4.2.2电解原理的应用 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 从家庭电解水实验说开来 ——电解原理的应用 第四章 惰性电极 电解精制食盐水 NaCl溶液 【思考】若工业采用该装置制NaOH溶液、 H2 、Cl2有何缺点？如何解决？ 通电 2NaCl+2H2O == 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 问题5：氯碱工业如何实现产品分离？ 阴极:4H2O+4e-==2H2↑+4OH- 阳极:2Cl--2e- ==Cl2↑ NaCl溶液 NaCl溶液 NaOH溶液和Cl2反应 降低产量， 使NaOH溶液不纯 隔膜、双液 惰性电极电解精制食盐水 淡盐水 NaOH 溶液 1、氯碱工业 【思考】离子交换膜的作用？ 离子交换膜的作用： ①防止H2和Cl2混合； ②避免Cl2和NaOH溶液反应 ， 影响NaOH的产量。 ③构成离子导体的闭合回路 隔膜、双液 淡盐水 NaOH 溶液 4-12 离子交换膜电解槽 【思考】该离子交换膜的种类？为什么？ 阳离子交换膜 1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，则下列对电源电极名称和消毒液主要成分判断正确的是(　　) A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl B 【思考】铁制品容易生锈，如何在铁制的钥匙表面镀一层耐腐蚀的铜？ 【思考】铁制品容易生锈，如何在铁制的钥匙表面镀一层耐腐蚀的铜？ 阴极 待镀件 电极材料 电极反应 阳极 镀层金属 含镀层金属离子的溶液 电解液 铜片 铜盐溶液 Cu2+ + 2e- == Cu Cu - 2e- === Cu2+ 电解质溶液的浓度__________ 保持不变 2、电镀 （1）定义： 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的加工工艺 使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。 （2）目的 2、电镀 【思考】制备金属Cu有哪些方法？ ①湿法炼铜: ②火法炼铜 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO + O2 ===2Cu + SO2 高温 上述方法所制得的铜为粗铜，含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 杂质较多，因此不适合电器及其他很多工业使用。 —— 粗铜必须精炼 Cu2S 【思考1】粗铜所含的杂质？ Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 【思考2】电解法精炼铜的装置及反应？(类比电镀) 3、电解精炼铜 纯铜 粗铜 电解液：可溶性铜盐 如CuSO4溶液 Zn-2e- = Zn2+ Fe-2e- = Fe2+ 不能失去电子，以单质的形式沉积于阳极底部,成为阳极泥,可提炼金、银等贵重金属 阳极泥 Cu 比铜活泼的杂质Zn、Fe、Ni等 活泼性在铜之后Ag、Au等 阴极 Cu2++2e- =Cu 阳极 【思考3】电解完后，电解质溶液有何变化？ ①Cu2+浓度减小 ②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+ 需定时除去 Cu -2e- = Cu2+ →用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜， 它的纯度很高，可以达到99.95%～99.98%。 4、电冶金 使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程 金属冶炼： Mn+ + ne- = M 【思考1】如何根据金属的活泼性对金属进行冶炼？ 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 物理提取 极活泼金属很难从它们的化合物中被还原出来 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 熔融NaCl 阴极 阳极 e- e- Na+ Cl- 人类利用电解法制备物质，100多年前，铝之贵重，曾经高过黄金！ 电解炼铝法的发明，大大降低了炼铝的成本，使铝广泛地被用于工业和生活之中。 2Al2O3(熔融） 4Al+3O2 电解 冰晶石 阳极：6O2- － 12e- == 3O2↑ 阴极：Al3++3e- == Al 电解是最强有力的氧化还原手段。 电解法是冶炼金属的重要方法，特别是冶炼活泼金属。 5、电有机合成 阳 阴 Ni2++2e- = Ni Ni-2e- =Ni2+ 不变 BD B Cr2O