【课件】电解原理的应用++课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、第二节电解池第2课时电解原理的应用第四章 化学反应与电能1.认识电解原理在氯碱工业、电镀及电冶金等工业生产中的实际应用(重点)。2.深化对电解原理的理解(重、难点)。温故知新试分析右图所示惰性电极(石墨)电解饱和食盐水通电前：溶液中的离子有：，通电后：移向阳极的离子 ，阳极反应：(反应)移向阴极的离子 ，阴极反应：(反应)。总反应：，离子方程式：。2NaCl+2H2O=Cl2+H2+2NaOH 电解2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-电解思考交流：反应过程中可能存在的副反应？Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OCl2+H2=2HCl 光照Na、Cl、H、OHCl、OH2Cl2e=C

2、l2 氧化Na、H2H2O2e=H22OH还原一、电解饱和食盐水氯碱工业1.氯碱工业的概念 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业重要化工原料阳极反应：2Cl2e=Cl2阴极反应：2H2O2e=H22OH总反应：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-电解2.电解饱和食盐水的原理(用惰性电极电解)通电后Cl、OH移向阳极，Cl放电；Na+、H+移向阴极，H+放电；(2)避免生成物H2和Cl2混合爆炸(1)避免Cl2接触NaOH溶液反应，使产品不纯电解饱和食盐水要解决的主要问题是什么？探究讨论使用离子交换膜一、电解饱和食盐水氯碱工业3.氯碱工业生产流程(1)阳离子交换膜电解槽(2)阳离子

3、交换膜的作用：能传导溶液中的阳离子；阻止阴离子和气体分子通过。(3)阴极室加入含少量NaOH的水目的：增强溶液导电性。NaOH精制饱和NaCl溶液Na+一、电解饱和食盐水氯碱工业4.氯碱工业产品及其应用(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂等。(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。一、电解饱和食盐水氯碱工业思考交流 1.正误判断(1)电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl2e=Cl2(2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区(3)电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材

4、料(如铁)(4)电解饱和NaCl溶液可以制取金属钠一、电解饱和食盐水氯碱工业2.“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食盐水，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。(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_。负阳2H2O2e=H22OH要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl2电解下端Cl2上端产生NaOH一、电解饱和食盐水氯碱工业思考交

5、流 3.工业上常利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。电极B区电解液为_(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向电极_(填“A”或“B”)迁移。LiOH2H2O2e=H22OH阴极阳极2Cl2e=Cl2B一、电解饱和食盐水氯碱工业思考交流 二、电镀电解精炼如图所示 试分析在铁制钥匙上面镀铜阳极材料：电极反应：阴极材料：电极反应：探究讨论 镀层金属Cu Cu2e=Cu2；镀件铁制钥匙 Cu22e=Cu。电解质溶液Cu2浓度如何变化？1.电镀(1)电镀：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的加工工艺。(2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，

6、增加表面硬度和美观。(3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)：阳极材料：镀层金属Cu电极反应：Cu2e=Cu2；阴极材料：镀件铁制钥匙电极反应：Cu22e=Cu。电解质溶液：Cu2浓度保持不变。二、电镀电解精炼粗铜中含锌、银、金等杂质，结合电解原理如何设计电解池进行粗铜的精炼?问题探究阴极阳极粗铜纯铜粗铜：Cu2e=Cu2；纯铜：Cu22e=CuCuSO4溶液阳极粗铜中金属锌失电子吗？二、电镀电解精炼2.电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质)电解质溶液中Cu2浓度减小主要反应：Cu(粗铜)2e=Cu2+Ag、Au等活动性较弱的金属在阳极沉积形成阳极泥Cu2+2e=Cu(精铜)阳极（粗铜）其他反应：

7、Zn2e=Zn2+等阴极（精铜）二、电镀电解精炼思考交流 1.正误判断(1)在Fe上电镀Zn，应用Zn作阳极，用ZnSO4溶液作电镀液(2)电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区(3)电解精炼铜时，电解质溶液的成分不发生变化(4)电镀过程相当于金属的“迁移”，属于物理变化二、电镀电解精炼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，思考回答下列问题：(1)阳极发生_反应，其电极反应式：_。(2)电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量_(填“相等”或“不相等”)。(3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有_、Ni2等

8、。(4)电解后，电解槽底部含有_等金属。氧化Ni2e=Ni2，Fe2e=Fe2，Zn2e=Zn2不相等阳极Fe、Zn、Ni失电子，阴极析出镍，得失电子守恒Fe2、Zn2Cu、Pt二、电镀电解精炼思考交流 3.利用电解法制备超细银粉的示意图如下，Ag2SO4-H2SO4电解液中添加Ti3/Ti4，解决了高电流密度下阴极发生析氢反应的问题，并实现Ti3/Ti4循环利用。请结合化学用语解释阴极区附近生成超细银粉的原因：_。二、电镀电解精炼思考交流 三、电冶金熔融NaCl阴极阳极e-e-Na+Cl-2Cl-2e-=Cl2氧化反应还原反应Na+e-=Na2NaCl(熔融)=2Na +Cl2电解问题讨论试

9、分析惰性电极电解熔融氯化钠，离子迁移方向，电子移动路线，阴、阳极半反应?1.电冶金的原理 Mnne=M2.常用电解法制备的金属电解法用于冶炼较活泼的金属，如钠、钙、镁、铝等。(熔融)电解Mg+Cl2MgCl2阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：Mg2+2e-=Mg 阳极：6O2-12e-=3O2 阴极：Al3+3e-=Al 电解冰晶石 2Al2O3(熔融)4Al+3O22NaCl(熔融)2Na+Cl2电解阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：Na+e-=Na 三、电冶金3.实例分析冶炼金属钠(1)电解熔融NaCl装置示意图阴极环绕在阳极外面，两极之间用隔膜D隔开。NaClCl2阴阳阴(2)电解时

10、的反应阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：2Na2e=2Na；总反应：_。2NaCl(熔融)=2Na +Cl2电解三、电冶金思考交流 1.正误判断(1)活泼的金属往往采用电解法冶炼(2)工业上常用钠与熔融的氯化镁反应制取金属镁(3)工业冶炼金属铝时，电解熔融态AlCl32.金属镁的工业制备是电解熔融_(填“MgCl2”或“MgO”)，原因是_。MgCl2熔融氧化镁需要的温度较高、耗能较大三、电冶金3.如图为工业电解熔融氧化铝冶炼铝的装置示意图。(1)写出电解时的电极反应式及总反应方程式：_。(2)资料表明Al2O3的熔点为2 054，冰晶石(Na3AlF6)的熔点为1 000，用电解Al2O3制取

11、金属铝时会加入冰晶石，其作用是_。(3)该电解过程要在1 000 以上进行，工业上冶炼铝过程中会发生阳极损耗，试分析发生阳极损耗原因：_。阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al2Al2O3(熔融)=4Al +3O2电解作助熔剂，降低熔点高温下，阳极产生的氧气与碳块反应生成CO、CO2三、电冶金思考交流 自我测试1.如图为电解饱和食盐水的简单装置，下列有关说法正确的是A.电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B.蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C.铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触碳棒作阳极：2Cl2e=C

12、l2，溶液的碱性不增强氢气阴极：2H+2e=H2 还原反应 自我测试2.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是A.通电后，Ag向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Age=AgD.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初阳极镀层不致密，反接后阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初Ag移向阴极+-自我测试3.21世纪是钛的世纪，在8001 000 时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是A.a为电源的正极B.石墨电极上发生还原反应C.阴极发生的反应为TiO24e=Ti2O2D.每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子负极 正极0.4 mol阴极 阳极还原反应 氧化反应本节内容结束