人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能电解原理的应用课件

电解原理的应用1．了解电解原理在工业生产中的应用。2．认识电解在实现物质转化和能量储存中的具体应用。2习学目标氯气和烧碱是重要的化工原料。Cl2NaOH工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。情境导入一、电解饱和食盐水CCNaCl溶液??阴极(+e-)(-e-)阳极Na+Cl-OH-H+

Na+Cl-

OH-

H+>>

电极反应式和总反应式产物阳极

阴极

总反应

——2H2O+2e-=H2↑+2OH-Cl22Cl--2e-=Cl2↑H2、NaOH如何检验？Cl2:湿润的淀粉-KI试纸H2:收集并点燃NaOH:酚酞

【思考】根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水时，如何制得氯气和烧碱？氯气氢气2Cl-

+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-知识点一电解饱和食盐水副反应：Cl2H2NaOH混合爆炸！反应!饱和食盐水CC阴极阳极Na+Cl-OH-H+氯气氢气NaOH阳极室阴极室阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过,可阻止阴离子和气体通过作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸;

b.

避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量和质量。【思考】若不用离子交换膜，电解一段时间后，将电解液充分混合，能获得何种物质？Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O制取漂白液【思考】此装置是否能实现工业上大批量、安全稳定生产氯气和烧碱呢？知识点一电解饱和食盐水交换膜的分类及应用知识拓展知识点一电解饱和食盐水

电解饱和食盐水液碱湿氢气湿氯气NaOH含氯漂白剂Cl2H2HCl有机合成造纸玻璃肥皂纺织印染有机合成氯化物合成农药盐酸有机合成金属冶炼氯碱工业产品及其应用知识点一电解饱和食盐水1.在新冠肺炎疫情期间，“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。完成下列填空：(1)a为电源的

(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的

极。负阳(2)d电极的电极反应式：

，电解产生消毒液的总化学方程式为

。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－为充分混合反应，下端产生Cl2，上端产生NaOH练一练知识点一电解饱和食盐水电镀电镀与生产生活概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金。二、电镀知识点二电镀目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。镀层金属一般是在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银、合金如黄铜)

材料电极反应式阳极

阴极

电镀液

——请应用电解原理，设计实验方案，在铁钉上镀铜。Cu2++2e-＝CuCu－2e-＝Cu2+铜板铁钉CuSO4溶液铜板(镀件)CuSO4溶液电镀过程中，电镀液组分（如浓度、酸碱性）是否发生变化？无需补充电镀液铁钉Cu2++2e－＝CuCu－2e-＝Cu2+知识点二电镀黄铜矿粗铜（含有锌、铁、镍、银、金、铂等微量杂质）精铜

【思考】粗铜中含Cu约98.5%，还含有Fe、Ag、Au等杂质，怎么用电解的方法得到纯铜？请设计实验。【资料】一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。知识点二电镀12阳极粗铜CuSO4溶液阴极＋－CuFeZnNiAgAu精铜电解精炼铜原理Cu2＋Fe2＋Zn2＋Ni2＋H＋SO42－Ag、AuH＋e-e-阴极：Cu2++2e-=Cu【思考】电解一段时间后，Cu2+的浓度有何变化？略减小，不断补充CuSO4溶液阳极泥【思考】阴极增重与阳极减重相等吗？不相等知识点二电镀电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池定义形成条件电极名称电极反应将电能转变成化学能的装置。①两电极接直流电源②电极插人电解质溶液③形成闭合回路阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：氧化反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极②电解质溶液须待提纯金属的离子阳极：不纯金属；阴极：纯金属阳极：氧化反应阴极：还原反应应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极②电镀液须含有镀层金属的离子阳极：镀层金属；阴极：镀件阳极：氧化反应阴极：还原反应知识点二电镀练一练2.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-=NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+

和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD知识点二电解规律【思考】电解饱和食盐水得不到单质钠，工业上是如何以氯化钠为原料制备钠的呢？电冶金的本质：Mn++ne-

=M(1)金属钠的制取(电解熔融氯化钠)2NaCl（熔融）===2Na＋Cl2↑电解阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na石墨电极石墨电极【思考】电解熔融NaCl的方法可制备金属钠，金属Mg、Al如何制备呢？二、电冶金知识点三电冶金(2)电解熔融的氯化镁：（制取金属镁）阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：Mg2++2e-=Mg总反应：MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解(3)电解熔融的氧化铝：（制取金属铝）阳极：6O2-－12e-=3O2↑阴极：4Al3++12e-=4Al总反应：2Al2O3(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，能耗较高；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。助熔剂：冰晶石(Na3AlF6

六氟合铝酸钠)降低Al2O3的熔点知识点三电冶金3.海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(

)A．两个电极必须都用惰性电极B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极C．电解熔融状态的氯化镁D．电解氯化镁的水溶液C练一练知识点三电冶金电解原理的应用电镀电冶金电镀：电解饱和食盐水阴极—待镀金属，阳极—镀层金属阴极—精铜，阳极—粗铜2Cl--2e-=Cl2↑阳极阴极2H2O+2e-

=H2↑+2OH-点燃法检验H2酚酞溶液检验碱性湿润淀粉KI试纸检验Cl2电解精炼铜【课堂小结】1．依据下图判断，下列叙述正确的是(

)A．Ⅰ是原电池，Ⅱ是电镀装置B．Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应C．Ⅱ、Ⅲ装置中，铜极均发生氧化反应而溶解D．Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2＋浓度基本不变A随堂训练2、关于下列各图的说法中，正确的是（

）A．①中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体B．②中待镀铁制品应与电源正极相连C．③中电子由b极流向a极D．④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应D随堂训练3.NaClO2(亚氯酸钠