【課件】+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

第二節(jié)電解池第2課時

電解原理的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標1.理解電解飽和食鹽水、電鍍和電冶金的反應(yīng)原理。2.能夠認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用?；瘜W(xué)與生活cdab電源(2)避免生成物H2和Cl2混合(1)避免Cl2接觸NaOH溶液反應(yīng)，使產(chǎn)品不純Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強光爆炸電解飽和食鹽水要解決的主要問題解決方法：使用離子交換膜化學(xué)與生活Cl2H2淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)陽離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)+－電解飽和食鹽水－+離子交換膜FEDCBAOH-Cl-H+Na+OH-Cl-

失電子能力增強陽極:2Cl-－2e-==Cl2↑Cl2NaCl溶液淡鹽水AC陽極室陰極室電解飽和食鹽水H2O－+離子交換膜FEDCBA陽極:2Cl-－2e-==Cl2↑Cl2H+Na+Na+H+

Na+H+得電子能力增強陰極:2H2O+2e-==2OH-+H2↑

H2(含少量NaOH)？NaOH溶液

陽極室陰極室電解飽和食鹽水－+Cl2Cl-H2Na+H+OH-淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）陽離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室電解飽和食鹽水1．概念2．原理習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－==Cl2↑陰極反應(yīng)式：2H2O+2e-==2OH-+H2↑

總反應(yīng)：因H＋放電，促進了水的電離，使陰極區(qū)溶液顯堿性電解飽和食鹽水2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解3．氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程(1)陽離子交換膜電解槽只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液反應(yīng)而影響氫氧化鈉溶液的產(chǎn)量和質(zhì)量。(2)陽離子交換膜的作用電解飽和食鹽水4．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白劑等。(2)以電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、有機合成、農(nóng)藥等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。電解飽和食鹽水化學(xué)與生活鍍金獎杯鍍金飾品景泰藍化學(xué)與生活鍍層金屬Cu鍍件直流電源+-陽極陰極陽極：Cu－2e-==Cu2+陰極：Cu2++2e-==CuCuSO4溶液電鍍1．電鍍2．電鍍池的構(gòu)成陰極：待鍍物品——鑰匙陽極：鍍層金屬——銅電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液——硫酸銅溶液利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加工工藝陰極反應(yīng)式為：Cu2＋＋2e－==

Cu陽極反應(yīng)式為：Cu－2e－

==

Cu2＋在鑰匙上鍍銅硫酸銅溶液濃度基本不變鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀)和合金(如黃銅)。電鍍[Au(CN)

]2-e-==Au2CN-++2H

O22e-==H2↑2OH-++陰極主要電極反應(yīng)陽極陰極[Au(CN)

]Au2CN-－e-==+-24OH-－4e-==2H2O+O2↑陽極主要電極反應(yīng)（金做陽極）電鍍金原理（含氰法）電鍍孫淑蘭(1942-)

景泰藍制作高級工程師景泰藍上世紀70年代，研究出亞硫酸無氰鍍金法，形成一條無氰鍍金流水線，填補了我國無氰鍍金的空白，后榮獲國家科技進步獎。[Au(SO

)

]233-e-+Au+2SO2-3陰極主要反應(yīng)鍍金工藝改進電鍍?nèi)粢阼F制品表面鍍鎳，下列有關(guān)說法正確的是()B理論應(yīng)用A．電鍍液用硫酸亞鐵溶液B．鎳應(yīng)與電源的正極相連，鐵制品應(yīng)與電源的負極相連C．陰極的電極反應(yīng)Ni－2e-==Ni2+D．電鍍過程中電鍍液中溶質(zhì)的濃度會減小電冶金熔融NaCl陰極陽極e-e-Na+Cl-2Cl-－2e-

==Cl2

Na++e-==Na氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電冶金2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解1．本質(zhì)2．應(yīng)用制取一些活潑金屬單質(zhì)Mn＋＋ne－==M(熔融)電解Mg+Cl2↑MgCl2陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：Mg2++2e-==Mg陽極：6O2-－12e-==3O2↑陰極：Al3++3e-==Al電解冰晶石Al2O3(熔融)4Al+3O2↑22NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：Na++e-==Na電冶金歷史上伏打發(fā)明電池以后引起化學(xué)家利用電解方法研究元素的興趣電解與元素的發(fā)現(xiàn)資料卡片戴維利用電解熔融碳酸鉀、碳酸鈉制得鉀和鈉1807年1808年1808年1823年1825年1886年戴維電解堿土金屬和汞的混合物制得鎂、鈣、鍶、鋇戴維等用鉀還原無水硼酸制得單質(zhì)硼貝采里烏斯（瑞典）用鉀還原四氯化硅得到單質(zhì)硅奧斯特（丹麥）用鉀汞齊還原無水氯化鋁得到鋁莫瓦桑（法國）在無水HF中電解KHF2制得單質(zhì)氟電有機合成許多有機化學(xué)反應(yīng)包含電子的轉(zhuǎn)移，使這些反應(yīng)在電解池中進行時稱為電有機合成。電合成己二腈的反應(yīng)如下：陽極：2H2O－4e－

==4H++O2↑陰極：4CH2＝CHCN+4H++4e－

==

2NC(CH2)4CN總反應(yīng)：4CH2＝CHCN+2H2O==

2NC(CH2)4CN+O2↑工業(yè)上先用丙烯為原料制備丙烯腈，再用丙烯腈電合成己二腈。與其他有機合成相比，電有機合成具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。資料卡片電解原理的應(yīng)用

陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：2H2O+2e-==2OH-+H2↑

陽極（鍍層金屬）：M－

ne-==Mn+陰極（鍍件）：Mn++ne-==M陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：Na++e-==Na2NaCl

+2H2O2NaOH

+H2↑

+Cl2↑電解2NaCl（熔融）2Na

+Cl2↑

電解電解飽和食鹽水電鍍電冶金小結(jié)1.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）(

)A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e﹣==NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和PtD習(xí)題鞏固

D習(xí)題鞏固3.某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示)，通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中不正確的是(

)

A．電源中的a為正極，b為負極，制取效果較好B．可以用NaCl溶液作為電解液C．A、B兩端都必須用鐵作電極D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H＋＋2e－==H2↑C習(xí)題鞏固ABab電源4.在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．X是電源的負極B．陰極的反應(yīng)式：H2O＋2e－==H2＋O2－CO2＋2e－==CO＋O2－C．總反應(yīng)可表示：H2O＋CO2H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1D電解習(xí)題鞏固5.某同學(xué)設(shè)計一個燃料電池(如圖所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。甲

乙

丙習(xí)題鞏固根據(jù)要求回答相關(guān)問題：(1)通入氫氣的電極為________(填“正極”或“負極”)，該電極反應(yīng)式為____________________________________。(2)石墨電極為________(填“陽極”或“陰極”)，反應(yīng)一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，________(填“鐵極”或“石墨極”)區(qū)的溶液先變紅。負極H2－2e－＋2OH－==