高中化學選修4課件4-3電解池(2)培訓講學

1、高中化學選修高中化學選修4課件課件4-3電解池電解池(2)討論討論1：用惰性電極電解用惰性電極電解pH6的的CuSO4溶液溶液500mL，當電極上有當電極上有16mg銅析出時，溶液銅析出時，溶液(設(shè)電解前后溶液設(shè)電解前后溶液體積變化可忽略，陰極上無體積變化可忽略，陰極上無H2析出析出)的的pH約為約為( )A1 B3 C6 D9B電化學解題技巧：電化學解題技巧：一抓五確定一抓五確定一抓：得失電子守恒一抓：得失電子守恒五確定：五確定：1、確定是原電池還是電解池、確定是原電池還是電解池2、確定電極名稱、確定電極名稱3、確定電子流動方向、確定電子流動方向4、確定各電極產(chǎn)物、確定各電極產(chǎn)物5、確定電極

2、反應(yīng)式和總反應(yīng)式、確定電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式小結(jié)小結(jié)討論討論2： 用石墨電極電解用石墨電極電解100mL H2SO4與與CuSO4的混的混合液，通電一段時間后，兩極均收集到合液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）（標況）氣體，則原混合液中氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA討論討論3：某硝酸鹽晶體化學式為某硝酸鹽晶體化學式為M(NO3)xnH2O，相對分，相對分子質(zhì)量為子質(zhì)量為242，將，將1.21g該晶體溶于水配成該晶體溶于水配成100mL溶液，溶液，用惰性電極進行電解。當有用惰

3、性電極進行電解。當有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時，溶液電子轉(zhuǎn)移時，溶液中金屬離子全部析出，此時陰極增重中金屬離子全部析出，此時陰極增重0.32g。求：。求：金屬金屬M的相對原子質(zhì)量及的相對原子質(zhì)量及 x、n 值；值；電解溶液的電解溶液的pH（溶液體積仍為（溶液體積仍為100mL）。）。2,31陽極：陽極：2Cl2e Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）陰極：陰極：2H+ + 2eH2（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl2電解電解2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2電解電解陰極區(qū)陰極區(qū)陽極區(qū)陽極區(qū)（一）電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣（一）電

4、解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶櫟矸坳枠O：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶櫟矸跭I 溶液變藍溶液變藍 陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水：、電解飽和食鹽水：+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽陽極極室室陰陰極極室室2、離子交換膜法制燒堿：、離子交換膜法制燒堿：（1）離子交換膜電解槽的組成：）離子交換膜電解槽的組成：由陽極（金

5、屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交由陽極（金屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；每個電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；每個電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；裝置裝置（2）陽離子交換膜的作用：）陽離子交換膜的作用：將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（Na+）通過，而阻止陰離子（通過，而阻止陰離子（Cl、OH）和氣體通過。）和氣體通過?？煞乐箍煞乐笻2、Cl2混合爆炸，也可防止混合爆炸，也可防止Cl2與與NaOH反應(yīng)。反應(yīng)。3、原料的精制、原料的精制1、粗鹽的成分、粗鹽的成分:2、除雜

6、的過程、除雜的過程:粗鹽水粗鹽水過量過量BaCl2(除除SO42-)過量過量NaOH(除除Mg2+、Fe3+)過量過量Na2CO3(除除Ca2+、Ba2+)過濾過濾(除泥沙及沉淀除泥沙及沉淀)含少量含少量Ca2+、 Mg2+陽離子交換塔陽離子交換塔(除除Ca2+、 Mg2+)精制鹽水精制鹽水BaCl2必須在必須在Na2CO3之前之前適量適量HCl(除除CO32- 、OH-)必須先過濾再加鹽酸必須先過濾再加鹽酸 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，雜質(zhì)，會與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換會與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜膜.含氯漂白劑含氯漂白劑有機合成、造紙有機合成

7、、造紙玻璃、肥皂玻璃、肥皂紡織、印染紡織、印染有機合成有機合成氯化物合成氯化物合成農(nóng)藥農(nóng)藥金屬冶煉金屬冶煉有機合成有機合成HCl鹽酸鹽酸電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)H2NaOH濕氯氣濕氯氣濕氫氣濕氫氣液堿液堿Cl2電鍍：電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬的過程。表面鍍上一薄層其它金屬的過程。電解質(zhì)溶液：含鍍層金屬離子電解質(zhì)溶液：含鍍層金屬離子電鍍的條件：電鍍的條件：陽極：鍍層金屬陽極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬（即鍍件）陰極：待鍍金屬（即鍍件）試設(shè)計一個電解池在鐵皮上鍍鋅：試設(shè)計一個電解池在鐵皮上鍍鋅：Zn+

8、 -FeZnCl2溶液溶液（二）電鍍銅（二）電鍍銅電鍍銅原理電鍍銅原理銅片銅片待鍍件待鍍件硫酸銅溶液硫酸銅溶液陽極：陽極：粗粗銅銅 陰極：陰極：精精銅銅 電解液：電解液：CuSO4陽極：陽極： 不及銅活潑的貴重金屬（銀、金等）沉入槽底形成陽極泥。不及銅活潑的貴重金屬（銀、金等）沉入槽底形成陽極泥。陰極：陰極：Cu2+ + 2e- - =Cu （Cu2+氧化性最強且濃度最大）氧化性最強且濃度最大） 比銅活潑的金屬：比銅活潑的金屬：Zn 2e- - = Zn2+ Fe 2e- - = Fe2+ Ni 2e- - = Ni2+Cu 2e- - = Cu2+ 電解質(zhì)溶液濃度：電解質(zhì)溶液濃度：基本不變基

9、本不變電解精煉的方法：電解精煉的方法：純凈金屬做陰極，粗糙金屬做陽極，共同插入純凈金屬做陰極，粗糙金屬做陽極，共同插入含此金屬陽離子的電解質(zhì)溶液中電解。含此金屬陽離子的電解質(zhì)溶液中電解。（三）電解精煉銅（三）電解精煉銅（四）電冶金（四）電冶金1、制取金屬鈉、制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽極：陽極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通電 電解是最強有力的氧化還原手段，所以電解法是電解是最強有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要的方法。例如：冶煉冶煉金屬的一種重要的方法。例如：冶煉Na、Ca、Mg、Al等等活潑的金屬?；顫姷慕饘佟?、制取金屬鋁、制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的電解熔融狀態(tài)的氧氧化鋁。化鋁。陽極：陽極：6O 2- 12e- = 3O2陰極：陰極：4Al 3+ + 12e- = 4Al總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通電 冰晶石助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽極材料陽極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補充和熔融氧化鋁需要定期補充思考思考:工業(yè)上為什么用電解熔融工業(yè)上為什么用電解熔融氧氧化鋁的方法