4.2 电解池 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2 电解池 第2课时 1 电解原理 应用 氯碱工业 电 镀 粗铜精炼 电冶金 金属防护 电解饱和食盐水 实验装置 实验现象 阴极 阳极 实验原理 2NaCl + 2H2O 通直流电 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 一、电解饱和食盐水 通电前： 通电时： 阴极： 阳极： 放电顺序： H+ ＞ Na+ 放电顺序： Cl- ＞ OH- 离子方程式： NaCl = Na+ + Cl- H2O H+ + OH- 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 2Cl- - 2e- = Cl 2↑ 2Cl- + 2H2O 通直流电 2OH- + H2↑ + Cl2↑ 电解饱和食盐水 1、Cl2能和 NaOH溶液接触吗？ Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 2、Cl2和 H2能混合吗？ 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 思考： － + Cl2 Cl— H2 Na+ H+ OH— 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 阳离子交换膜 阳 极 阴 极 离子交换膜法电解饱和食盐水 如何在金属器件表面 镀上一层其他金属？ 按下图装置电解硫酸铜溶液，预测实验结果： 阳极：铜片 阴极：铁件 Cu2+ + 2e- = Cu Cu - 2e- = Cu2+ 电解一段时间后溶液中 Cu2+ 浓度变化？ Cu2+ 浓度不变 1、概念： 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。 二、电镀 2、作用： 增强金属抗腐蚀能力，增加美观和硬度 镀金 镀铬 北京2008年奥运会奖牌直径为70毫米，厚6毫米。奖牌正面为国际奥委会统一规定的图案——插上翅膀站立的希腊胜利女神 和希腊潘纳辛纳科竞技场。奖牌背面镶嵌着取自中国古代龙纹玉璧造型的玉璧，背面正中的金属图形上镌刻着北京奥运会会徽。 北京奥运会的每块金牌都是用纯银做成，然后在表面镀上6克纯金。单是金牌所用黄金就价值近两千元人民币，如果再算上银的价格和所用玉石的价格，以及一定的工艺制作费，每块金牌的造价达到3000元人民币左右。 11 3、电镀池结构 镀件 镀层金属 含镀层金属离子的溶液 ① 阳极：镀层金属 ② 阴极：待镀金属 ③ 电解液：含镀层金属离子的溶液 4、电镀的特点 一多： 阴极上镀层金属沉积 一少： 阳极上镀层金属溶解 一不变：电解质溶液的浓度不变 粗铜 精铜 阳极 ─ 粗铜 阴极 ─ 精铜 电解液 ─ CuSO4溶液 1、粗铜中含有的杂质： 三、电解精炼铜 2、粗铜精炼装置： Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等 3、电解精炼原理： Cu – 2e- = Cu2+ Fe – 2e- = Fe2+ 阳极：Cu 、Zn、Fe、Ag、Au 等 Zn – 2e- = Zn2+ 阴极：精铜 Cu2+ + 2e- = Cu 放电顺序：金属 ＞ OH- ＞ SO42- 放电顺序： Cu2+ ＞H+ ＞Fe2+ ＞Zn2+ 电解精炼后，溶液中 Cu2+浓度减小 注意： 电解精炼时，粗铜的杂质中： 比铜不活泼的金属（Au、Ag） ： 不溶解，以单质形式沉淀形成阳极泥 比铜活泼的金属（Zn、Fe、Ni）： 只溶解，不析出； 对于钠、镁、铝这样非常活泼的金属，一般的还原剂很难将其从化合物中还原出来，工业上常用电解法冶炼。 四、电冶金 AlCl3是共价化合物，熔融时不能导电，不能电解。 Al2O3是离子化合物；熔点2054℃，冰晶石可作助熔剂，降低熔点。 工业制铝为什么不电解氯化铝而是氧化铝？冰晶石的作用是什么？ 2NaCl(熔融) 电解 2Na + Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑ 电解 2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑ 电解 冰晶石 Mn+ + ne- = M 1.在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极(　　) 2.根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等(　　) 3.电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　) 4.电解冶炼镁、铝通常电解熔融的 MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的 MgO和AlCl3 (　　) × × × × 正误辨析 1、如图为电解饱和食盐水的装置，下列有关说法不正确的是（ ） A.左侧电极上发生氧化反应 B.右侧生成的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 C.电解一段时间后，B口排出NaOH溶液 B D.离子方程式： 2Cl- + 2H2O 通直流电 2OH- + H2↑ + Cl2↑ 2、(2022·广东)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中（ ） A.阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋ B.阴极上Al被氧化 C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等 C 3、若在铁片上镀锌，以下叙述错误的是（ ） A.把铁片与电源的正极相连 B.电解质必须用含有锌离子的可溶性盐 C.锌极发生还原反应 D.铁极的电极反应式为Zn2+ + 2e- = Zn AC 注意：水溶液中，在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属，其阳离子不一定不能放电，如：在镀件上镀锌，电解质溶液应是含Zn2+的浓溶液，在阴极Zn2+得电子生成Zn，而不是H+放电。 4、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氯化钠溶液，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，以下对电源电极名称和消毒液的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 23 5、离子交换膜法电解饱和食盐水的生产过程 (1)加入或流出的物质a、b、c、d分别是_________________、 ___________________、_______、___________；X、Y分别是____、____。 (2)阳离子交换膜的作用 阻止______进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的 Cl2和阴极产生的 H2混合发生爆炸。 精制饱和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 淡盐水 NaOH溶液 Cl2 H2 OH－ Lavf57.71.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$