1.2.4电解原理的应用 课件-2021-2022学年高中化学苏教版（2019）选择性必修一

电解原理的应用 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 巩固旧知 电极反应式：阳极： 阴极： 总反应方程式： 2 H2O ＋2e－===H2 +2OH- 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O +2NaCl 2NaOH+Cl2↑+ H2↑ NaCl溶液 思考：工业电解饱和食盐水存在什么隐患？ (2)避免生成物H2和Cl2混合，混合后遇火或遇强光爆炸. (1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯。 反应方程式: . Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O 解决方法:使用离子交换膜 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题: 一、氯碱工业 3 NaCl溶液 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2 H2O ＋2e－===H2 +2OH- 如果得到产物NaOH,阴极侧生成OH-，还需要Na+移向阴极，而我们要避免OH-移向阳极与产物Cl2反应，所以应选择阳离子交换膜。 － + Cl2 Cl— H2 Na+ 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 阴 极 阳极室 阴极室 阳离子交换膜电解槽 电解饱和食盐水的原理示意图 学以致用 B 二、电镀 ⑴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。 7 7 思考：如果想在铁制品上镀上铜，该如何设计实验？ 8 1.铁制品应该在哪一极？ 2.电解质溶液中应该含有什么离子？ 3.另一极应该用什么材料做电极？ 阴极 铜离子 纯铜做电极 阳极： 阴极： Cu2++2e-＝Cu Cu-2e-=Cu2+ 电解一段时间后溶液中硫酸铜浓度怎样变化？ 硫酸铜浓度不变 (3)电镀池结构 + 镀件 镀层金属 － 含镀层金属离子的盐溶液 ①阴极-待镀金属 ②阳极-镀层金属 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 9 9 三、铜的电解精炼 ⑴粗铜所含的杂质 Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 CuSO4溶液 ⑵粗铜的精炼 阳极--粗铜 阴极--纯铜 电解液-- CuSO4溶液 10 10 Zn －2e－＝Zn2+ Fe－2e－＝Fe2+ Ni －2e－＝Ni2+ Cu－2e－＝Cu2+ 阳极： Au、Ag---阳极泥 阴极： Cu2+ +2e－＝Cu 思考：精炼铜时，电解液中的Cu2＋浓度是否会发生改变？ Cu2＋浓度会下降 用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度很高，可以达到99.95%～99.98%。 电解精炼池、电镀池的比较 电解精炼池 电镀池 定义 形成 条件 电极 名称 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 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 12 四、电冶金 （冶炼活泼金属钠、钾、钙、镁、铝等） 1.制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。 阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应： 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑ 13 13 2.制取金属Al 电解熔融状态的氧化铝。 阳极： 6O 2- －12e- == 3 O2↑ 阴极： 4Al3+ + 12e- == 4Al 总反应： 2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 ↑ 助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠） 阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充 14 14 冶炼铝设备图 阳极C 电解质 烟罩 熔融态铝 钢壳 钢导电棒 阴极C 耐火材料 阴极 阳极 阴极 阳极 负极 正极 负极 正极 Ag+＋e-=Ag 0.025 2H2O-4e-═4H++O2↑ 140 Cu2++2e-=Cu 0.00125 电极 A B C D 产物 Ag