電化學(xué)的應(yīng)用

1、 法國皇帝拿破侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，法國皇帝拿破侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己制造一頂比黃金更名貴的王冠命令官員給自己制造一頂比黃金更名貴的王冠鋁鋁王冠。他戴上鋁王冠，神氣十足地接受百官的朝拜，王冠。他戴上鋁王冠，神氣十足地接受百官的朝拜，這曾是轟動一時的新聞。這曾是轟動一時的新聞。 拿破侖三世在舉行盛大宴會時，只有他使用一套拿破侖三世在舉行盛大宴會時，只有他使用一套鋁質(zhì)餐具，而他人只能用金制、銀制餐具。鋁質(zhì)餐具，而他人只能用金制、銀制餐具。 即使在化學(xué)界，鋁也被看成最貴重的。英國皇家即使在化學(xué)界，鋁也被看成最貴重的。英國皇家學(xué)會為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，不惜

2、重金學(xué)會為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，不惜重金制作了一只鋁杯，贈送給門捷列夫。制作了一只鋁杯，贈送給門捷列夫。 俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基曾在他的小說俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基曾在他的小說怎么怎么辦辦中寫到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代中寫到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭。看，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。替石頭。看，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。 縣一中化學(xué)組縣一中化學(xué)組 姜有霞姜有霞 2012.12.172012.12.17 目標(biāo)解讀目標(biāo)解讀1 1、了解電冶金的原理、了解電冶金的原理2 2、了解電鍍池及電解精煉銅的工作原理、了解電鍍池及電解精煉銅的工作原理3 3、了解氯堿

3、工業(yè)的反應(yīng)原理、了解氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理思考：你學(xué)習(xí)過哪幾種金屬的電解冶煉？電解2NaCl(熔融) 2Na + Cl2電解2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2電解MgCl2(熔融) Mg + Cl2一 電冶金電解法是電解法是鈉、鎂、鋁鈉、鎂、鋁唯一可行的工業(yè)制法唯一可行的工業(yè)制法陽極：陽極：2Cl- 2e- =Cl2陰極：陰極：2 Na+ +2e- =2Na（1）定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。上一薄層其他金屬或合金的過程。（2）目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。和表面硬度。（3）電鍍

4、材料的選擇：電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。二二 電鍍和電解精煉銅電鍍和電解精煉銅1 電鍍電鍍（4）電極反應(yīng)：）電極反應(yīng)：陽極： 。陰極： 。（5）結(jié)果：“一多一少一不變一多一少一不變”電解液的總量、濃度、電解液的總量、濃度、pHpH均不變均不變練習(xí)1如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請你選擇合適的電極材料和電鍍液，畫出裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。陽極金屬銀陰極某鐵制品電鍍液硝酸銀溶液Ag e- = Ag+Ag+ + e- = Ag2 電解精煉銅粗銅：含雜質(zhì)（Zn Fe Ni Ag

5、Au等)陽極粗銅Cu - 2e- = Cu2+陰極純銅Cu2+ + 2e- = Cu練習(xí)練習(xí)2 下列關(guān)于電解精煉銅的說法中不正下列關(guān)于電解精煉銅的說法中不正 確的是（確的是（ ） A、電解質(zhì)溶液中要含有、電解質(zhì)溶液中要含有Cu2+ B、粗銅作陽極，精銅作陰極、粗銅作陽極，精銅作陰極 C、電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)、電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā) 生還原反應(yīng)生還原反應(yīng) D、粗銅中所含、粗銅中所含Zn、Fe、Ni等雜質(zhì)電解后等雜質(zhì)電解后 以單質(zhì)形式沉積于陽極泥中以單質(zhì)形式沉積于陽極泥中 1 1. .在在NaClNaCl溶液中溶液中,NaCl,NaCl電離出電離出 ，H H2 2O O電離出

6、電離出 。 通電后通電后，在電場的作用下在電場的作用下， 向陰極移動向陰極移動， 向陽極移動向陽極移動。 在陽極在陽極，由于由于 容易失去電子容易失去電子，被氧化生成被氧化生成 。 陽極方程式陽極方程式： ; ; 2. 2.在陰極在陰極，由于由于 容易得到電子被還原生成容易得到電子被還原生成 . . 使使H H2 2O O 電離向右移動電離向右移動，因此陰極因此陰極 濃度增大濃度增大，PHPH 。 陰極方程式陰極方程式： 。 2Cl- - 2e- = Cl22H+ + 2e- = H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大增大Na+、H+三三 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)總

7、化學(xué)方程式：總化學(xué)方程式： ; ;總離子方程式總離子方程式: . .3.3.電解前向溶液中滴加酚酞電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為通電后現(xiàn)象為： _ ，兩極上都有兩極上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)陽極上產(chǎn)生氣體的種類氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)陽極上產(chǎn)生氣體的種類？ NaOH2HClOH2NaCl2222電解OH2HClOH2Cl2222電解 陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極陽極:把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶櫘a(chǎn)生氣體可以使?jié)駶橩I淀粉試淀粉試紙變藍(lán)色紙變藍(lán)色.(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)? .(1)避免Cl2接觸

8、NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式: .第一個問題:H2和Cl2混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜使用離子交換膜Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O氯堿工業(yè)（離子膜法）氯堿工業(yè)（離子膜法）+精制飽和精制飽和NaCl淡鹽水淡鹽水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交換膜交換膜工業(yè)離子交換膜電解食鹽水示意圖如圖所示如圖所示A A為直流電源，為直流電源，B B為浸透為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，濾紙，C C為電鍍槽，接通電路后，為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)B B上的上的c c

9、點(diǎn)顯紅色點(diǎn)顯紅色，請?zhí)羁眨?，請?zhí)羁眨海? 1）電源）電源A A上的上的a a為為_極；極；（2 2）濾紙）濾紙B B上發(fā)生的總化學(xué)方程上發(fā)生的總化學(xué)方程式為：式為：_（3 3）欲在電槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，）欲在電槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通接通K K點(diǎn)，使點(diǎn)，使c c、d d兩點(diǎn)短路，則兩點(diǎn)短路，則電極電極e e上發(fā)生的反應(yīng)為上發(fā)生的反應(yīng)為_ _，電極電極f f上發(fā)生的反應(yīng)為上發(fā)生的反應(yīng)為_，槽中放的鍍液可以是槽中放的鍍液可以是 或或 _ _（只要求填兩種電解質(zhì)溶液）（只要求填兩種電解質(zhì)溶液） 練習(xí)32 2 （20072007上海）某學(xué)生設(shè)計了一個上海）某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字黑筆寫紅字”的趣味的趣

10、味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡，據(jù)此，下列敘述正確的是（出現(xiàn)紅色字跡，據(jù)此，下列敘述正確的是（ ）A .A .鉛筆端作陽極，鉛筆端作陽極， 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)B.B.鉑片端坐陰極，鉑片端坐陰極， 發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)C.C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D.AD.A點(diǎn)是負(fù)極，點(diǎn)是負(fù)極，b b點(diǎn)是正極點(diǎn)是正極練習(xí)41 1） 生產(chǎn)肥皂生產(chǎn)肥皂2 2） 生產(chǎn)玻璃生產(chǎn)玻璃 3 3）有機(jī)合成如溴乙烷

11、消去反應(yīng)等有機(jī)合成如溴乙烷消去反應(yīng)等1.NaOH1） 工業(yè)制鹽酸工業(yè)制鹽酸 2 2） 工業(yè)制漂白粉工業(yè)制漂白粉3）有機(jī)物合成如氯乙烯、聚氯乙烯有機(jī)物合成如氯乙烯、聚氯乙烯 等等1 1）工業(yè)制鹽酸）工業(yè)制鹽酸 2 2）工業(yè)生產(chǎn)氨氣）工業(yè)生產(chǎn)氨氣3 3）工業(yè)油脂氫化）工業(yè)油脂氫化 4 4）工業(yè)提純精硅（）工業(yè)提純精硅（SiClSiCl4 4 + H+ H2 2）5 5）冶金工業(yè)還原劑）冶金工業(yè)還原劑3、H H2 22 2、ClCl2 2 第二個問題：精第二個問題：精制制食鹽水食鹽水提示：提示： 由于粗鹽中含有泥沙、由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等雜質(zhì)，會在堿液中形

12、成沉淀從而損壞離子等雜質(zhì)，會在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計一個、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計一個合理的順序逐一除雜嗎？合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去、用什么試劑除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？泥沙、泥沙、 NaNa+ +、 ClCl- -、MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、SOSO4 42-2-NaNa+ +、 ClCl- -、 .Mg.Mg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、 SOSO4 42-2-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ NaNa+ +、 ClCl- -、 CaCa2+ 2+ 、 BaBa2+ 2+ 、引入引入OHOH- -NaNa+ +、 ClCl- -、COCO3 32-2-、OHOH-