4.2.2 电解池原理的应用（教学课件） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第2讲 电解原理的应用 第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 【思考】电解是一种剧烈的氧化还原反应，能把电能转化为化学能，在实际工业生产中都有哪些应用呢？ 一、 电解饱和食盐水 NaCl=====Na+ + Cl- H2O===== H+ + OH- 阴极 阳极 离子 分析电极反应 产物检验方法 总反应 总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解 2Cl-+2H2O 2OH-+ Cl2↑ + H2↑ 电解 能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？若不能，该怎样改进装置？ 思 考 改良电解饱和食盐水装置 2NaCl+2H2O 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解 阳离子交换膜 Na+ 避免Cl2与NaOH反应 Cl2 + 2OH- ====ClO- + Cl- + H2O H2 + Cl2==== 2HCl 防止Cl2和H2混合而引起爆炸 氯碱工业原理 二、 电镀 电镀是一种应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的加工工艺。 1.定义 阴极——镀件 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 阳极——镀层金属 2.特点 阳极本身参加电极反应 电解质溶液的浓度保持不变 电镀和电冶金 三、 电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段，所以通过电解冶炼金属是重要的方法。且活泼金属（如K、Ca、Na、Mg、Al）是唯一可行的工业方法。 得电子，被还原 Mn+ M +ne- 正价 0价 K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 富集法 通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来 1.电解法冶炼钠 总反应：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 电解 阳极： 2Cl- － 2e- == Cl2 ↑ 阴极：Na++ e- == Na 2.电解法冶炼镁 阳极：2Cl - －2e- = Cl2↑ 阴极：Mg2+ + 2e- = Mg 总反应：MgCl2(熔融) == Mg + Cl2 ↑ 电解 3.电解法冶炼铝 【问题1】氧化铝熔点：2050℃，氯化铝熔194℃，工业上为什么不用氯化铝做原料生产铝单质呢？ 阳极：6O2- －12e- =3O2↑ 阴极：4Al3+ + 12e- = 4Al 总反应：2Al2O3(熔融) === 4Al + 3O2 ↑ 电解 冰晶石 助熔剂： 冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)降低Al2O3的熔点 ------电解熔融状态的氧化铝 四、 电解精练铜 粗铜： 含杂质 ( Zn Fe Ni Ag Au 等 ) 阳极： Zn Fe Ni Cu Ag Au Zn － 2e - ＝ Zn 2+ Fe － 2e - ＝ Fe 2+ Ni － 2e - ＝ Ni 2+ Cu － 2e - ＝ Cu 2+ 阳极泥 阴极： Cu2+ + 2e- =Cu （Cu2+氧化性最强且浓度最大） 电解精炼铜 电解质溶液中CuSO4的浓度变小 思考： 1.阴阳两电极的质量差有何变化？ 2.阳极泥有何作用？ 阳极减轻，阴极增重 提炼贵金属、稀有金属、其他有价金属 谢谢大家！ $$