【化学】电解原理的应用公开课课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

【知识回顾】【知识回顾】阳极阳极 活性金属活性金属 S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根F-阴极：阴极：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸性）（酸性）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水电离出的（水电离出的H+）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+2第 四 章 化 学 反 应 与 电 能第二节电解原理的应用20232023年年1212月月2828日日00:37:523学习目标1.通通过过对对氯氯碱碱工工业业、电电镀镀、电电解解精精炼炼铜铜等等原原理理的的分分析析，认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。2.能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。结合课本结合课本106106页，完成以下问题页，完成以下问题【问题【问题1 1】通电前，饱和食盐水的溶液中有哪些离子？】通电前，饱和食盐水的溶液中有哪些离子？【问题【问题2 2】通电后，带电离子如何运动？】通电后，带电离子如何运动？【问题【问题3 3】通电后，带电的离子如何变化，得到了哪些物质】通电后，带电的离子如何变化，得到了哪些物质？【问题【问题4 4】书写相应的电极反应式及总反应方程式】书写相应的电极反应式及总反应方程式问题思考一、电解电解饱和食盐水应用饱和食盐水应用一、电解电解饱和食盐水应用饱和食盐水应用阳极反应阳极反应：_(_反反应应)阴极反应阴极反应：_(_反反应应)总反应：总反应：化学方程式化学方程式：_。离子方程式离子方程式：_。2Cl2e=Cl22H2O2e=H22OH氧化还原1、原理分析、原理分析一、电解电解饱和食盐水应用饱和食盐水应用烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱氯碱工业工业2、氯碱工业生产流程(2)避免生成物H2和Cl2混合(1)避免Cl2接触NaOH溶液反应，使产品不纯Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸电解电解饱和食盐饱和食盐水如果投入工业生产需要解决的主要问题水如果投入工业生产需要解决的主要问题是什么？如何解决？是什么？如何解决？问题思考一、电解电解饱和食盐水应用饱和食盐水应用2.氯碱工业生产流程工业生产，电解饱和食盐水的反应在工业生产，电解饱和食盐水的反应在阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜电解槽中进行中进行。(2)(2)阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜电解槽一、电解电解饱和食盐水应用饱和食盐水应用氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水浓浓NaOHNaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaClNaCl溶液溶液HH2 2OO（含少量（含少量NaOHNaOH）阳离子交换膜阳离子交换膜 阳阳 极极惰性电极惰性电极阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室 阳离子交换膜：阳离子交换膜：只允许阳离子通过，只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室把电解槽隔成阴极室和阳极室。和阳极室。离子交换膜的作用：离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混、防止氢气和氯气混合；合；b、避免氯气和氢、避免氯气和氢氧化钠反应生成氧化钠反应生成，而，而影响氢氧化钠的产量。影响氢氧化钠的产量。【正误辨析】【正误辨析】(1)(1)电解饱和食盐水时电解饱和食盐水时，阴极发生阴极发生氧化反应：氧化反应：2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2。(2)(2)工业上电解食盐水的工业上电解食盐水的阴极区产物阴极区产物是氯气和氢氧化钠是氯气和氢氧化钠(3)(3)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区阳极区(4)(4)电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料，如铁。电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料，如铁。(5)(5)电解饱和电解饱和NaClNaCl溶液可以制取金属钠。溶液可以制取金属钠。(6)(6)利用电解饱和食盐水可制得利用电解饱和食盐水可制得“84”“84”消毒液。消毒液。二、电镀二、电镀 阳极材料：阳极材料：；阴极材料：阴极材料：_:_:电镀液：用含有电镀液：用含有 的溶液作电镀液。的溶液作电镀液。1 1、电镀的含义：、电镀的含义：2.2.电镀的主要目的：电镀的主要目的：使金属增强使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。3 3、电镀池的构成、电镀池的构成:镀层金属镀层金属镀件镀件镀层金属的电解质镀层金属的电解质电镀是应用电镀是应用电解原理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。在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。二、电镀二、电镀【活动探究】铁钉镀铜【活动探究】铁钉镀铜 设计思路及依据设计思路及依据实验装置实验装置 实验现象实验现象 确定阴极阴极材料：阴极材料：阴极反应式阴极反应式：确定阳极阳极材料阳极材料阳极反应式：阳极反应式：实验目的：实验目的：设计一个电镀装置给铁钉镀铜设计一个电镀装置给铁钉镀铜 实验用品：实验用品：铁钉，铜片，石墨棒，铁钉，铜片，石墨棒，CuSO4溶液，溶液，FeSO4溶液；溶液；烧杯，导线，电源烧杯，导线，电源 实验方案的设计及实施实验方案的设计及实施 铁钉铁钉Cu2+2e-=Cu (还原反应还原反应)铜片铜片Cu -2e-=Cu2+(氧化反应氧化反应)铜片溶解，铜片溶解，铁钉上有铁钉上有红色固体红色固体析出析出二、电镀二、电镀电镀时，若用镀层金属作阳极材料，电镀液电镀时，若用镀层金属作阳极材料，电镀液中的阳离子浓度是否会发生明显的变化中的阳离子浓度是否会发生明显的变化?问题思考不会；因为阳极上生成阳离子的物质的量与阴极上消耗阳离子不会；因为阳极上生成阳离子的物质的量与阴极上消耗阳离子的物质的量相等，所以溶液中阳离子浓度不会发生明显变化。的物质的量相等，所以溶液中阳离子浓度不会发生明显变化。【总结】【总结】4 4、电镀特征：一多、一少、一不变。、电镀特征：一多、一少、一不变。“一多一多”指阴极上镀层金属沉积指阴极上镀层金属沉积“一少一少”指阳极上镀层金属溶解指阳极上镀层金属溶解“一不变一不变”指电镀液指电镀液(电解质溶液电解质溶液)的浓度不变。的浓度不变。【随堂测试】【随堂测试】(1)(1)电镀池在本质上是电解池电镀池在本质上是电解池 (2)(2)电镀时，待镀金属电镀时，待镀金属制品作阳极、镀层金属作阴极制品作阳极、镀层金属作阴极 (3)(3)电镀池中电解液必须电镀池中电解液必须含镀层金属阳离子，且电镀时浓度保持不变含镀层金属阳离子，且电镀时浓度保持不变【正误辨析】【正误辨析】2.2.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。有关说法正确的利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。有关说法正确的是是A.A.通电后，通电后，AgAg向阳极移动向阳极移动B.B.银片与电源负极相连银片与电源负极相连C.C.该电解池的阴极反应可表示为该电解池的阴极反应可表示为AgAge e=Ag=AgD.D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初如初银片为阳极，Ag向阴极移动镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。3 3、如如图图是是工工业业上上电电解解饱饱和和食食盐盐水水的的装装置置示示意意图图，下下列列有有关关说说法法中不正确的是中不正确的是()4.若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是（若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是（）将铜将铜片接在电源的正极片接在电源的正极将银片接在电源的正极将银片接在电源的正极在铜片上在铜片上发生的反应是发生的反应是AgAge e=Ag=Ag在银片上发生的反应是在银片上发生的反应是2H2H2 2O O4e4e=O=O2 24H4H可用可用CuSOCuSO4 4溶液作电解质溶液溶液作电解质溶液可可用用AgNO3AgNO3溶液作电解质溶液溶液作电解质溶液A.A.B.B.C.C.D.D.5 5氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是意图如图。下列说法错误的是()A()Aa a为阳极，发生为阳极，发生氧化反应生成氯气氧化反应生成氯气 B Bb b极的电极反应式为极的电极反应式为2H2H2 2O+2e-=HO+2e-=H2 2+2OH+2OH-C C电解时，电解时，NaNa+穿过离子交换膜进穿过离子交换膜进入阴极室入阴极室 D D饱和食盐水从饱和食盐水从c c处进入，淡盐水从处进入，淡盐水从e e处流出处流出6.在新冠肺炎疫情期间，在新冠肺炎疫情期间，“84”“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生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，为使化钠溶液，通电时，为使ClCl2 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消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。毒液，设计了如图所示的装置。c c、d d都为石墨电极。都为石墨电极。(1)a(1)a为电源为电源的的 (填填“正正”“”“负负”“”“阴阴”或或“阳阳”，下同，下同)极，极，c c为电解池的为电解池的 极。极。(2)d(2)d电极的电极反应式：电极的电极反应式：电解产生消毒液的总化学方程式为电解产生消毒液的总化学方程式为 负阳为充分混合反应，下端产生Cl2上端产生NaOH2H2O2e=H22OH一、电解饱和食盐水的应用一、电解饱和食盐水的应用1、原理分析、原理分析2、氯碱工业的生产流程氯碱工业的生产流程（1）氯碱工业概念）氯碱工业概念（2）阳离子交换膜的作用）阳离子交换膜的作用二、电镀二、电镀1、电镀的含义、电镀的含义2、电镀的主要目的、电镀的主要目的3、电镀池的构成、电镀池的构成4、电镀原理分析、电镀原理分析 【课堂小结】【课堂小结】电解原理的应用电解原理的应用22谢谢聆听THANK YOU