4.3 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

静宁县文萃中学 第四章 第三节 电解原理的应用 学习目标 1、认识电解饱和食盐水、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式 2.学会电解的有关计算，特别是守恒法的应用。 (2)生成物H2和Cl2混合有什么危险？ (1) Cl2接触NaOH溶液会反应，反应方程式： Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O 混合遇火或强光能反应 使用离子交换膜将池分开 阳极：2Cl- -2e- =Cl2 阴极：2H2O +2e- =H2＋2OH－ 总反应：2NaCl+2H2O==Cl2 +H2 +2NaOH 离子反应：2Cl- +2H2O==Cl2 +H2 +2OH- 电解 电解 用惰性电极电解NaCl溶液 (3)如何不让生成物H2和Cl2混合 复习旧知： 电解原理 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极：2H2O +2e- =H2＋2OH－ 总反应： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ （电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气） 一、氯碱工业 增强溶液导电性 补充Na+ 和 Cl－ 氢气烧碱出阴极， 氯气阳极两相隔。 氯碱工业规律： Cl2 H2 Na+ 淡盐水 NaOH溶液 1.生产设备名称：阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 c、平衡电荷，形成闭合回路； d、避免Cl－进入阴极区导致制得的NaOH不纯。 2.阳离子交换膜的作用： a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸 b、避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响NaOH的产量。 离子交换膜的分类及应用 知识拓展： 3.电解饱和食盐水的产物的检验方法 奥运金牌是纯银镀金，按照规定，镀金不低于6克；银牌则是百分之百纯银，铜牌中95%-98%的成分为铜，再加上一部分锌。预计6000枚奥运奖牌将会用去超过1吨的黄金和白银。 思考：制作奥运金牌时，如何纯银上镀金？ 【导】 请写出阴阳两极的电极反应式： 阳：Cu - 2e— = Cu2+ 阴：Cu2+ + 2e— = Cu ①阳极的铜质量减轻; 分析两极、水溶液中的现象： ②阴极的铁增重，表面均匀覆盖一层红色固体物质; ③溶液的颜色始终无变化（原因：Cu2+ 浓度不变）。 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过程。 2 目的： 4 特点： 3 电镀材料的选择： 阴极——镀件 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 阳极——镀层金属 使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。 阳极本身参加电极反应；电解质溶液的浓度保持不变(电镀液的组成及酸碱性保持不变)。 二、金属电镀 ●一增(阴极有镀层金属沉积)，一减(阳极有镀层金属溶解)，一不变(电镀液浓度)，阴、阳质量变化要相等。 ●镀层阳极待镀阴，镀层离子溶液跟。我与电解共原理，浓度不变要记得。 电镀规律： 电镀摆件及电镀金杯 电镀车间 三、电解精炼铜 1、含义： 利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去，以获得电解铜(含Cu的质量分数达99．95％～99．98％)的过程。 2、目的： 制得电解铜，以增强铜的导电性 阳极： Zn－2e－＝Zn2+ Fe - 2e- = Fe2+ Ni－2e－＝Ni2+ Cu－2e－＝Cu2+ Ag、Au 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu 阳极：粗铜 (Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、Au等) 阴极：纯铜 电解液： CuSO4溶液（或CuCl2） 电解精炼铜后CuSO4溶液的浓度略有减小 阳极泥 3.原理： 阳极泥：阳极上活泼性比铜差的金属不能失电子，而是以单质形式沉积于阳极底部，成为阳极泥，这样就可以提炼金、银等贵重金属。 阳极泥成分判断：活泼性<精炼的金属 略减小 【思考】电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ 阴极增重与阳极减重相等吗？ 不相等 电解精炼规律：“两不等” 电解质溶液浓度在电解前后不相等； 阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 铜精炼阳极炉车间 镍铁精炼炉 电解精炼铜 1. 金属冶炼的本质： 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，电解法用于冶炼活泼金属冶炼钠、钙、镁、铝这些金属 四、电冶金 2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑ MgCl2 (熔融)