【課件】電解原理的應(yīng)用（蘇教版2019選擇性必修1）

1.2.4電解池的應(yīng)用目標(biāo)1.能夠?qū)β葔A工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理進(jìn)行分析；2.認(rèn)識(shí)電能與化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)換；3.加深對(duì)間接原理的理解和應(yīng)用氯堿工業(yè)用

的方法來制取

,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè),稱為氯堿工業(yè)。資料卡片電解飽和食鹽水氫氧化鈉、氫氣和氯氣電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陰極陽極實(shí)驗(yàn)原理2NaCl+2H2O通電H2

↑+2NaOH+Cl2↑知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水的原理分析陰極陽極e-e-Cl一Cl一H+H+飽和NaCl溶液通電前：通電時(shí)：陰極：陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑Na+OH-NaClNa++Cl-H2OH+

+OH-

2H2O＋2e－==H2↑+2OH－還原反應(yīng)H+

＞Na+

放電順序氧化反應(yīng)放電順序Cl-

＞OH-離子方程式：屬于電解水和電解質(zhì)類型的電解池知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水注意事項(xiàng)1.當(dāng)電解過程中被電解的是水和電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的是H+或OH-放電,但在書寫總反應(yīng)式時(shí)要將反應(yīng)物中的H+或OH-均換成水,如電解飽和食鹽水。1.電解池中陰極、陽極的酸堿性如何變化？陰極堿性增強(qiáng)，陽極酸性增強(qiáng)思考探究一2.工業(yè)電解飽和食鹽水存在什么隱患？知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水的原理分析2NaCl+2H2O通電H2

↑+2NaOH+Cl2↑陰極區(qū)域陽極區(qū)域思考探究一2.工業(yè)電解飽和食鹽水存在什么隱患？知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水的原理分析(2)生成物H2和Cl2混合，混合后遇火或遇強(qiáng)光爆炸。(1)Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純。反應(yīng)方程式:

.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O解決方法:使用離子交換膜2.離子交換膜離子交換膜由高分子特殊材料制成，分三類：(1)陽離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽膜，只允許陽離子通過，不允許陰離子通過。(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子和陰離子通過。知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水分類：作用：(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。如果得到產(chǎn)物NaOH,陰極側(cè)生成OH-，還需要Na+移向陰極，而我們要避免OH-移向陽極與產(chǎn)物Cl2反應(yīng)，所以應(yīng)選擇陽離子交換膜。知識(shí)點(diǎn)一·電解飽和食鹽水－+Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）陽離子交換膜陽極陰極陽極室陰極室電解飽和食鹽水的原理示意圖學(xué)以致用B電解幫助人類創(chuàng)造出更多自然界不存在的新物質(zhì)，成為化學(xué)重要分支——電化學(xué)或能源化學(xué)的基礎(chǔ)，因此也形成了電解工業(yè)。電解的本質(zhì)是使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融狀態(tài)的電解質(zhì)，而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解除廣泛應(yīng)用于金屬礦物冶煉、金屬精煉外，還促進(jìn)了電鍍、污水處理等領(lǐng)域的技術(shù)革命，為新的制造業(yè)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。學(xué)科提煉電解對(duì)于像鈉、鎂、鋁這樣非?；顫姷慕饘?，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。知識(shí)點(diǎn)二·電解法冶煉活潑金屬工業(yè)制鈉：工業(yè)制鋁：AlCl3是共價(jià)化合物，不是電解質(zhì)，不能電解。Al2O3是離子化合物；熔點(diǎn)2050℃，冰晶石在鋁電解中作為助溶劑，降低氧化鋁的熔點(diǎn)。提問工業(yè)制鋁為什么不用氯化鋁而使用氧化鋁？冰晶石的作用是什么？工業(yè)制鎂：2NaCl(熔融)通電2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2通電↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2通電↑冰晶石陽極--粗銅陰極--純銅電解液--CuSO4溶液1.粗銅中含有的雜質(zhì)：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等知識(shí)點(diǎn)三·電解法精煉銅2.粗銅精煉裝置：3.電解原理：思考探究閱讀課本25頁，回答以下問題知識(shí)點(diǎn)三·電解法精煉銅3.電解原理：知識(shí)點(diǎn)三·電解法精煉銅3.電解原理：粗銅的雜質(zhì)中比銅活潑的金屬（Zn、Fe、Ni）只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬（Au、Ag）不溶解，以金屬單質(zhì)形式沉淀。反應(yīng)原理Cu–2e-==Cu2+Fe–2e-==Fe2+陽極：放電順序：金屬＞OH-＞SO2-4Zn－2e－==Zn2＋陰極：放電順序：Cu2+

＞H+

＞Fe2+Cu2＋＋2e－===Cu注意事項(xiàng)2.鐵作電解池的陽極時(shí),鐵并不是失去3個(gè)電子生成Fe3+,而是失去2個(gè)電子生成Fe2+;在陰極Fe3+得電子生成Fe2+,而不是鐵單質(zhì)。Cu–2e-==Cu2+Fe–2e-==Fe2+陽極：放電順序：金屬＞OH-＞SO2-4Zn－2e－==Zn2＋知識(shí)點(diǎn)三·電解法精煉銅4.電解精煉過程中的“兩不等”：①電解質(zhì)溶液濃度在電鍍前后不相等；②陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。電解后銅離子濃度減小，鐵離子等濃度增加。陰極得到精銅，由于陽極泥的存在，陽極減少的質(zhì)量比應(yīng)急增加的質(zhì)量大。1.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程。知識(shí)點(diǎn)四·電鍍2.作用：增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力,增加美觀和硬度。鍍金鍍銀鍍合金（黃銅）鍍鋅鐵絲思考探究如果想要在鐵制品上鍍銅，要如何操作？1.鐵制品應(yīng)該在哪一極？2.電解質(zhì)溶液中應(yīng)該含有什么離子？3.另一極應(yīng)該用什么材料做電極？知識(shí)點(diǎn)四·電鍍陰極思考探究二如果想要在鐵制品上鍍銅，要如何操作？銅離子純銅做陽極陽極：陰極：Cu2++2e-＝CuCu-2e-=Cu2+電解一段時(shí)間后溶液中硫酸銅濃度怎樣變化？硫酸銅濃度不變知識(shí)點(diǎn)四·電鍍3.電鍍池結(jié)構(gòu)+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①陰極-待鍍金屬②陽極-鍍層金屬③電解液-含鍍層金屬陽離子的鹽溶液4.電鍍的特點(diǎn)一多、一少、一不變一多——陰極上有鍍層金屬沉積

一少——陽極上有鍍層金屬溶解

一不變——電解質(zhì)溶液的濃度不變3.若在鐵片上鍍鋅,以下敘述錯(cuò)誤的是(

)《導(dǎo)與練》P31A.把鐵片與電源的正極相連B.電解質(zhì)必須用含有鋅離子的可溶性鹽C.鋅極發(fā)生還原反應(yīng)D.鐵極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-==Zn學(xué)以致用AC注意事項(xiàng)3.水溶液中,在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前面的金屬,其陽離子不一定不能放電,如:在鍍件上鍍鋅,電解質(zhì)溶液應(yīng)是含Zn2+的濃溶液,在陰極Zn2+得電子生成Zn,而不是H+放電。電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱應(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極：鍍層金屬；陰極：鍍件應(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極：不純金屬；陰極：純金屬電解精煉池、電鍍池的比較注意事項(xiàng)4.粗銅精煉時(shí),陰極增重與陽極減重不相等;電鍍時(shí)兩極質(zhì)量變化相等。思考探究三粗銅精煉時(shí)和電鍍時(shí)兩電極的質(zhì)量變化如何？電解原理及應(yīng)用中常見誤區(qū)注意事項(xiàng)1.當(dāng)電解過程中被電解的是水和電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的是H+或OH-放電,但在書寫總反應(yīng)式時(shí)要將反應(yīng)物中的H+或OH-均換成水,如電解飽和食鹽水。2.鐵作電解池的陽極時(shí),鐵并不是失去3個(gè)電子生成Fe3+,而是失去2個(gè)電子生成Fe2+;在陰極Fe3+得電子生成Fe2+,而不是鐵單質(zhì)。3.水溶液中,在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前面的金屬,其陽離子不一定不能放電,如:在鍍件上鍍鋅,電解質(zhì)溶液應(yīng)是含Zn2+的濃溶液,在陰極Zn2+得電子生成Zn,而不是H+放電。4.粗銅精煉時(shí),陰極增重與陽極減重不相等;電鍍時(shí)兩極質(zhì)量變化相等。5.電解時(shí)的氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物能與電解質(zhì)溶液中的微粒發(fā)生反應(yīng)時(shí),應(yīng)將該微粒寫入電極反應(yīng)式中。知識(shí)點(diǎn)五·有關(guān)電解的計(jì)算1.如圖所示的A、B兩個(gè)電解池中的電極均為鉑,在A池中加入0.05mol·L-1的氯化銅溶液,B池中加入0.1mol·L-1的硝酸銀溶液,進(jìn)行電解。a、b、c、d四個(gè)電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是(

)

A.2∶2∶4∶1 B.1∶1∶2∶1C.2∶1∶1∶1 D.2∶1∶2∶1A知識(shí)點(diǎn)五·有關(guān)電解的計(jì)算2.在100mL硫酸和硫酸銅的混合液中,用石墨作電極進(jìn)行電解,兩極上均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則原混合液中,Cu2+的物質(zhì)的量濃度為(

)A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.4mol·L-1A(1)電源中X極是

(填“正”或“負(fù)”)極。(2)通電5min時(shí),B中共收集到224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,溶液體積為200mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì)),則通電前c(CuSO4)=

。(3)若A中KCl溶液的體積也是200mL,則電解后溶液的c(OH-)=

。知識(shí)點(diǎn)五·有關(guān)電解的計(jì)算負(fù)3.如圖所示,若電解5min時(shí),測(cè)得銅電極的質(zhì)量增加2.16g。試回答:0.025mol·L-10.1mol·L-1作業(yè)布置1.《課時(shí)作業(yè)》第157~159頁2.預(yù)習(xí)金屬的腐蝕與防護(hù)居敬持志，循序致精Yourtimeislimited,sodon'twasteitlivingsomeoneelse'slife.Don'tbetrappedbydogma-whichislivingwiththeresult