第四章 第二节 第三课时 电解池 电解池的应用 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电解池原理的应用第四章第二节第3课时人教版

选择性必修1化学反应原理一、氯碱工业电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业。氯碱工业：H+Na+Cl-OH-阴极阳极食盐水中存在的离子：Na+

、Cl-

、H+

、OH-离子放电顺序：阳离子

H+

＞Na+

阴离子

Cl-

＞OH-阳极：2Cl-

－2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑电极反应：氯碱工业:离子交换膜法制烧碱－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）阳离子交换膜

阳极惰性电极阴极碳钢网阳极室阴极室

阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。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。思考：判断下列电解池两极的现象及写出电极方程式？

CuSO4溶液

FeCu阳极：阴极：铜不断溶解Cu–2e=Cu2+Cu2++2e-=Cu铁上附上一层铜二、电镀

阳极材料：

；阴极材料：_______________:

电镀液：用含有

的溶液作电镀液。1、电镀的含义：2.电镀的主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。3、电镀池的构成:

镀层金属待镀金属制品镀层金属的电解质电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。电镀制品【活动探究】铁钉镀铜

设计思路及依据实验装置

实验现象确定阴极阴极材料：阴极反应物：确定阳极阳极材料阳极反应物：构成闭合回路离子导体：电子导体：实验目的：设计一个电镀装置给铁钉镀铜实验用品：铁钉，铜片，石墨棒，CuSO4溶液，FeSO4溶液；烧杯，导线，电源实验方案的设计及实施

铁钉Cu2++2e-=Cu(还原反应)铜片Cu-2e-=Cu2+(氧化反应)导线CuSO4溶液铜片溶解，铁钉上有红色固体析出4.特点：①阳极反应为粗铜中的Cu及杂质失（Zn、

Fe、Ni等）去电子而溶解；②溶液中CuSO4的浓度基本不变（略减小）

说明：当阳极上的Cu失去电子变成Cu2+溶解后，银金等金属杂质以单质的形式沉积于电解槽底，形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料。

三、电解精炼铜1、含义：利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去，以获得电解铜(含Cu的质量分数达99．95％～99．98％)的过程。2、目的：制得电解铜，以增强铜的导电性阳极（粗铜）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反应)阴极（纯铜）:Cu2++2e-=Cu(还原反应)注意：阳极：Zn－2e-＝Zn2+Fe－2e-＝Fe2+Ni－2e-＝Ni2+3.原理：四、电冶金1、金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。通式:Mn++ne-=M2、电冶炼：电解是最强的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，像钠、钙、镁、铝等活泼金属。对于这些金属，电解几乎是唯一可行的工业方法。（1）电解熔融的氯化钠：（制取金属钠）阳极：2Cl-

－2e-=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑电解熔融氯化钠制钠（2）电解熔融的氯化镁：（制取金属镁）阳极：阴极：2Cl-

－2e-=Cl2↑Mg2++2e-=MgMgCl2(熔融)

==Mg+Cl2

↑电解（3）电解熔融的氧化铝：（制取金属铝）阳极：阴极：总反应：6O2-

－12e-=3O2↑4Al3++12e-=4Al2Al2O3(熔融)

==4Al+3O2

↑电解冰晶石【思考】工业制取镁，用的氯化镁而不用氧化镁？制取铝时，用的是氧化铝而不用氯化铝？原因：因为氧化镁的熔点比氯化镁高很多，浪费了能量；氯化铝是共价化合物，共价化合物为分子晶体，不能电解。而氧化铝是离子化合物，可电解。【知识回顾】以石墨为电极，电解在CuCl2溶液：CuCl2溶液CC阳极：阴离子失电子阴极：阳离子得电子2Cl-–2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu惰性电极阳极：若是活性电极，则电极材料本身失电子，若是惰性电极，则由溶液中阴离子失电子阴极：不管电极材料是活性的还是惰性只起导电作用，不参与反应。只由溶液中的阳离子得电子思考：在CuCl2溶液中存在Cu2+、Cl－、H+、OH－四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+、Cl－而不是H+、OH－？

CuCl2溶液CCCu2+、Cl－、H+、OH－一、电解质微粒在电解池中的放电顺序：1.阳极：电极材料本身或阴离子失电子（1）活性电极：电极材料失电子（2）惰性电极：还原性强的微粒先失电子

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根>F-阳极电极方程式模式：

①R–ne-=Rn+②S2--2e-=S③2X--2e-=X2

（X=I,Br,Cl）④4OH--4e-=O2↑+2H2O二、阴极：阳离子得电子（遵循阳离子氧化性强弱顺序）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸性）

>Pb2+>

Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水电离出的H+）

>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+只有在熔融状态下可以放电，在水溶液中由于水可以电离出H+，它们没有机会放电。电极方程式模式：Rn++ne-=R二、常见电解质电解的常见类型1、阳极为活性电极：电极材料失电子生成对应的阳离子

R–ne-==Rn+阴极(H+):

2H++2e-=H2↑阳极(Cu):

Cu-2e-=Cu2+总反应：Cu+H2SO4

===CuSO4+H2↑电解溶质浓度增大，pH增大用银做电极电解硫酸钠阴极(H+):2H++2e-=H2↑阳极(Ag):2Ag-2e-=2Ag+总反应：2Ag+2H2O===2AgOH

+H2↑电解溶质浓度减小，pH增大2.惰性电极（石墨或铂电极）电解实例电极反应浓度pH值复原HClCuCl2电解氯化铜溶液电解氯化氢溶液

CuCl2==Cu+Cl2↑电解阳极:(Cl-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(Cu2+)：Cu2++2e-=Cu减小不变加适量CuCl2晶体阳极:(Cl-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(H+)：2H++2e-=H2↑减小增大通入适量HCl

2HCl==Cl2↑+H2↑电解电解对象：电解质本身;电解质浓度

降低;pH

酸PH增大，盐不变，要把电解质溶液复原，加

电解质本身特点:①电解本身型

电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸盐的水溶液，就是电解质本身电解．例如：

电解

2HCl==H2↑+Cl2↑CuCl2==Cu+C12↑电解第二组：电解H2SO4、

NaOH、Na2SO4电解Na2SO4阳极(OH-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极(H+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通电

电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液，实际上都是电解水，即：

电解对象：电解水；电解质浓度增大；pH酸PH减小，碱PH增大，盐不变，要把电解质溶液复原，加水。特点:②电解水型2H2O==2H2↑+O2↑通电第三组：电解NaCl、MgCl阴极阳极Na+H+Cl-OH-电解NaCl阴极阳极Mg2+H+Cl-OH-电解MgCl2阳极(OH-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(

H+):2H++2e-=H2↑阳极(OH-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(

H+):2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通电MgCl2+2H2O==Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑通电

电解活泼金属无氧酸盐溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为：

电解对象：水和盐的阴离子；电解质浓度减少，

pH增大；要把电解质溶液复原，加对应的无氧酸。特点:③电解放氢气生碱型溶质+H2O==H2↑+碱+卤素单质X2(或S)通电第三组：CuSO4

、AgNO3阴极阳极SO42-OH-Cu2+

H+阳极OH-NO3-Ag2+

H+电解CuSO4溶液电解AgNO3溶液阴极

2CuSO4+2H2O2Cu+