【高中化學(xué)】電解原理的應(yīng)用課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

電解原理的應(yīng)用化學(xué)（人教版）選擇性必修1第四章第二節(jié)第二課時電冶金氯堿工業(yè)粗銅精煉

電鍍應(yīng)用氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水氯氣和燒堿是重要的化工原料。Cl2NaOH工業(yè)上利用電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿，稱為氯堿工業(yè)。CCNaCl溶液??陰極(+e-)(-e-)陽極Na+Cl﹣OH﹣H+

Na+Cl﹣

OH-

H+>>氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水

電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式產(chǎn)物陽極

陰極

總反應(yīng)

——2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣Cl22Cl﹣-2e﹣=Cl2↑H2、NaOH如何檢驗(yàn)？Cl2:濕潤的淀粉-KI試紙H2:收集并點(diǎn)燃NaOH:酚酞

【思考】根據(jù)電解原理，分析使用惰性電極電解食鹽水時，如何制得氯氣和燒堿？氯氣氫氣2Cl﹣+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH﹣氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水副反應(yīng)：Cl2H2NaOH【思考】此裝置是否能實(shí)現(xiàn)工業(yè)上大批量、安全穩(wěn)定生產(chǎn)氯氣和燒堿呢？混合爆炸！反應(yīng)!飽和食鹽水CC陰極陽極Na+Cl-OH-H+氯氣氫氣NaOH陽極室陰極室陽離子交換膜：只允許陽離子和水分子通過,可阻止陰離子和氣體通過作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸;b.避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量和質(zhì)量。【思考】若不用離子交換膜，電解一段時間后，將電解液充分混合，能獲得何種物質(zhì)？Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O制取漂白液電鍍電鍍與生產(chǎn)生活概念：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。目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。鍍層金屬一般是在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀、合金如黃銅)電鍍

材料電極反應(yīng)式陽極

陰極

電鍍液

——請應(yīng)用電解原理，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，在鐵釘上鍍銅。Cu2++2e-＝CuCu－2e-＝Cu2+銅板鐵釘CuSO4溶液銅板(鍍件)CuSO4溶液電鍍過程中，電鍍液組分（如濃度、酸堿性）是否發(fā)生變化？無需補(bǔ)充電鍍液鐵釘Cu2++2e－＝CuCu－2e-＝Cu2+粗銅精煉銅導(dǎo)線黃銅礦（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）?精煉粗銅精煉

材料電極反應(yīng)式陽極

陰極

電解液

——Cu2++2e-＝Cu①Zn－2e-＝Zn2+②Fe－2e-＝Fe2+③Ni－2e-＝Ni2+④粗銅精銅CuSO4溶液粗銅精銅CuSO4溶液AgAu陽極泥（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）活性電極放電順序：Zn>Fe

>Ni>Cu

>Ag>Au電解精煉過程中，電解液組分（如濃度、酸堿性）是否變化？需定期補(bǔ)充電解液?Cu－2e-＝Cu2+Cu－2e-＝Cu2+離子放電順序：

Cu2+

>Ni2+>Fe2+>Zn2+電冶金熔融NaClCC陰極陽極氯氣【思考】工業(yè)上是如何制備金屬鈉的？2Na++2e﹣=2Na

總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解2Cl﹣-2e﹣=Cl2↑Na+Cl﹣1921年，電解熔融氯化鈉制取金屬鈉得以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。1807年，英國化學(xué)家戴維通過電解熔融碳酸鈉制得金屬鈉。電冶金

電極材料電極反應(yīng)式和離子導(dǎo)體總反應(yīng)式冶煉Mg

陽極：

陰極：離子導(dǎo)體：冶煉Al

陽極：

陰極：離子導(dǎo)體：惰性電極惰性電極2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑6O2--12e﹣

==3O2↑4Al3++12e﹣

==4Al電解熔融Al2O3MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Cl﹣

-2e﹣==Cl2↑Mg2++2e﹣

==Mg電解熔融MgCl2【思考】電解熔融NaCl的方法可制備金屬鈉，金屬M(fèi)g、Al如何制備呢？電解法冶煉活潑金屬冰晶石Na3AlF6陰極：Mn++ne﹣

==M化合物NaClNa2OMgCl2MgOAlCl3