2021_2022学年新教材高中化学第四章化学反应与电能第二节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1202106242193.ppt

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1、第2课时电解原理的应用必备知识必备知识自主学习自主学习一、氯碱工业一、氯碱工业1 1概念概念用电解用电解_的方法来制取的方法来制取_，并以它们为原，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。饱和氯化钠溶液饱和氯化钠溶液氢氧化钠、氢气和氯气氢氧化钠、氢气和氯气2 2原理原理(1)(1)阳极反应：阳极反应：_(_(_反应反应)(2)(2)阴极反应：阴极反应：_(_(_反应反应)(3)(3)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：_ 电解电解=电解电解=2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2氧化氧化2H2H2 2O O2

2、e2e=H=H2 22OH2OH还原还原2NaCl2NaCl2H2H2 2O 2NaOHO 2NaOHH H2 2ClCl2 22Cl2Cl2H2H2 2O 2OHO 2OHH H2 2ClCl2 23 3氯碱工业产品及其应用氯碱工业产品及其应用【自主探索自主探索】(1)(1)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？么？提示：提示：防止防止H H2 2和和ClCl2 2混合爆炸，防止混合爆炸，防止ClCl2 2与溶液中的与溶液中的NaOHNaOH反应。反应。(2)(2)电解足量的饱和食盐水时，从阴极

3、析出电解足量的饱和食盐水时，从阴极析出11.2 L11.2 L氢气氢气(标准状况标准状况)，则从阳极析，则从阳极析出的气体的体积出的气体的体积(标准状况标准状况)是多少？是多少？提示：提示：阴极析出标准状况下阴极析出标准状况下11.2 L11.2 L氢气，其物质的量为氢气，其物质的量为0.5 mol0.5 mol，则从阳极析出，则从阳极析出0.5 mol0.5 mol氯气，其体积为氯气，其体积为11.2 L11.2 L。二、电镀及电解精炼二、电镀及电解精炼1 1电镀电镀(1)(1)概念：应用概念：应用_原理在某些金属表面镀上一薄层其他原理在某些金属表面镀上一薄层其他_或合金的加工或合金的加工工

4、艺。工艺。(2)(2)目的：使金属增强目的：使金属增强_能力，增加美观度和表面硬度。能力，增加美观度和表面硬度。电解电解金属金属抗腐蚀抗腐蚀(3)(3)实例实例(在铁件上镀铜在铁件上镀铜)。材料材料电电极反极反应应式式阴极阴极_CuCu2 22e2e=Cu=Cu阳极阳极_CuCu2e2e=Cu=Cu2 2电电解解质质溶液溶液 _溶液溶液FeFeCuCuCuSOCuSO4 42.2.电解精炼电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等)(1)_(1)_作阳极，主要的电极反应为作阳极，主要的电极反应为CuCu2e2e=Cu=Cu2 2；_作阴极，电极反应作阴极

5、，电极反应为为CuCu2 22e2e=Cu=Cu；电解质溶液为；电解质溶液为_溶液。溶液。(2)(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液，活泼性较差的活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液，活泼性较差的_形成阳形成阳极泥。极泥。粗铜粗铜纯铜纯铜CuSOCuSO4 4AgAg、AuAu(3)(3)实例实例【自主探索自主探索】(1)(1)(教材二次开发教材二次开发)根据得失电子守恒，电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴根据得失电子守恒，电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等吗？极增加的质量相等吗？提示：提示：不相等。电解精炼铜时，阴极析出的只有不相等。电解精炼铜时，阴极析出的只有CuCu

6、，而阳极上活泼的，而阳极上活泼的ZnZn、FeFe、NiNi等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的AgAg、AuAu等形成阳极泥沉在底部，故两等形成阳极泥沉在底部，故两极的质量变化不相等。极的质量变化不相等。(2)(2)电解精炼铜应具备什么条件？精炼过程中电解质溶液的浓度如何变化？电解精炼铜应具备什么条件？精炼过程中电解质溶液的浓度如何变化？提示：提示：条件：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含铜离子的盐溶液作电解质溶液。由条件：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含铜离子的盐溶液作电解质溶液。由于粗铜中含有比铜活泼的金属杂质，电解过程中会失去电子溶解在溶液中，故于粗铜中含有比铜活泼的

7、金属杂质，电解过程中会失去电子溶解在溶液中，故精炼过程中电解质溶液的浓度略有减小。精炼过程中电解质溶液的浓度略有减小。(3)(3)(情境思考情境思考)按如图所示装置，向烧杯中倒入饱和硫酸铜溶液，用铜作阳极，按如图所示装置，向烧杯中倒入饱和硫酸铜溶液，用铜作阳极，一把钥匙一把钥匙(铁制铁制)作阴极。接通作阴极。接通K K后，你观察到哪些现象？你能解释所观察到的现后，你观察到哪些现象？你能解释所观察到的现象吗？象吗？提示：提示：实验现象：阳极铜片逐渐溶解，阴极铁制钥匙表面慢慢出现一层红色的实验现象：阳极铜片逐渐溶解，阴极铁制钥匙表面慢慢出现一层红色的物质。通电后阳极发生：物质。通电后阳极发生：Cu

8、Cu2e2e=Cu=Cu2 2，铜片逐渐溶解，铜片逐渐溶解，CuCu2 2进入溶液中；进入溶液中；阴极发生：阴极发生：CuCu2 22e2e=Cu=Cu，钥匙表面逐渐镀上了一层红色的铜。，钥匙表面逐渐镀上了一层红色的铜。三、电冶金三、电冶金1 1金属冶炼的本质：使矿石中的金属冶炼的本质：使矿石中的_获得电子变成金属单质的过程。获得电子变成金属单质的过程。如如_。2 2电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些_单质的单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。金属离子金属离子M Mn nnene=M=M

9、活泼金属活泼金属【自主探索自主探索】(1)(1)工业生产金属镁和金属铝均采用电解法，制取工业生产金属镁和金属铝均采用电解法，制取MgMg时电解的是熔融的时电解的是熔融的MgClMgCl2 2，而制取，而制取AlAl时却电解的是熔融的氧化铝，不是时却电解的是熔融的氧化铝，不是AlClAlCl3 3，这是为什么？，这是为什么？提示：提示：MgClMgCl2 2是离子化合物，在熔融状态时导电，而是离子化合物，在熔融状态时导电，而AlClAlCl3 3是共价化合物，在熔是共价化合物，在熔融状态不导电，故制取金属铝用的是电解熔融的氧化铝融状态不导电，故制取金属铝用的是电解熔融的氧化铝(属离子化合物属离子化合物)。(2)(2)工业生产金属钠时，能不能电解饱和食盐水呢？工业生产金属钠时，能不能电解饱和食盐水呢？提示：提示：不可以，因为电解饱和食盐水，不可以，因为电解饱和食盐水，H H会优先于会优先于NaNa放电，从而无法得到金放电，从而无法得到金属属NaNa。关键能力关键能力合作学习合作学习课堂检测课堂检测素养达标素养达标