4.2.4电解原理的应用 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物（方括号内的物质），能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( @47@ )。 （已知原溶液中电解质未完全电解） A. B. C. D. B [解析] A项， <m></m> ，脱离溶液的物质是 <m></m> ，相当于 <m></m> ，所以应当加入适量 <m></m> 才能复原；B项， <m></m> ,脱离溶液的是 <m></m> ，相当于 <m></m> ，加入适量水可以复原；C项， <m></m> ，脱离溶液的是 <m></m> ，相当于 <m></m> ，应通入适量 <m></m> 气体才能复原；D项， <m></m> ，脱离溶液的是 <m></m> ，相当于 <m></m> ，加入适量 <m></m> 可以复原。 课 前 检 查 1 某同学按如图所示的装置进行电解实验，下列说法正确的是_________（填序号）。 ①电解过程中，铜电极上的电极反应式： <m></m> ②电解初期，主反应： <m></m> ③电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 ④整个电解过程中， <m></m> 的浓度不断增大 ①②③ 课 前 检 查 [解析] 阳极反应为 <m></m> ，电解初期，阴极上是溶液中的 <m></m> 放电，电极反应式为 <m></m> ，溶液中的 <m></m> 浓度不断降低，总反应为 <m></m> ，随着反应的进行，溶液中 <m></m> 数目增多，此时在阴极上 <m></m> 得电子，电极反应式为 <m></m> ，此时溶液中 <m></m> 浓度不变，故溶液中的 <m></m> 浓度先减小后不变。 2 1、盐酸 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_____________________。 2、CuCl2溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_____________________。 2Cl- -2e-=Cl2↑ 2H+ +2e- =H2↑ 电解 2HCl = H2↑+Cl2↑ 2Cl- - 2e-= Cl2↑ Cu2++2e- = Cu 电解 CuCl2 = Cu+Cl2↑ 用惰性电极电解下列溶液，写出电极方程式和总方程式。 课 前 检 查 电解电解质型 4、H2SO4溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_____________________。 3、NaOH溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_____________________。 5、Na2SO4溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_____________________。 电解 2H2O = 2H2↑+O2↑ 2H2O-4e- = 4H++O2↑ 4H2O+4e- = 2H2↑+4OH- 2H2O-4e-= 4H++O2↑ 4H+ + 4e– ＝2H2↑ 电解 2H2O = 2H2↑+O2↑ 4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 4OH--4e- =2H2O+O2↑ 电解 2H2O = 2H2↑+O2↑ 电解水型 4 6、NaCl溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_________________________。 7、CuSO4溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________ ； 总反应：_________________________。 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl +2H2O=H2↑＋2NaOH+ Cl2↑ 电解 2H2O - 4e–＝ O2 ↑+4H+ 2Cu2++4e- =2Cu 2CuSO4 +2H2O=2Cu＋ H2SO4 + O2 ↑ 电解 8、MgCl2溶液 阳极：______________________； 阴极：______________________________________ ； 总反应：_____________________________________。 2Cl－－2e－=Cl2↑ Mg2++ 2H2O+2e- = H2↑+ Mg(OH)2↓ Mg2++2Cl－+2H2O = Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ 电解 电解质和水都电解型 电解 【情境引入】 习惯上把电解饱和食盐水来制取烧碱（NaOH）和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业生产，叫做氯碱工业。 氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。 第4课时 电解原理的应用 第四章 化学反应与电能 教 学 目 标 第二节 电解池 1.了解电解原理在工业生产中的应用。 2.知道氯碱工业以及电冶金的原理和方法。 一、电解饱和食盐水 1.原理 阴极区 思考：如果用右图电解池直接制备Cl2、H2 和NaOH，有什么缺点？ 2.电解装置 阳极区 H2 + Cl2 2HCl 一定条件 Cl2 + 2OH- ClO- + Cl- + H2O 思考：如何改进上述装置？ 若能控制溶液中离子的移动，即可解决上述问题 1. 阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合可能会引起爆炸！ 2. 阳极产生的Cl2与移向阳极的OH-反应影响烧碱的产量与纯度！ 缺点： 装置改进 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。 离子交换膜的作用： (1)避免阳极产物Cl2与阴极产物OH－、H2 发生反应； (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 4-12离子交换膜电解槽 工业生产中，这个反应在离子交换膜电解槽中进行。离子交换膜电解槽是由多个单元槽组成的。图4-12所示是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽），图4-13是一个单元槽的电解原理示意图。 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？ 阴极：2Na+ + 2e-＝ 2Na 阳极：2Cl- －2e-＝ Cl2↑ 总反应：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 电解 二、电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程： M n+ + ne - = M 由于电解法可将通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来，所以是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的一种重要方法。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2Na＋＋2e－= 2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑ Mg2＋＋2e－= Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－= 3O2↑ 4Al3＋＋12e－= 4Al 电解 电解 电解 工业制取镁，用的氯化镁而不用氧化镁？制取铝时，用的是氧化铝而不用氯化铝？ 因为氧化镁的熔点比氯化镁高很多，浪费了能量 ；氯化铝是 共价化合物，熔融状态下不导电。 【思考】 【原因】 海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 C 课 堂 练 习 课 堂 小 结 16 $$