電解原理的應(yīng)用（課件）-高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022-2023選擇性必修1第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)

電解池第3課時(shí)電解原理的應(yīng)用電解池的今生氯堿工業(yè)電解精煉銅電鍍電化學(xué)合成電解處理廢水

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第3課時(shí)電解原理的應(yīng)用PART01PART02通過(guò)對(duì)電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅等原理的分析，認(rèn)識(shí)電能與化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)化建立電解應(yīng)用問(wèn)題的分析思維模型和電解相關(guān)計(jì)算的思維模型，加深對(duì)電解原理的理解和應(yīng)用氯氣和燒堿是重要的化工原料。工業(yè)上利用電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿，稱(chēng)為氯堿工業(yè)。Cl2NaOH用惰性電極電解食鹽水，兩極的產(chǎn)物是什么？電解原理應(yīng)用陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑Cl－>OH－陽(yáng)極離子放電順序：陰極反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－H＋>Na＋陰極離子放電順序：總反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑電解2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－電解【思考】根據(jù)電解原理，分析使用惰性電極電解食鹽水時(shí)，如何制得氯氣和燒堿？－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽(yáng)極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl－、OH－離子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室?！舅伎肌看搜b置是否能實(shí)現(xiàn)工業(yè)上大批量、安全穩(wěn)定生產(chǎn)氯氣和燒堿呢？第一個(gè)問(wèn)題:(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸.粗鹽成分：除雜過(guò)程:注意離子加入順序第二個(gè)問(wèn)題：精制食鹽水－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）陽(yáng)離子交換膜

陽(yáng)極惰性電極陰極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室

陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl－、OH－離子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè)交換膜的分類(lèi)及應(yīng)用知識(shí)拓展我國(guó)的氯堿工業(yè)銅導(dǎo)線(xiàn)黃銅礦（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）?精煉粗銅精煉

⑴、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等⑵、粗銅的精煉陽(yáng)極--粗銅陰極--純銅電解液--CuSO4溶液陽(yáng)極：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+Au、Ag---陽(yáng)極泥陰極：

Cu2++2e－＝CuCuSO4溶液精銅粗銅AgAu陽(yáng)極泥電鍍與生產(chǎn)生活思考交流如果想在鐵制品上鍍上銅，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？電極反應(yīng)：陽(yáng)極：Cu-2e-=Cu2+陰極：Cu2++2e-＝Cu⑴概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過(guò)程。⑵電鍍的目的:增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力,增加美觀(guān)和硬度。電鍍(3)電鍍池結(jié)構(gòu)①陰極-待鍍金屬②陽(yáng)極-鍍層金屬一般是在空氣或溶液中不易起變化的金屬（Cu、Ni、Zn、Ag）③電解液-含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液(4)、電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性保持不變+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液______________________等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質(zhì)，因此必須通過(guò)電解熔融的化合物的方法得到。K、Ca、Na、Mg、Al

電冶金1、制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽(yáng)極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強(qiáng)有力的氧化還原的手段。（2）電解熔融的氯化鎂：（制取金屬鎂）陽(yáng)極：陰極：2Cl-

－2e-=Cl2↑Mg2++2e-=MgMgCl2(熔融)

==Mg+Cl2

↑電解（3）電解熔融的氧化鋁：（制取金屬鋁）陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：6O2-

－12e-=3O2↑4Al3++12e-=4Al2Al2O3(熔融)

==4Al+3O2

↑電解冰晶石【思考】工業(yè)制取鎂，用的氯化鎂而不用氧化鎂？制取鋁時(shí)，用的是氧化鋁而不用氯化鋁？原因：因?yàn)檠趸V的熔點(diǎn)比氯化鎂高很多，浪費(fèi)了能量；氯化鋁是共價(jià)化合物，共價(jià)化合物為分子晶體，不能電解。而氧化鋁是離子化合物，可電解?！舅伎肌侩娊馊廴贜aCl的方法可制備金屬鈉，金屬M(fèi)g、Al如何制備呢？電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱(chēng)電極反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬；陰極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)課堂小結(jié)1.下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B．用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C．在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽(yáng)極，銅鹽為電鍍液D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕C2.利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是（

）A.電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極B．電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu=Cu2++2e-D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥D3.下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是（）A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C．在冶金工業(yè)上，常用電解法制取鈉、鎂、鋁等金屬D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極A4.下列關(guān)于電解氯化鈉水溶液（兩根石墨棒作電極）的敘述正確的是（

）A.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無(wú)色B.若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色C.電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行訠5.關(guān)于下列各圖的說(shuō)法中，正確的是（

）A．①中陰極處能產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)淀粉KI試紙變藍(lán)的氣體B．②中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C．③中電子由b極流向a極D．④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)D6.德國(guó)人哈伯發(fā)明了合成氨技術(shù)而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，但該方法須在高溫高壓催化劑，否則難以自發(fā)進(jìn)行。2000年希臘化學(xué)家斯佳在《科學(xué)》雜志上公布了他的新發(fā)明在常壓下把氫氣與氮?dú)馔ㄈ胍患訜岬?70℃的電解池（如圖）氫氮在電極上合成氨，而且轉(zhuǎn)化率高于哈伯法的五倍，達(dá)到80%.該電解池采用了能傳導(dǎo)某種離子（H