4.2.2 电解原理的应用课件2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第二节 电解池 第2课时 电解原理的应用 1 学习目标 1.理解电解饱和食盐水、电镀和电冶金的反应原理。 2.能够认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2 化学与生活 c d a b 电源 (2) 避免生成物H2和Cl2混合 (1) 避免Cl2接触NaOH溶液反应，使产品不纯 Cl2 +2NaOH == NaCl + NaClO + H2O 混合遇火或遇强光爆炸 电解饱和食盐水要解决的主要问题 解决方法：使用离子交换膜 化学与生活 Cl2 H2 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 阳离子交换膜 阳极金 属钛网 阴极 碳钢网 + － 电解饱和食盐水 － + 离子交换膜 F E D C B A OH- Cl- H+ Na+ OH- Cl- OH- Cl- 失电子能力增强 阳极: 2Cl- － 2e- == Cl 2↑ Cl2 NaCl溶液 淡盐水 A C 阳极室 阴极室 电解饱和食盐水 H2O － + 离子交换膜 F E D C B A 阳极: 2Cl- － 2e- == Cl 2↑ Cl2 H+ Na+ Na+ H+ Na+ H+ 得电子能力增强 阴极: 2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑ H2 (含少量 NaOH) ？ NaOH溶液 阳极室 阴极室 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 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 电解饱和食盐水 1．概念 2．原理 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 阳极反应式：2Cl－ － 2e－ == Cl2↑ 阴极反应式： 2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑ 总反应： 因H＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性 电解饱和食盐水 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑ + Cl2↑ 电解 3．氯碱工业生产流程 (1)阳离子交换膜电解槽 只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量。 (2)阳离子交换膜的作用 电解饱和食盐水 4．氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、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、有机合成、农药等领域中广泛应用。 电解饱和食盐水 化学与生活 镀金奖杯 镀金饰品 景泰蓝 化学与生活 镀层金属 Cu 镀件 直流电源 + - 阳极 阴极 阳极： Cu － 2e- == Cu2+ 阴极： Cu2++ 2e- == Cu CuSO4溶液 电镀 1．电镀 2．电镀池的构成 阴极：待镀物品——钥匙 阳极：镀层金属——铜 电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——硫酸铜溶液 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 阴极反应式为：Cu2＋＋2e－ == Cu 阳极反应式为：Cu － 2e－ == Cu2＋ 在钥匙上镀铜 硫酸铜溶液浓度基本不变 镀层金属通常是一些在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和合金(如黄铜)。 电镀 [Au(CN) ] 2 - e- == Au 2CN- + + 2H O 2 2e- == H2↑ 2OH- + + 阴极主要电极反应 阳极 阴极 [Au(CN) ] Au 2CN- － e- == + - 2 4OH- － 4e- == 2H2O+O2↑ 阳极主要电极反应（金做阳极） 电镀金原理（含氰法） 电镀 孙淑兰 (1942- ) 景泰蓝制作高级工程师 景泰蓝 上世纪70年代，研究出亚硫酸无氰镀金法，形成一条无氰镀金流水线，填补了我国无氰镀金的空白，后荣获国家科技进步奖。 [Au(SO ) ] 2 3 3- e - + Au + 2SO 2- 3 阴极主要反应 镀金工艺改进 电镀 若要在铁制品表面镀镍，下列有关说法正确的是( ) B 理 论应 用 A．电镀液用硫酸亚铁溶液 B．镍应与电源的正极相连，铁制品应与电源的负极相连 C．阴极的电极反应 Ni － 2e- == Ni2+ D．电镀过程中电镀液中溶质的浓度会减小 电冶金 熔融NaCl 阴极 阳极 e- e- Na+ Cl- 2Cl- － 2e- == Cl2 Na++ e- == Na 氧化反应 还原反应 电冶金 2NaCl(熔融)