电解原理应用

1、 电解原理应用第二节 氯碱工业复习复习: 当用石墨做电极，电解不同当用石墨做电极，电解不同的电解质时有什么规律？的电解质时有什么规律？S S2-2-II- -BrBr- -ClCl- - OHOH- - 含氧酸根含氧酸根FF- -AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +FeFe2+2+ZnZn2+2+ H H+ +AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+ +与与区：电解水型区：电解水型与与区：电解电解质型区：电解电解质型与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型复习复习以石墨为电极，电解熔融的以石墨为电极，电解熔融的NaClNaCl，两极上分别发生什么

2、变化？两极上分别发生什么变化？以石墨为电极，电解以石墨为电极，电解NaClNaCl水溶液，水溶液，两极上又分别发生什么变化？两极上又分别发生什么变化？一、电解饱和食盐水一、电解饱和食盐水实验实验43实验步骤：实验步骤： 1、按装置图安装好仪器。、按装置图安装好仪器。2、向、向U型管中注入饱和食盐水。型管中注入饱和食盐水。3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。4、接通电源。、接通电源。1两极均产生气体。两极均产生气体。2阴极区附近溶液出现红色，有阴极区附近溶液出现红色，有碱

3、生成。碱生成。3阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有刺激性气味的气体，分析应是刺激性气味的气体，分析应是Cl2。实验现象及结论实验现象及结论： 阴极：阴极： 阳极：阳极：总反应方程式：总反应方程式：2H+ + 2e- = H22Cl- -2e- = Cl22H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 电解电解2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH电解电解 分析：电解饱和食盐水反应原理分析：电解饱和食盐水反应原理思考：此装置有哪些缺点？思考：此装置有哪些缺点？1 1、H H2 2和和ClCl2 2 混合不安全。混合不安全。2 2、ClCl2

4、2会和会和NaOHNaOH反应，会使得到的反应，会使得到的NaOHNaOH不纯。不纯。思考思考：装置如何改进？：装置如何改进？离子交换膜电解槽的简单构造如何离子交换膜电解槽的简单构造如何?离子交换膜的作用是什么离子交换膜的作用是什么?工业制碱的简单生产流程怎样工业制碱的简单生产流程怎样?阅读教材并思考：阅读教材并思考：二、离子交换膜法制烧碱二、离子交换膜法制烧碱（1）生产设备名称：生产设备名称： 离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽阳极：阳极：金属钛网金属钛网(涂钛钌氧化物涂钛钌氧化物)阴极：阴极：碳钢网碳钢网(有镍涂层有镍涂层)（阳（阳)离子交换膜：离子交换膜： 只允许只允许（阳）（阳）离子通过

5、，离子通过， 把电解槽隔成阴极室和阳极室把电解槽隔成阴极室和阳极室（2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：防止氯气和氢气混合而引起防止氯气和氢气混合而引起 爆炸。爆炸。避免氯气与氢氧化钠反应生避免氯气与氢氧化钠反应生 成次氯酸钠影响氢氧化钠的成次氯酸钠影响氢氧化钠的 产量。产量。（3 3）生产流程）生产流程思考：思考：如何由粗盐水精制食盐水？如何由粗盐水精制食盐水？粗盐水（粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量过量BaCl2Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl-BaSO4CaCO3BaCO3过量过量Na2CO3Na+、 BaBa2+、 Ca2+ 、

6、Cl- 、 OH-过量过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-适量适量HCl,调节调节PH通过阳离子交通过阳离子交换树脂换树脂( (除去微除去微量金属阳离子量金属阳离子) )Na+、 Cl-三、精制食盐水三、精制食盐水加入稍过量的加入稍过量的NaOHNaOH溶液（除溶液（除Mg2+、Fe3+）加入稍过量加入稍过量BaClBaCl2 2溶液溶液( (除除SO42- ） （其中（其中、顺序可以交换。顺序可以交换。) ) 加入稍过量的加入稍过量的NaNa2 2COCO3 3溶液（除溶液（除Ca2+ 、 BaBa2+ ） 过滤过滤（除去（除去Mg(OH)Mg(

7、OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、BaSOBaSO4 4、CaCOCaCO3 3、BaCOBaCO3 3 及泥沙等）；及泥沙等）；在滤液中加在滤液中加适量盐酸适量盐酸（除去过量的（除去过量的COCO3 322、 OH-调节调节溶液的溶液的pHpH）；）；通过通过阳离子交换树脂阳离子交换树脂（除去残留的微量（除去残留的微量CaCa2+2+、MgMg2+2+等等 离子）。离子）。三、精制食盐水的操作步骤三、精制食盐水的操作步骤NaNa2 2COCO3 3溶液必须在溶液必须在BaClBaCl2 2溶液之后溶液之后。 、由电解饱和食盐水制取烧碱由电解饱和食盐水制取烧碱的设备，讨论如何以硫酸

8、钠为原料的设备，讨论如何以硫酸钠为原料生产硫酸和氢氧化钠？生产硫酸和氢氧化钠？拓展拓展演示、活泼金属的制备、活泼金属的制备石墨Al熔融的熔融的ALAL2 2O O3 3阳极：阳极： 2O24e = O2阴极：阴极：Al3+ 3e = Al总反应方程式：总反应方程式：2Al2O3 = 4Al + 3O2通电通电熔融熔融MgCl2 = Mg + Cl2 通电通电熔融熔融2NaCl = 2Na + Cl2 通电通电熔融熔融能否用置换反应来制备单质铝？为什么？能否用置换反应来制备单质铝？为什么？、金属的防护、金属的防护金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极电解池的阳极 原电池的负极原电池

9、的负极 化学腐蚀化学腐蚀 原电池的正极原电池的正极 电解池的阳极电解池的阳极海水海水CFe+-海水海水CFe -+练习：练习： 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后求电解后(1) c(Cu2+); (2)溶液的溶液的pH. (1) n(Cu2+)=0.5mol c(Cu2+)=0.5mol/L 解析：阳极解析：阳极 4OH-4e- =2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2 (2) C(H+)=1mol/L pH=01.请观察下列实验装置图，指出各装

10、置的名称。 电解池电解池 电镀池电镀池 NaCl溶液溶液 硫酸溶液硫酸溶液 原电池原电池CuSO4溶液溶液 精炼池精炼池ABCDCuSO4溶液溶液2 电解池电解池 原电池原电池 阴极阴极阳极阳极 3、判断下列装置各属于什么池？、判断下列装置各属于什么池？正极正极负极负极、 如下图两个电解槽中，如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。均为石墨电极。如果电解过程中共有如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确电子通过，下列叙述中正确的是的是( ) A.甲烧杯中甲烧杯中A极上最多可析出铜极上最多可析出铜0.64gB.甲烧杯中甲烧杯中B极上电极反应式为：极上电极反应式为： 4OH- -4e=2H2O+O2C.乙烧杯中滴入酚酞试液，乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红极附近变红D.乙烧杯中乙烧杯中C极上发生还原反应极上发生还原反应C 此电池放电时，负极发生反应的物质为此电池放电时，负极发生反应的物质为AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn充电充电放电放电2Ag + Zn(OH)2Ag2O + Zn + H2O 、银锌电池广泛用于电子仪器的、银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：电源，它的充电和放电过程可表示为：D 1.电解液中含有电解液中含有K+、Cl 、SO42、 OH （少量）、（少量）、Cu2+、