第四章第三节 金属的腐蚀与防护 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节　电解池 第四章　化学反应与电能 第2课时　电解原理的应用 1 （二）电镀与铜的电解精炼 （一）氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。 （三）电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等） （1）在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向阳极移动。 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成 。 阳极方程式： ; （2）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 ． 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 。 阴极方程式： 。 2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 Na+、Cl- H+、OH- Cl-、OH- Cl- Cl2 H+ H2 OH- 增大 Na+、H+ （一）氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。 阅读 课本p106电解饱和食盐水 完成填空 3 4 1.概念： 用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱、氯气和氢气，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。 2.现象： 阴极： 阳极： 有气泡产生，滴加酚酞溶液变红 产生使湿润淀粉－KI溶液变蓝的气体 湿润的淀粉—KI试纸变蓝 3.原理： 阴极： 阳极： 总反应： 2Cl- -2e- = Cl2↑ 2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH- 2Cl- + 2H2O === 2OH- + H2↑+ Cl2↑ 电解 2H2O + 2NaCl === H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH 电解 电解饱和NaCl溶液 思考：铁作为阴极的电极材料，能起到什么作用？阳极能否用铁作为电极材料？ 阴极 阳极 铁钉 石墨 溶液中微粒在阴极得电子，发生还原反应， 电极材料是不得电子的，给传导过来的电子 的提供存储的场所，本身不参与反应。 阴极用金属材料， 目的在于增强电解池的导电性能。 6 思考：能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？ 2NaCl + 2H2O 电解 H2↑ + 2NaOH + Cl2↑ 阴极区域 阳极 区域 原因一：Cl2 与 NaOH 反应 原因二：H2 与 Cl2 混合易爆炸 H2 + Cl2 2HCl 一定条件 Cl2 + 2OH- ClO- + Cl- + H2O 不能，原因如下： 若能控制溶液中离子的移动，即可解决上述问题 7 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题： 1.避免Cl2接触NaOH溶液会反应，使产品不纯，反应方程式： Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O 2.避免生成的Cl2和H2混合，原因： 遇火或强光会爆炸 解决方法： 使用离子交换膜 生产设备：阳离子交换膜电解槽 金属钛网 碳钢网 阴极 阳极 阴极室 阳极室 Na+ H+ Cl- H2 Cl2 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，将电解槽隔成阳极室和阴极室。 ①可避免H2和Cl2混合 ②也避免Cl2和NaOH反应从而影响NaOH的产量。 ? 氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 电 解 饱 和 食 盐 水 液碱 湿氢气 湿氯气 NaOH 含氯漂白剂 Cl2 H2 HCl 有机合成 造纸 玻璃 肥皂 纺织 印染 有机合成 氯化物合成 农药 盐酸 有机合成 金属冶炼 图4－1 氯碱工业产品及其应用 思考：若将饱和氯化钠溶液换成熔融状态下的氯化钠，电极反应如何？ Na+ Cl- Na+ Cl- 熔融状态下的氯化钠 阳极 阴极 总反应 2Na+ + 2e-＝ 2Na 2Cl- －2e-＝ Cl2 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 电解 工业上制备金属钠 e- e- 二、电冶金 1、金属冶炼的本质： 2、电冶金： 使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。通式:Mn+ + ne- = M 电解是最强的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，像钠、钙、镁、铝等活泼金属。对于这些金属，电解几乎是唯一可行的工业方法。 (2)电解熔融的氯化镁：(制取金属镁) 阳极： 阴极： 2Cl - －2e- = Cl2↑ Mg2+ + 2e- = Mg MgCl2(熔融) === Mg + Cl2 ↑ 电解 （3)电解熔融的氧化铝：(制取金属铝) 阳极： 阴极：