高中化学第四章 化学反应与电能第二节 电解池完整版ppt课件

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人教版高中化学选择性必修一
第四章 化学反应与电能第二节 电解池第2课时 电解原理的应用
目录
1、电解饱和食盐水
思考: 若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?
制烧碱、氯气和氢气 (氯碱工业)
阴极：阳极：总反应：
2H+ + 2e- = H2↑
2Cl- -2e- = Cl2↑
阴极试液变红！阳极无明显变化！
上述装置的缺点：
1.H2和Cl2 混合不安全2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯
导入思考
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
阳离子交换膜
阳极室
阴极室
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
Na+
（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢 阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：a、防止H2和Cl2混合而引起爆炸；b、避免Cl2和NaOH反应影响NaOH的产量。
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 ( )
D
随堂小练
关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（ ）A、电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B、若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C、若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D、电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
B
随堂小练
2、电镀
概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
镀层金属通常是一些在空气中或溶液里不易起变化的金属和合金
电镀的特点：
阳极本身参加电极反应；电解质溶液的浓度保持不变
电镀
阳极(纯铜)：Cu-2e- =Cu2+
镀铜反应原理
总反应：Cu + Cu2+= Cu2++Cu
阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu
镀层金属——阳极镀件——阴极含镀层金属阳离子的溶液作电解液
电镀装置（电镀池）的组成
1. a 、b哪一极为正极？
2. 若要给铁叉镀锌，a端电极选用什么材料？选择何种溶液？
思考:
e-
镀件作阴极，所以b为负极，a为正极。
锌是镀层金属，则a端电极应选用纯锌作电极材料；选择可溶性锌盐作电镀液。
若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是（ ）
①将铜片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③在铜上发生的反应是：Ag++e—=Ag ④在银片上发生的反应是：4OH—-4e—=O2↑+2H2O ⑤需用硫酸铜溶液为电镀液 ⑥需用硝酸银溶液为电镀液A、①③⑥ B、②③⑥ C、①④⑤ D、②③④⑥
B
随堂小练
3.电解精炼
（1）粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)
阳极：
Zn - 2e- = Zn2+Fe - 2e- = Fe2+Ni - 2e- = Ni2+Cu - 2e- = Cu2+
Zn Fe Ni CuAg Au
阳极泥
CuSO4溶液
粗铜
纯铜
阴极: Cu2+ + 2e- → Cu
问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
（2）粗铜的精炼
以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液进行电解
以阳离子形式留于溶液中
减小
铜的电解精炼示意图
铜精炼阳极炉车间
镍铁精炼炉
下列关于铜电极的叙述不正确的是（ ）A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极 D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
D
随堂小练
用含少量铁的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，硫酸铜溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少xg，则（ ）
A、电解液质量增加Xg
B、阴极质量增加Xg
D阴极质量增加ag，且a ＜ x
C、阴极质量增加ag，且a＞x
C
随堂小练
以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼，下列叙述正确的是（ ）
①粗铜与直流电源负极相连
②阴极发生的反应为Cu2+ +2e－＝Cu
④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳极泥
③电路中毎通过0.5mol电子，得到精铜质量为16g
A、 ① ③
D、 ② ③
C、 ③ ④
B、 ② ④
D
随堂小练
金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）（已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A.阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e— = NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
D
随堂小练
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
将电能转变成化学能的装置。
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。
①两电极接直流电源②电极插人电解质溶液③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极②电镀液须含有镀层金属的离子
阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连
阳极：镀层金属；阴极：镀件
阳极：氧化反应阴极：还原反应
阳极：氧化反应阴极：还原反应
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。
①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极②电解质溶液须待提纯金属的离子
阳极：不纯金属；阴极：纯金属
阳极：氧化反应阴极：还原反应
4.电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
加热法
物理提取法
（１）原理：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。　　Mn+ + ne- ＝ M如，电解熔融NaCl制金属钠 NaCl(高温熔融)＝Na+ + Cl－通直流电后—— 阳极：2 Na++2e- ＝ 2Na 阴极：2 Cl－－2e- ＝ Cl2↑
氧化反应
还原反应
熔融NaCl
阴极
阳极
e-
e-
请写出电解熔融的Al2O3的电极反应式和总反应式
阴极:
阳极:
总反应:
4Al3+ + 12e- = 4Al
6O2- - 12e- = 3O2↑
2Al2O3(熔融) = 4Al + 3O2↑
电解
助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）
冰晶石
(双选)下列可被工业上采用的冶金方法是
A.电解氯化钠溶液制钠
B.电解熔融的氯化镁制镁
C.电解熔融的氯化铝制铝
D.高温下用一氧化碳还原氧化铁制铁
BD
随堂小练
电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，下列说法正确的是（　　）A.右侧发生的电极方程式：O2+4e-+2H2O=4OH-B.电解槽内发生反应的总化学方程式是：KI+3H2O=KIO3+3H2↑C.电解结束后，右侧溶液中不可能含有IO3-D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内反应的总化学方程式不变
B
随堂小练
1.电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。（氯碱工业）
2.电镀
3.电解精炼铜
4.电解冶金
课堂小结
课程结束