第四章第三節(jié)第二學(xué)時(shí)

1、1二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用2電解飽和食鹽水反應(yīng)原理電解飽和食鹽水反應(yīng)原理思考:（1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)有什么現(xiàn)象?（2）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成?（3）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。 在在U型管里裝入飽和食型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽(yáng)鹽水，用一根碳棒作陽(yáng)極，一根鐵棒作陰極。極，一根鐵棒作陰極。接通直流電源接通直流電源實(shí)驗(yàn)裝置31.電解食鹽水電解食鹽水現(xiàn)象：現(xiàn)象：陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的淀粉使?jié)駶?rùn)的淀粉KI溶液變藍(lán)溶液變藍(lán)陰極：有氣泡產(chǎn)生，陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅陽(yáng)極：2Cl-2e-

2、=Cl2陰極：2H+2e- =H2總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(條件:通電)實(shí)驗(yàn)裝置4（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦陽(yáng)極：鈦陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl、OH離子和氣體不能通過(guò)離子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。極室和陽(yáng)極室。 （2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氫氧化鈉的

3、產(chǎn)量。氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿5+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜 陽(yáng) 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室6粗鹽的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水雜質(zhì)的除去過(guò)程：粗鹽水 含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水)SO(BaCl242除過(guò)量)(除泥沙及沉淀過(guò)濾)Ba.Ca(CONa2232除過(guò)量)CO(23除適量鹽酸)Mg.Ca(22除陽(yáng)離子交換塔)Fe.Mg(NaOH32除過(guò)量72. 電鍍電鍍是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過(guò)程

4、，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。鐵片銅片硫酸銅溶液電極： 陽(yáng)極鍍層金屬陰極待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。 溶液中CuSO4的濃度理論上保持不變83.銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn)不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)大大降低電線的導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅 含雜質(zhì)(Zn Fe Ni Ag Au

5、等)純銅粗銅陽(yáng)極： Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni CuAg Au 陰極: Cu2+ + 2e- Cu陽(yáng)極泥問(wèn)：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液9陽(yáng)極：陽(yáng)極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al4.冶煉鋁冶煉鋁通電總式：2Al2O3 4Al+3O2 原理:助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）陽(yáng)極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?10冶煉鋁設(shè)備圖冶煉鋁設(shè)備圖陽(yáng)極C電解質(zhì)煙罩熔融態(tài)鋁鋼殼鋼導(dǎo)電

6、棒陰極C耐火材料11電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池定義定義形成形成條件條件電極電極名稱名稱電極電極反應(yīng)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。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。兩電極接直流電源電極插人電解質(zhì)溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬；陰極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極

7、：還原反應(yīng)12金屬性強(qiáng)弱的判斷 已知M+N2+=M2+N Pt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽，陰極先析出M N與E有導(dǎo)線相連放入E的硫酸鹽溶液,電極反應(yīng)：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為 答案：PMNE13 電解計(jì)算電子守恒法例一 ： 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即產(chǎn)生H+ 2

8、mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol. 14例二 ： 用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A151.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的A 練 習(xí)162. 根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2