電解原理的應(yīng)用 課件 高中化學(xué)新人教版選擇性必修1（2022-2023學(xué)年）

1、第二節(jié) 電解池第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能第2課時(shí) 電解原理的應(yīng)用核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.變化觀念與平衡思想：通過對氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理的分析，認(rèn)識電能與化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)化。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立電解應(yīng)用問題的分析思維模型和電解相關(guān)計(jì)算的思維模型，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。+淡鹽水陽極室陰極室 陽 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)陽離子交換膜精制飽和NaCl溶液Na+Cl2H2O（含少量NaOH）H2H+OHCl允許陽離子通過(Cl、OH離子和氣體不能通過)氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿NaOH溶液電解飽和食鹽水H2NaOH濕氯氣濕氫氣液堿Cl2金屬冶煉有機(jī)合成HCl鹽酸含氯漂白劑有機(jī)

2、合成氯化物合成農(nóng)藥有機(jī)合成、造紙玻璃、肥皂紡織、印染氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用電解池工作原理模型Cu2e- Cu2+氧化反應(yīng)粗銅陰極：得電子，還原反應(yīng)，金屬作陰極，不參與反應(yīng)。 粗銅電解精煉得精銅 粗銅中含Cu約98.5%，還含有Fe、Ag、Au等雜質(zhì)，怎么用電解的方法得到純銅？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。還原反應(yīng)2e-Cu2+Cu純銅或鋼板CuSO4溶液陽極Cu 2e-= Cu2+Fe 2e- = Fe2+陰極2e-Cu2+Cu放電順序：Cu2+ H+ Fe2+放電順序：金屬 OH- SO42- 粗銅電解精煉得精銅陽極泥CuSO4溶液電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。鍍金合頁鐵合頁

3、電鍍主要目的是增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力，增加美觀或表面硬度。鍍層金屬通常是鉻、鎳、銀、黃銅等。鍍金鍍銀鍍合金（黃銅）鍍鋅鐵絲 電鍍+鍍件鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液鍍件作陰極鍍層金屬作陽極含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液電鍍的特點(diǎn):電鍍液的組成及酸堿性保持不變 電鍍ZnFeZnSO4溶液理論分析：陽極：Zn 陰極：Fe通電前：ZnSO4Zn2+SO 2-4OH-H2OH+ 電鍍在鋼管表面鍍鋅理論分析：陽極：Zn 陰極：Fe通電前：ZnSO4Zn2+SO 2-4通電時(shí)：向陰極遷移Zn2e- = Zn2+陽極： 電鍍OH-H2OH+ZnSO4溶液ZnFeH+、Zn2+誰先在陰極放電？12用1號鐵釘做陰

4、極，2號鐵釘做對比陰極：Zn2+ + 2e- =Zn12顯微鏡下觀察增大陽離子濃度，可增強(qiáng)其氧化性，可能改變粒子放電順序 電鍍陽離子放電順序:AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2 H(水)Al3Mg2NaCa2K(1)電解精煉過程中的“兩不等”：電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。(2)電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解；“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度不變。 對于像鈉、鎂、鋁這樣非常活潑的金屬，采用一般的還原劑很難將它們從其化合物中還原出來，工業(yè)上常用電解法冶煉。金屬冶煉就是使礦石中的金屬

5、離子獲得電子還原成金屬單質(zhì)的過程：Mn+ + n e- = M 電冶金工業(yè)制金屬鈉陰極：e-Na+Na2e-2Cl-Cl2-陽極：2NaCl(熔融)電解2Na + Cl2總反應(yīng)：電解熔融氯化鈉裝置示意圖NaCl進(jìn)口 NaCl(熔融)Cl2出口 Na(液態(tài))Na出口陰極陰極陽極陰極：2e-Mg2+Mg2e-2Cl-=Cl2-陽極：總反應(yīng)：MgCl2(熔融)Mg + Cl2電解海水提鎂流程圖工業(yè)制金屬鎂資料：（1）AlCl3是共價(jià)化合物；Al2O3是離子化合物。 （2）Al2O3熔點(diǎn)2050。2Al2O3(熔融)4Al + 3O2電解冰晶石工業(yè)制金屬鋁陽極：6O 2- 12e- = 3O2陰極：4

6、Al 3+ + 12e- = 4Al助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）陽極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充2Al2O3(熔融)4Al + 3O2電解冰晶石 電解與元素的發(fā)現(xiàn)小結(jié) 電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 是最強(qiáng)有力的氧化還原手段能量電解方法反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng) 工作原理示意圖原電池電解池電解時(shí)必須控制的主要生產(chǎn)條件直流電源電壓兩電極材料離子交換膜溶液中粒子濃度電解池 影響電解產(chǎn)物的因素 內(nèi)因：粒子的氧化性或還原性 一般情況下，放電順序?yàn)椋?陰極：Cu2+ H+ Na+ 陽極：金屬（除金、鉑） Cl- OH-外因：（1）濃度：如鍍鋅，粒子的氧化性或還原性隨濃度增大而增強(qiáng)（2

7、）電壓：調(diào)控不同氧化性或還原性的粒子是否發(fā)生反應(yīng)（3）離子交換膜：調(diào)控產(chǎn)物種類、產(chǎn)率等。1.利用如圖所示裝置可以在銅牌表面電鍍一層銀。下列有關(guān)說法正確的是（ ）A.通電后，Ag向陽極移動B.銀片與電源負(fù)極相連C.該電解池的陰極反應(yīng)可表示為Age=AgD.當(dāng)電鍍一段時(shí)間后，將電源反接，銅牌可恢復(fù)如初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)以純銅作陽極B.電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C.粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)式是Cu2e=Cu2D.電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥D3.在新冠肺炎疫情期間，“84”消毒液是環(huán)境消毒液之一。某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液