第二节 电解池 第2课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 电解池 第2课时 化学反应与电能 第四章 1 电镀 2 电冶金 1 本节重难点 本节重难点 知识导航 工业上制备的铜，其含Cu约98.5%，还含有Fe、Ag、Au等杂质，为粗铜，需要通过再次精炼处理才能得到纯度为99.99%精铜，如何用电解的方法得到纯铜？ 粗铜 精铜 新课导入 电解CuCl2溶液 电解饱和NaCl溶液 阴极 阳极 石墨 石墨 阴极 阳极 铁钉 石墨 阴极用金属材料，目的在于增强电解池的导电性能 思考：选择电极材料时，需要注意哪些事项呢？ 知识梳理 4 阴极 产物 阳极 产物 活性电极 惰性电极 电极材料失电子 与电极材料无关 溶液中阳离子根据放电顺序得电子 阳极 阴极 溶液中阴离子根据放电顺序失电子 归纳总结 (除金、铂) 知识梳理 分析3 阳极 材料：粗铜 阴极 材料：精铜 分析4 电解质溶液为硫酸铜溶液，其铜离子迁移到阴极得电子，析出为铜 电冶金 粗铜电解精炼得精铜 理论分析 分析1 如何让粗铜中的铜变成铜离子进入溶液？ 分析2 粗铜生成铜离子，失去电子，发生氧化反应，反应在阳极进行 实验装置 知识梳理 6 电冶金 粗铜电解精炼得精铜 实验装置 备注：忽略粒子大小 阳极 阴极 (粗铜) (纯铜) Cu-2e-= Cu2+等 Cu2+ + 2e-= Cu 硫酸铜溶液 知识梳理 7 电冶金 粗铜电解精炼得精铜 实验装置 备注：忽略粒子大小 阳极 (粗铜) Cu-2e-= Cu2+等 Zn - 2e- = Zn2+ Ni - 2e- = Ni 2+ Zn2+、Ni2+比Cu2+难还原，故不在阴极得电子析出，而只是留在电解质溶液里 硫酸铜溶液 粗铜含有铁 、银、金等杂质，接通直流电源后，粗铜中排在Cu前面的金属在阳极失电子，发生氧化反应，进入溶液中 知识梳理 8 电冶金 粗铜电解精炼得精铜 实验装置 备注：忽略粒子大小 阳极 (粗铜) Cu-2e-= Cu2+等 银、金等金属杂质的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，故以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥 Zn - 2e- = Zn2+ Ni - 2e- = Ni 2+ 硫酸铜溶液 阳极泥 可作为提炼金、银等贵金属的原料 知识梳理 9 电冶金 粗铜电解精炼得精铜 实验装置 备注：忽略粒子大小 阴极 (纯铜) Cu2+ + 2e-= Cu 硫酸铜溶液 CuSO4溶液中Cu2+、H+以及阳极材料失电子溶解的Cu2+、Zn2+、Fe2+和Ni2+，都向阴极迁移 铜离子析出为铜单质，其他离子留在溶液中，从而达到粗铜精炼的目的 放电顺序：Cu2+＞H+＞Ni2+＞Fe2+＞Zn2+ 知识梳理 10 电冶金 归纳总结 原理 实质 应用 金属冶炼的木质是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程，用电解法可将通常极难被还厦的活泼金属 从它们的化合物中还原出来即称为电治金 Mn+ + ne- = M 电解法适用于冶炼用普通还原剂难以还原的金属，如钠、钙、镁、铝等活泼金属 知识梳理 生活中为了使金属增强抗腐蚀能力以及增加表面硬度和美观，通常在这些金属表面镀上一薄层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) 这是什么工艺呢？ 知识梳理 12 电镀 定义 电镀是应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方法。主要目的是增强金属抗腐蚀能力，增加美观或表面硬度。镀层金属通常是铬、镍、银、黄铜等。 标价900 00 镀银水壶 标价1 000 000 镀金手表 标价5 000 000 镀金金条 知识梳理 13 以上是通过电镀完成的，表面为贵金属，内部则是价格低廉的一些金属(也就是假货)，那么，到底什么是电镀呢？ 知识梳理 14 电镀 粗铜电解精炼得精铜 理论分析 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作阴极，把镀层金属一端作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，镀件表面覆盖上一层均匀、光洁而致密的镀层 待镀金属(镀件) 镀层金属 电镀液 含镀层金属阳离子的电解质溶液 知识梳理 15 电镀金已有两百多年的历史。金镀层具有金黄色外观，具有良好的化学稳定性，使得电镀金镀层既可以作为装饰性镀层，又可作为功能性、防护性镀层。 电子工业发展，金价暴涨，大都采用镀薄金 英国人发明的氰化物镀金 1838年 20世纪40年代 出现了刷镀金(即选择性镀金)以及无氰镀金尤其是以亚硫酸盐镀金应用最广 20世纪60年代 出现了脉冲镀金和镭射镀金 20世纪80年代 电镀金发展历史 知识梳理 16 电镀 案例分析 电镀金原理(含氰法) 镀层金属 KAu(CN)2溶液 ——金 阳极的电极材料是金，本身非常难失去电子，在溶液中的氰根离子的帮助下通过电解失去电子，同时溶液中的氢氧根也可以失去电子，变成水和氧气