電解原理--2013屆高考化學(xué)選修4專項(xiàng)復(fù)習(xí)課件26

1、第 2 課時(shí) 電解原理的應(yīng)用陽(yáng)極：_。一、氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)是電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣。陰極：_?？偡磻?yīng)式：_。二、電鍍待鍍金屬制品鍍層金屬1.定義：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。電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。含有鍍層金屬離子的溶液2.構(gòu)成條件：_作陰極，_作陽(yáng)極，用_作電鍍液。 3.特點(diǎn)：電鍍液濃度在電鍍前后_?；静蛔?nèi)?、電解精煉銅1.裝置：_作陽(yáng)極，_作陰極，用_作電解液。粗銅逐漸溶解2.結(jié)果：陽(yáng)極上_，陰極上_。四、電冶金金屬離子還原1.金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的_獲得電子，從它們的化合物中_出來。粗銅純銅CuSO4

2、溶液純銅逐漸析出2.電冶金：電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，適用于一些_單質(zhì)的制取，如冶煉_等活潑金屬。Na、Ca、Mg、Al(1)電解熔融氯化鈉。陽(yáng)極反應(yīng)：_；陰極反應(yīng)：_；總反應(yīng)：_。活潑金屬陰極反應(yīng)：_；(2)電解熔融氧化鋁冶煉金屬鋁。陽(yáng)極反應(yīng)：_；總反應(yīng)：_。電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)(1)立式隔膜電解槽的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極：由金屬鈦網(wǎng)制成；陰極：由碳鋼網(wǎng)制成；離子交換膜；電解槽框及導(dǎo)電銅棒。(2)陽(yáng)離子交換膜的作用。2.銅的精煉裝置如圖 433 所示，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，CuSO4溶液作電解液。圖 433(3)電解精煉銅的結(jié)果：陽(yáng)極上粗銅逐漸溶解，雜質(zhì) Ag、Au 等沉積在電解槽的底部，陰

3、極上純銅逐漸析出，電解液濃度在電解后減小。方法名稱主要化學(xué)反應(yīng)原理(舉例)主要特點(diǎn)加熱法對(duì)于 Hg、Ag，通常采用煅燒其金屬化合物的方法來制取還原劑法CO 作還原劑用還原劑(C、CO、H2、Al 等)還原金屬氧化物，適用于活動(dòng)性介于 ZnCu 之間的大多數(shù)金屬的冶煉H2 作還原劑Na、Mg、Al、Ca 等作還原劑3.常見的金屬冶煉方法方法名稱主要化學(xué)反應(yīng)原理(舉例)主要特點(diǎn)電解法普通電解適用于冶煉 K、Ca、Na、Mg、Al 等活潑金屬電解精煉續(xù)表原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例原電池、電解池、電鍍池

4、三種裝置的區(qū)別與聯(lián)系原電池電解池電鍍池形成條件活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液(電極插入其中，并與電極發(fā)生自發(fā)反應(yīng))形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液必須含有鍍層金屬離子(電鍍過程濃度不變)續(xù)表原電池電解池電鍍池電極名稱負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子或燃料失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子或者氧氣得電子陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中鍍層金屬陽(yáng)離子得電子(在電鍍控制的條件下，由水電離產(chǎn)生的 H 及OH 一般不放電)續(xù)表原電池電解池電鍍池

5、電子流向同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等；同一電解池的陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時(shí)得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算續(xù)表氯堿工業(yè)的考查【例 1】氯堿廠電解飽和食鹽水制取 NaOH 的工藝流程示意圖如下：圖 434依據(jù)圖 434，完成下列填空：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)為_，與電源負(fù)極相連的電極附近溶液 pH 值_ (填“不變”、“升高”或“下降”)。a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2c.BaCl2a.先加 NaOH，后加 Na2CO3，

6、再加鋇試劑b.先加 NaOH，后加鋇試劑，再加 Na2CO3c.先加鋇試劑，后加 NaOH，再加 Na2CO3(5)脫鹽工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差異，通過_、冷卻、_(填寫操作名稱)除去 NaCl。(6)在隔膜法電解飽和食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止 Cl2 與 NaOH 反應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2 與 NaOH 充分接觸，產(chǎn)物僅是 NaClO 和 H2，相應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(7)從該氯堿廠電解飽和食鹽水制取 NaOH 的工藝流程看，該廠的生產(chǎn)工藝_(填“是”或“不是”)目前世界上先進(jìn)的離子交換膜法。(7)離子交換膜電解食鹽水，Cl 不能穿透

7、陽(yáng)離子膜進(jìn)入陰極室，故陰極室能得到很純凈的 NaOH 溶液，而不是 NaOH 和NaCl 的混合液，故該廠的制堿生產(chǎn)工藝還不是目前世界先進(jìn)的離子交換膜法。(3)ac(4)bc(5)蒸發(fā) 過濾(7)不是圖 435A.裝置中出口處的物質(zhì)是氯氣，出口處的物質(zhì)是氫氣B.該離子交換膜只能讓陽(yáng)離子通過，不能讓陰離子通過D.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案：C2. 下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液( 含酚酞) 電解產(chǎn)物的裝置是()。D解析：電解飽和食鹽水時(shí)，陰極生成 H2，收集時(shí)試管口向下；陽(yáng)極生成 Cl2，通入淀粉碘化鉀溶液時(shí)，溶液變藍(lán)色；電子從直流電極負(fù)極流向電解池陰極，故正確的選項(xiàng)是 D。銅的精煉【例 2】以硫酸

8、銅溶液作電解液，對(duì)含有雜質(zhì) Fe、Zn、)。Ag 的粗銅進(jìn)行電解精煉。下列敘述正確的是(粗銅與直流電源負(fù)極相連電路中每通過 3.011023 個(gè)電子，得到的精銅質(zhì)量為 16 g雜質(zhì) Ag 以 Ag2SO4 的形式沉入電解槽形成“陽(yáng)極泥”A.C.B.D.名師點(diǎn)撥：電解過程中，粗銅作陽(yáng)極，連接電源的正極；精銅作陰極，連接電源的負(fù)極，因此錯(cuò)誤，正確。根據(jù)陰個(gè)電子，得到的精銅質(zhì)量為 16 g，正確。由于粗銅中主要成分為銅，只要有金屬銅存在，Ag 就不會(huì)放電，因此 Ag 以單質(zhì)形式存在于陽(yáng)極泥中，錯(cuò)誤。答案：D3.(2011 年全國(guó)卷)用石墨作電極電解 CuSO4 溶液。通電一段時(shí)間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的()。A.CuSO4C.CuOB.H2OD.CuSO45H2OCA.粗銅板作陽(yáng)極CB.電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為 Cu2C.粗銅中所含 Ni、Fe、Au 等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽(yáng)極泥D.電解銅的純度可達(dá) 99.95%99.98%解析：Ni、Fe 比 Cu 活潑，更容易失電子，不可能以單質(zhì)形式存在于陽(yáng)極泥中。5.(2010 年