电 冰晶石助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:工业上为什么用电解熔融工业上为什么用电解熔融氧氧化铝的方法