4.2.2 电解池原理的应用-【化学一起课件】高中化学选择性必修1同步课件PPT（人教版2019）

电解池原理的应用 人教版 选择性必修一 2019 第四章 化学反应与电能 第二节 第2课时 MATTER AND ITS CHANGES - APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 学习目标 LEARNING OBJECTIVES 1 掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及总反应方程式。 2 学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用。 3 认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，体会电解对人类社会进步的重要贡献。 【知识背景】 【思考交流】 问题1：化学即生活。你能列举生活中最常见的化学物质吗？ 水 氧气 氯化钠 醋酸 酒精 水和氧气是大多数生命赖以生存的基础…… 氯化钠是人类每天必不可少的调味品…… 氯化钠除了“称霸美食界”，在工业上也拥有举足轻重的地位！ APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用1】氯碱工业 氯气和烧碱（NaOH）是重要的化工原料。工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。 【思考交流】 问题2：根据电解原理，写出用惰性电极电解饱和食盐水的电极反应和总反应。 阳极： 2Cl -－2e－ = Cl2↑ 阴极： 2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－ 总反应： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 电解 2Cl -＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH - 电解 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用1】氯碱工业 － + CI2 淡盐水 精制饱和 NaCI溶液 CI- Na+ 阳离子交换膜 （只允许阳离子通过） H2O(含少 量NaOH) H2 H+ OH- NaOH溶液 2Cl -－2e- = Cl2↑ 2H2O＋2e- = H2↑＋2OH- 阳极 （惰性电极） 阴极 （碳钢网） 图：离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用1】氯碱工业 电 解 饱 和 食 盐 水 液碱 湿氯气 湿氢气 NaOH 含氯漂白剂 CI2 H2 有机合成 肥皂 造纸 玻璃 纺织 印染 有机合成 金属冶炼 HCl 盐酸 农业 有机合成 氯化物合成 氯碱工业产品及应用 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用2】电镀 铁合页 镀金合页 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。 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用2】电镀 【思考交流】 问题3：如果想在铁制品表面镀上铜，该如何设计实验？ 阳极 Cu 阴极 CuSO4溶液 Cu - 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- = Cu 氧化反应 阳极 镀层金属作阳极 还原反应 阴极 待镀金属作阴极 含镀层金属阳离子的盐溶液做电镀液 + - APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用2】电镀 【思考交流】 问题4：根据上述分析，试画出电镀装置的示意图。在电镀过程中，电镀液的组成是否会发生变化？ + － 阴极 镀件 阳极 镀层金属 含镀层金属离子的盐溶液 电镀液的组成及酸碱性保持不变 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用2】电镀 镀 金 镀合金（黄铜） 镀锌铁丝 镀 银 APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用3】金属的电解精炼 【思考交流】 问题5：粗铜中含Cu约98.5%，还含有Fe、Ag、Au等杂质，怎么用电解的方法得到纯铜？请设计实验。 - + CuSO4溶液 Cu - 2e- = Cu2+ 氧化反应 阳极 （粗铜） Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应 阴极 （精铜） 阴极 （精铜） 阳极 （粗铜） APPLICATION OF ELECTROLYTIC CELL PRINCIPLE 【应用3】金属的电解精炼 【思考交流】 问题6：粗铜中还含有Fe、Ag、Au等杂质，这些杂质在电解精炼过程中是否会发生变化？ 粗铜（Fe、Ag、Au）做阳极，发生失电子的氧化反应。 比铜活泼的金属先失电子，其次才是铜失电子： Fe - 2e- = Fe2+ Cu - 2e- = Cu2