高二理科班化学解电原理及应用.pptx

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1、电解原理及其应用电解原理及其应用一、电解原理一、电解原理 使使电流电流通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴、阳两阴、阳两极极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是交流。而不是交流。熔融态熔融态的离子化学物也能被电解。的离子化学物也能被电解。第一节第一节 电解原理电解原理1、电解原理、电解原理用用石墨、金、铂石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做等还原性很弱的材料制做的电极叫做的电极叫做惰性电极惰性电极，理由是它们在一般的，理由是它们在一般的通电条件下通电条件下不发生不发生化学反应。用化学反应。用铁、锌、铜、铁、锌、铜、银银等还原性较强的材料

2、制做的电极又叫做等还原性较强的材料制做的电极又叫做活活性电极性电极，它们做电解池的，它们做电解池的阳极阳极时，先于其他时，先于其他物质发生氧化反应。物质发生氧化反应。阴极阴极上放电的先后顺序是：上放电的先后顺序是：AgAgHgHg2 2FeFe3+3+CuCu2 2(H(H+)FeFe2 2ZnZn2 2；阳极阳极上放电的先后顺序是：上放电的先后顺序是：活泼金属电极活泼金属电极S S2 2I IBrBrClClOHOH(F(F、NONO3 3、SOSO4 42-2-等等)（惰性电极惰性电极）电解原理及其应用电解原理及其应用一、电解原理一、电解原理第一节第一节 电解原理电解原理1、电解原理、电解

3、原理2 2、电解池电解池:把把电能电能转变为转变为化学能化学能的装置叫做电解的装置叫做电解池或电解槽。池或电解槽。构成电解池的构成电解池的条件条件（1 1）直流直流电源。电源。（2 2）两个电极。其中与电源的）两个电极。其中与电源的正极正极相连的相连的电极叫做电极叫做阳极阳极，与电源的，与电源的负极负极相连的电极相连的电极叫做叫做阴极阴极。（3 3）电解质）电解质溶液溶液或或熔融态熔融态离子化学物离子化学物。分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。研究两池的关系（结构、原理）。研究两池的关系（结构、原理）。电解原理及其应用电解原理及其应用一、电解原理一、电解

4、原理第一节第一节 电解原理电解原理1、电解原理、电解原理2 2、电解池、电解池二、二、铜的电解精炼铜的电解精炼 说明：说明：粗铜中往往含有粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金锌、铁、镍、银、金等多种杂等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如动性顺序铜以前的金属杂质如ZnZn、FeFe、NiNi等，也会等，也会同时失去电子，如：同时失去电子，如：ZnZn2e2eZnZn2 2 Ni Ni2e2eNiNi2 2但是它们的但是它们的阳离子比铜离子难以阳离子比铜离子难以还原，还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电

5、所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当去电子变成阳离子溶解下来，当阳极阳极上的铜失去电上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成在电解槽底，形成阳极泥阳极泥（阳极泥可作为提炼金、（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）银等贵重金属的原料）电解原理及其应用电解原理及其应用一、电解原理一、电解原理第一节第一节 电解原

6、理电解原理1、电解原理、电解原理2 2、电解池、电解池二、二、铜的电解精炼铜的电解精炼 三、电镀铜三、电镀铜定义定义：电镀是：电镀是应用电解原理应用电解原理在某些金属表在某些金属表面面镀镀上一薄层其他上一薄层其他金属或合金金属或合金的过程。的过程。目的目的：电镀的目的主要是使：电镀的目的主要是使金属增强抗腐金属增强抗腐蚀蚀能力、能力、增加美观和表面硬度增加美观和表面硬度。原理原理：与电解精炼铜的原理是一致的：与电解精炼铜的原理是一致的 条件：条件：镀件镀件金属作金属作阴极阴极；镀层镀层金属作金属作阳极阳极；含有含有镀层镀层金属离子的电解质配成金属离子的电解质配成电镀液电镀液。用用阳阳极极X和和

7、阴阴极极Y电电解解Z的的水水溶溶液液，电电解解一一段段时时间间，再再加加入入W，能能使使溶溶液液恢恢复复到到电电解前的状态，符合题意的组是解前的状态，符合题意的组是（）组号组号XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体晶体C练习练习第二节第二节 氯碱工业氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理一、电解饱和食盐水反应原理二、离子交换膜法制烧碱二、离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱a、生产设备名称：、生产设备名称：离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽 阳极：阳极：金属钛网金属钛网(涂钛钌氧化物涂钛钌氧化物)阴极：阴极：碳钢网

8、碳钢网(有镍涂层有镍涂层)阳离子交换膜：阳离子交换膜：只允许只允许阳阳离子通过，把电解离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。槽隔成阴极室和阳极室。b、离子交换膜的作用：、离子交换膜的作用：防止氯气和氢气混合而引起爆炸。防止氯气和氢气混合而引起爆炸。避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。响氢氧化钠的产量。c c、生产流程、生产流程1用什么方法除去泥沙？用什么方法除去泥沙？2用什么试剂除去用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗

9、？能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？思考：思考：粗盐水（粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量过量BaCl2Ba2+SO42-=BaSO4Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-BaSO4CaCO3BaCO3过量过量Na2CO3Na+、Ca2+、Cl-、OH-过量过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Na+、Cl-、OH-、CO32-精制食盐水精制食盐水适量适量HCl,调节调节PH通过阳离子通过阳离子交换树脂交换树脂Na+、Cl-加入稍过量加入稍过量BaCl2溶液溶液加入稍过量的加入稍过量的NaOH溶液溶液加入稍过量的加入稍过量的NaNa2 2COCO3 3溶液溶液过滤过滤

10、（除去（除去Mg(OH)Mg(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、BaSOBaSO4 4、CaCOCaCO3 3、BaCOBaCO3 3及泥沙等）；及泥沙等）；在滤液中加在滤液中加适量盐酸适量盐酸（除去过量的（除去过量的COCO3 322，调节溶液的，调节溶液的pHpH）；）；通过通过阳离子交换树脂阳离子交换树脂（除去残留的微（除去残留的微量量CaCa2+2+、MgMg2+2+等离子）。等离子）。精制食盐水的操作步骤精制食盐水的操作步骤:1 1、铂电极电解、铂电极电解1L Cu(NO1L Cu(NO3 3)2 2和和KNOKNO3 3混合溶混合溶液液,通电一段时间通电一段时间,两极均

11、产生两极均产生11.2L(S.T.P)11.2L(S.T.P)气体。求电解后溶液的气体。求电解后溶液的pHpH。有关电解的计算有关电解的计算电子守恒法电子守恒法解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2n(Cu2+)2+0.5mol2=0.5mol4n(Cu2+)=0.5molCu2+2H+C(H+)=1mol/L pH=0高三第四单元高三第四单元 电解原理及其应用电解原理及其应用一、电解原理一、电解原理第一节第一节 电解原理电解原理1、电解原理、电解原理2 2、电解池、电解池二、二、铜的电解精炼铜的电解精炼 三、电镀铜三、电镀铜第二节第二节 氯碱工业氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理一、电解饱和食盐水反应原理二、离子交换膜法制烧碱二、离子交换膜法制烧碱