1.2.5 电解原理的应用-【备好课】2023-2024学年高二化学同步课件（苏教版2019选择性必修1）

1.2.4电解池的应用 目标 1.能够对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理进行分析； 2.认识电能与化学能的能量转换； 3.加深对间接原理的理解和应用 氯碱工业 用 的方法来制取 ,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。 资料卡片 电解饱和食盐水 氢氧化钠、氢气和氯气 电解饱和食盐水 实验装置 实验一 实验现象 阴极 阳极 实验原理 2NaCl + 2H2O 通电 H2 ↑ + 2NaOH + Cl2↑ 知识点一 · 电解饱和食盐水的原理分析 阴极 阳极 e- e- Cl一 Cl一 H+ H+ 饱和NaCl溶液 通电前： 通电时： 阴极： 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑ Na+ OH- NaCl Na+ + Cl- H2O H+ + OH- 2H2O＋2e－==H2↑+2OH－ 还原反应 H+ ＞Na+ 放电顺序 氧化反应 放电顺序 Cl- ＞ OH- 离子方程式： 属于电解水和电解质类型的电解池 知识点一·电解饱和食盐水 注意事项 1.当电解过程中被电解的是水和电解质时,电极反应式中出现的是H+或OH-放电,但在书写总反应式时要将反应物中的H+或OH-均换成水,如电解饱和食盐水。 制作错题集/作业本单独分析 6 1.电解池中阴极、阳极的酸碱性如何变化？ 阴极碱性增强，阳极酸性增强 思考探究一 2.工业电解饱和食盐水存在什么隐患？ 知识点一 · 电解饱和食盐水的原理分析 2NaCl + 2H2O 通电 H2 ↑ + 2NaOH + Cl2↑ 阴极区域 阳极区域 思考探究一 2.工业电解饱和食盐水存在什么隐患？ 知识点一 · 电解饱和食盐水的原理分析 (2)生成物H2和Cl2混合，混合后遇火或遇强光爆炸。 (1)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 电解氯化钠溶液，阴极区域生成氢气、氢氧化钠，阳极区域生成氯气。再看电解池，会发现在这个电解池里，阴极区域和阳极区域是相通的，因而两极电解所得到的产物可以相互接触。 8 2.离子交换膜 离子交换膜由高分子特殊材料制成，分三类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 知识点一· 电解饱和食盐水 分类： 作用： (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 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。 知识点一· 电解饱和食盐水 － + 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 电解饱和食盐水的原理示意图 学以致用 B 电解帮助人类创造出更多自然界不存在的新物质，成为化学重要分支——电化学或能源化学的基础，因此也形成了电解工业。 电解的本质是使电流通过电解质溶液或熔融状态的电解质，而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。 电解除广泛应用于金属矿物冶炼、金属精炼外，还促进了电镀、污水处理等领域的技术革命，为新的制造业的发展提供了理论基础。 学科提炼 电解 对于像钠、镁、铝这样非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们从其化合物中还原出来，工业上常用电解法冶炼。 知识点二 · 电解法冶炼活泼金属 工业制钠： 工业制铝： AlCl3是共价化合物，不是电解质，不能电解。Al2O3是离子化合物；熔点2050℃，冰晶石在铝电解中作为助溶剂，降低氧化铝的熔点。 提问 工业制铝为什么不用氯化铝而使用氧化铝？冰晶石的作用是什么？ 工业制镁： 2NaCl(熔融) 通电 2Na + Cl2 ↑ MgCl2(熔融) Mg + Cl2 通电 ↑ 2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 通电 ↑ 冰晶石 阳极--粗铜 阴极--纯铜 电解液-- CuSO4溶液 1.粗铜中含有的杂质： Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 知识点三 · 电解法精炼铜 2.粗铜精炼装置： 3.电解原理：