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选择性必修一 第四章 化学反应与电能
第二 节电解池 第2课时电解原理的应用
WJ化学研究院
第四章
学习目标
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1.了解电解原理在氯碱工业、电镀及电冶金等工业生产中的应用。
2.初步培养运用电解原理进行简单计算和设计完成简单的化学反应的能力。
一、氯碱工业
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H+>Na+
Cl->OH-
2Cl--2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑
阴极OH-浓度增大,PH增大
总反应:
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑
电解饱和食盐水
一、氯碱工业
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1.电解饱和食盐水的产物的检验方法
一、氯碱工业
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2.离子交换膜法电解饱和食盐水的原理
答案 (1)平衡电荷,形成闭合回路;
(2)防止Cl2和H2混合而引起爆炸;
(3)避免Cl2与NaOH反应生成NaClO,影响NaOH的产量;
(4)避免Cl-进入阴极区导致制得的NaOH不纯。
阳离子交换膜的作用有哪些
补充Na+ 和 Cl-
增强溶液导电性
一、氯碱工业
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【例1】如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图(所用电极均为惰性电极)。下列说法不正确的是( )
A.从E口逸出的气体是H2
B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C.标准状况下每生成22.4 L Cl2,便产生2 mol NaOH
D.通电一段时间后加适量盐酸可以使电解液恢复到通电前的浓度
答案 D
一、氯碱工业
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答案 D
如图,能验证饱和食盐水(含酚酞)的电解产物的装置是(下列各图中的电极均为惰性电极)( )
二、电镀
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电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他
或 的加工工艺。
含义
目的
电镀的主要目的是:
使金属增强抵抗腐蚀的能力,增强美观和表面硬度。
电镀液:CuSO4
阳极:铜片
电极反应:
Cu-2e- =Cu2+
阴极:待镀铁制品
电极反应:
Cu2++2e- =Cu
电解原理
金属
合金
总结:
①原理:电镀是一种特殊的电解,用含镀层金属离子的电解质
溶液作电镀液,用待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极。
②特点:一增(阴极),一减(阳极),一不变(电镀液的浓度),
且阴极与阳极质量变化相等。
三、电解精炼铜
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(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极,用 作阴极,用 作电解质溶液。
粗铜
纯铜
CuSO4溶液
(2)电极反应式:
阳极:Cu-2e-=Cu2+(主要反应)、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+等;
阴极:Cu2++2e-=Cu。
(3 )阳极泥的形成
在电解过程中,活动性位于铜之后的银、金等杂质,难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解,所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥。
(4)电解精炼必备条件
a.两极材料:含杂质的金属作阳极,纯金属作阴极。
b.电解质溶液的选取:含有相应金属离子的盐溶液。
五、原电池、电解池和电镀池的比较
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原电池 电解池 电镀池
定义 将化学能转化成电能的装置 将电能转化成化学能的装置