4.2.2电解原理的应用 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章第二节电解池 第2课时 电解原理的应用 适用精简高效 一、电解饱和食盐水(氯碱工业) (氯碱工业) 阳极反应： 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应： 2H2O＋2e－ === H2↑＋2OH－ 总反应方程式： 2NaCl＋2H2O Cl2↑＋2NaOH＋H2↑ 电解 2Cl－＋2H2O Cl2↑＋2OH－＋H2↑ 电解 离子交换膜电解槽 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 用以上装置能否制得纯净的Cl2和NaOH？ 1.电极反应及总反应 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业，根据产物教师给学生说清楚为什么叫氯碱工业 3 现象及检验 阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞，溶液变红，点燃气体后，有爆鸣声。 阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 1、原理 阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑ 阴极：2H2O+2e－=H2↑+2OH－ 总反应：2NaCl+2H2O===Cl2↑+H2↑+2NaOH 电解 2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－ 电解 2、装置缺点 ①避免Cl2接触NaOH溶液，会反应使产品不纯 Cl2 +2NaOH =NaCl + NaClO + H2O ②避免生成物H2和Cl2混合,因为遇火或遇强光爆炸 3、改进措施：使用离子交换膜 常见的四种离子交换膜 ①阳离子交换膜：只允许阳离子通过 ②阴离子交换膜：只允许阴离子通过 ③质 子 交 换 膜：只允许H+通过 ④双极性膜：膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过 离子交换膜作用： ①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸 ②避免Cl2与NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量 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 4、氯碱工业产品及其应用 ①氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白剂等 ②以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、有机合成、农药等领域中广泛应用 主题1:氯碱工业 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，在空气或溶液中不易起变化的金属(如铬、镍、银、黄铜）等 使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度 1、定义: 2、目的: 电镀车间 电镀制品 二、电镀 铁制品上渡铜 现象：①铜片逐渐减小 ②铁制品表面出现红色物质 阳极： Cu—2e- = Cu2+ 阴极： Cu2++ 2e- = Cu 阳极——镀层金属 通常是在空气或溶液中不易发生变化的金属和合金 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 ①阳极本身参加电极反应 ②电镀液的浓度保持不变 特点： 三、电解精炼铜 火法炼铜 粗铜 （Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au……） 导电性远不能满足电器工业的要求 必须利用电解的方法精炼粗铜，可得含铜量为99.95%～99.98%的电解铜 电解精炼铜 阴极： Cu2+ +2e－＝Cu（Cu2+氧化性最强且浓度最大） CuSO4溶液 精铜 粗铜 Ag Au 阳极泥 ①电解质溶液中CuSO4的浓度变小 ②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去 阳极：粗铜 阴极：精铜 电解液：CuSO4 含杂质(Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等) 阳极： ②不及铜活泼的贵重金属（银、金等）沉入槽底形成阳极泥。 ①比铜活泼的金属： Zn – 2e- = Zn2+ Fe – 2e- = Fe2+ Ni – 2e- = Ni2+ Cu – 2e- = Cu2+ 溶液变化 电镀铜 电解精炼铜 示意图 电极材料 阳极：镀层金属铜阴极：待镀金属铁 阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阴极：纯铜 主题2:电镀 精炼 电冶金 小结 电镀铜 电解精炼铜 电极反应 阳极 Cu－2e－=Cu2+ Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Ni－2e－===Ni2＋ Cu－2e－=Cu2+ 阴极 Cu2+＋2e－=Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥 主题2:电镀 精炼 电冶金 四、电冶金（活泼金属的制备） K、 Ca、Na、Mg、Al 、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag 电解法 热还原法 热分解法 电解法是冶炼金属的重要方法，特别是冶炼活泼金属（如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属） 电冶金的本质是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程： Mn+ + ne- === M 总反应化学方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－=2Na 冶炼镁 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－=Mg 冶炼铝 阳极：6O2－－12e－=3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－=4Al 主题2:电镀 精炼 电冶金 夯实基础：判断正误 ①电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极。 (　　) ②电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极。 (　　) ③从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。 (　　) ④铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 (　　) ⑤在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。( ) ⑥电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。( ) ⑦电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。( ) 例1、 工业上为了处理含有Cr2的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是(　　) A． 阳极反应：Fe － 2e－ == Fe2＋ B． 阴极反应：2H＋＋2e－ == H2↑ C． 在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D． 可以将铁电极改为石墨电极 D 例2、酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72−形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72−的废水；该法用Fe作电极电解含Cr2O72−的酸性废水，随着电解不断进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。 (1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？________， 理由是_________________________________________________。 (2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72− 转化为Cr3+ 的离子方程式为 _______________________________________________________。 (3)若初始溶液中含有0.1 mol Cr2O72−，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是 ________g。 不能 阳极产生的Cu2+不能将Cr2O72− 还原到低价态 84.8 电解池 电解精炼池 电镀池 定义 形成 条件 电极 名称 电极 反应 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。 ①两电极接直流电源 ②电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极 ②电镀液须含有镀层金属的离子 阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连 阳极：镀层金属 阴极：镀件 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。 ①不纯金属接电源正极 纯的金属接电源负极 ②电解质溶液须含有待提纯金属的离子 阳极：不纯金属 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 课堂小结 电解原理的应用 阳极：2Cl- － 2e- == Cl2↑ 阴极： 2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑ 阳极（镀层金属）：M － ne- == Mn+ 阴极（镀件）：Mn++ ne- == M 阳极： 2Cl- － 2e- == Cl2↑ 阴极：Na++ e- == Na 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 电解 2NaCl（熔融） 2Na +Cl2↑ 电解 电解饱和食盐水 电 镀 电冶金 课堂小结 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　 $