电解原理的应用（课件）-高二化学（人教版2019选择性必修1）

走进奇妙的化学世界2022-2023选择性必修1第四章

化学反应与电能第二节

电解池第3课时电解原理的应用电解池的今生氯碱工业电解精炼铜电镀电化学合成电解处理废水

学习

目标第3课时电解原理的应用PART01PART02通过对电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用氯气和烧碱是重要的化工原料。工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。Cl2NaOH用惰性电极电解食盐水，两极的产物是什么？电解原理应用阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑Cl－>OH－阳极离子放电顺序：阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－H＋>Na＋阴极离子放电顺序：总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑电解2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－电解【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？－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室氯碱工业:离子交换膜法制烧碱阳离子交换膜：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。【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？第一个问题:(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:混合遇火或遇强光爆炸.粗盐成分：除杂过程:注意离子加入顺序第二个问题：精制食盐水－+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。氯碱工业交换膜的分类及应用知识拓展我国的氯碱工业铜导线黄铜矿（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）?精炼粗铜精炼

⑴、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等⑵、粗铜的精炼阳极--粗铜阴极--纯铜电解液--CuSO4溶液阳极：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+Au、Ag---阳极泥阴极：

Cu2++2e－＝CuCuSO4溶液精铜粗铜AgAu阳极泥电镀与生产生活思考交流如果想在铁制品上镀上铜，该如何设计实验？电极反应：阳极：Cu-2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-＝Cu⑴概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。⑵电镀的目的:增强金属抗腐蚀能力,增加美观和硬度。电镀(3)电镀池结构①阴极-待镀金属②阳极-镀层金属一般是在空气或溶液中不易起变化的金属（Cu、Ni、Zn、Ag）③电解液-含镀层金属阳离子的盐溶液(4)、电镀的特点电镀液的组成及酸碱性保持不变+镀件镀层金属－含镀层金属离子的盐溶液______________________等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。K、Ca、Na、Mg、Al

电冶金1、制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，阳极：2Cl-

－2e-==Cl2↑阴极：2Na++2e-==2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，是最强有力的氧化还原的手段。（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。【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？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：还原反应课堂小结1.下列叙述错误的是（

）A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀C2.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（

）A.电解时以精铜作阳极B．电解时阳极发生还原反应C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2++2e-D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥D3.下列描述中，不符合生产实际的是（）A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．在冶金工业上，常用电解法制取钠、镁、铝等金属D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极A4.下列关于电解氯化钠水溶液（两根石墨棒作电极）的叙述正确的是（

）A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性B5.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D6.德国人哈伯发明了合成氨技术而获得1918年诺贝尔化学奖，但该方法须在高温高压催化剂，否则难以自发进行。2000年希腊化学家斯佳在《科学》杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到570℃的电解池（如图）氢氮在电极上合成氨，而且转化率高于哈伯法的五倍，达到80%.该电解池采用了能传导某种离子（H