4.2.2+電解原理的應(yīng)用課件【知識(shí)精研+拓展延伸】高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用第二節(jié)電解池第四章化學(xué)反應(yīng)與電能1.概念：用電解飽和食鹽水的方法來(lái)制取燒堿、氯氣和氫氣，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為

氯堿工業(yè)。2.現(xiàn)象：陰極：陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)淀粉－KI溶液變藍(lán)的氣體濕潤(rùn)的淀粉—KI試紙變藍(lán)3.原理：陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2e-

=H2↑+2OH-2Cl-+2H2O===2OH-+H2↑+Cl2↑電解2H2O+2NaCl===

H2↑

+Cl2↑

+2NaOH電解一、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題：1.避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng)，使產(chǎn)品不純，反應(yīng)方程式：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2.避免生成的Cl2和H2混合，原因：遇火或強(qiáng)光會(huì)爆炸解決方法：使用離子交換膜生產(chǎn)設(shè)備：陽(yáng)離子交換膜電解槽金屬鈦網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陰極陽(yáng)極陰極室陽(yáng)極室Na+H+Cl-H2Cl2陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過，將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室。①可避免H2和Cl2混合

②也避免Cl2和NaOH反應(yīng)從而影響NaOH的產(chǎn)量。?氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿電解飽和食鹽水液堿濕氫氣濕氯氣NaOH含氯漂白劑Cl2H2HCl有機(jī)合成造紙玻璃肥皂紡織印染有機(jī)合成氯化物合成農(nóng)藥鹽酸有機(jī)合成金屬冶煉圖4－1氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用【練1】關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是（

）A、電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B、若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI試液，溶液呈棕色C、若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色D、電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行訠1、概念2、目的使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。電鍍是應(yīng)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方法。二、電鍍陽(yáng)極材料：

；陰極材料：_____________；

電鍍液：用含有

的溶液作電鍍液。3、電鍍池的構(gòu)成鍍層金屬待鍍金屬制品鍍層金屬的電解質(zhì)4、電鍍特點(diǎn)陽(yáng)極：不斷溶解陰極：覆蓋紅色物質(zhì)總反應(yīng)：（電鍍銅）Cu—2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu②電鍍液的濃度保持不變①陽(yáng)極本身參加電極反應(yīng)一般是在空氣或溶液中不易起變化的金屬（Cr、Ni、Ag、）和合金Cu+Cu2+=Cu2++Cu鍍層陽(yáng)極待鍍陰，鍍層離子溶液跟。我與電解共原理，濃度不變要記真。1.a、b哪一極為正極？2.若要給鐵叉鍍鋅，a端電極選用什么材料？選擇何種溶液？思考:e-鍍件作陰極，所以b為負(fù)極，a為正極。鋅是鍍層金屬，則a端電極應(yīng)選用純鋅作電極材料；選擇可溶性鋅鹽作電鍍液。【練2】欲在金屬表面鍍銀,應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中,選用的陽(yáng)極金屬和電鍍液均正確的是(

)A.

Ag和AgCl溶液

B.

Fe和Ag2SO4溶液C.

Ag和AgNO3溶液

D.

Pt和Ag2SO4溶液【練3】下列有關(guān)鍍鋅鋼管（鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液）的說(shuō)法正確的是（

）A．電鍍時(shí)，鋼管作陽(yáng)極，鋅棒作陰極B．鋼管鍍鋅過程中，陰陽(yáng)兩極的質(zhì)量變化一定不相等C．鍍鋅的目的是在鋼管表面形成Fe—Zn合金，增強(qiáng)鋼管的耐腐蝕能力D．鋼管鍍鋅過程中，陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=ZnCD【練4】在銅片上鍍銀時(shí)，下列敘述中正確的是()①將銅片接在電源的正極②將銀片接在電源的正極③在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是Ag＋＋e－=Ag④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O

⑤可用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液⑥可用AgNO3溶液作電解質(zhì)溶液A．①③⑥B．②③⑥C．①④⑤ D．②③④⑥B三、電解精煉銅

黃銅礦粗銅（含有鋅、鐵、鎳、銀、金、鉑等微量雜質(zhì)）。如果用粗銅制電線會(huì)大大降低其導(dǎo)電能力粗銅常用電解的方法進(jìn)行精煉。陽(yáng)極材料陰極材料陽(yáng)極反應(yīng)

“陽(yáng)極泥”

陰極反應(yīng)溶液變化Zn－2e-===Zn2＋

Fe－2e-===Fe2＋

Ni－2e-===Ni2+

Cu－2e－===Cu2＋Cu2++2e-===Cu（Cu2+氧化性最強(qiáng)且濃度最大）Ag、Au等金屬雜質(zhì)失電子能力弱，會(huì)以單質(zhì)形式沉積，形成“陽(yáng)極泥”。①電解質(zhì)溶液的Cu2+濃度_______，CuSO4溶液需定期補(bǔ)充②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質(zhì)，需定時(shí)除去減小三、電解精煉銅

粗銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）純銅以陽(yáng)離子形式留于溶液中

思考：1.用電解的方法能精煉銅，同理也可以精煉鎂、鋁嗎？2.粗銅中含有鋅、鐵、鎳、銀等金屬雜質(zhì)，在精煉銅的過程中，雜質(zhì)金屬為什么不在陰極析出？精煉銅的過程中溶液中Cu2+的濃度是否變化？不能；Mg2+、Al3+氧化性弱于H+，所以電解MgSO4、Al2(SO4)3,得不到相應(yīng)的金屬單質(zhì)。因?yàn)镃u2+氧化性大于Fe2+、Zn2+、Ni2+，故在陰極Cu2+得電子→Cu；減小【練5】下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是（

）A.銅鋅原電池中銅是正極B.用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極C.在鍍件上電鍍銅時(shí)，用金屬銅作陽(yáng)極D.電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極D【練6】以硫酸銅溶液做電解液，對(duì)含有雜質(zhì)Fe、Zn、Ag的粗銅進(jìn)行電解精煉，下列敘述正確的是（

）A.粗銅與直流電源負(fù)極相連B.粗銅電解精煉過程中，硫酸銅溶液的濃度不變C.電路中毎通過3.01×1023個(gè)電子，得到精銅質(zhì)量為16gD.雜質(zhì)Ag以Ag2SO4的形式沉入電解槽形成陽(yáng)極泥C電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池將電能轉(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。①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接正極，待鍍金屬接負(fù)極②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。①不純金屬接正極，純金屬接負(fù)極②電解質(zhì)溶液含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：還原反應(yīng)定義形成條件電極名稱電極反應(yīng)四、電冶金

1、金屬冶煉的本質(zhì)：2、電冶金：使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來(lái)。通式:Mn++ne-=M電解是最強(qiáng)的氧化還原手段，適用于一些活潑金屬單質(zhì)的制取，像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬。對(duì)于這些金屬，電解幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。（1）電解熔融的氯化鈉：（制取金屬鈉）陽(yáng)極：2Cl-

－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應(yīng)：熔融NaCl陰極陽(yáng)極e-e-Na+Cl-2NaCl(熔融)

===2Na+Cl2↑電解(2)電解熔融的氯化鎂：(制取金屬鎂)陽(yáng)極：陰極：2Cl-

－2e-=Cl2↑Mg2++2e-=MgMgCl2(熔融)

===Mg+Cl2

↑電解（3)電解熔融的氧化鋁：(制取金屬鋁)陽(yáng)極：陰極：6O2-

－12e-=3O2↑4Al3++12e-=4Al2Al2O3(熔融)

===4Al+3O2

↑電解冰晶石【思考】工業(yè)制取鎂，用的氯化鎂而不用氧化鎂？制取鋁時(shí)，用的是氧化鋁而不用氯化鋁？原因：因?yàn)檠趸V的熔點(diǎn)比氯化鎂高很多，浪費(fèi)了能量；氯化鋁是共價(jià)化合物，共價(jià)化合物為分子晶體，不能電解而氧化鋁是離子化合物，可電解?！揪?】右圖為陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。下列說(shuō)法正確的是（

）A．從E口逸出的氣體是Cl2B．每生成22.4LCl2，同時(shí)產(chǎn)生2molNaOHC．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性D．粗鹽水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等離子，精制時(shí)先加Na2CO3溶液C【練8】如圖所示,甲、乙為相互串聯(lián)的兩個(gè)電解池。(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置,則a電極名稱為

極,電極材料是_____,電極反應(yīng)式為

,電解質(zhì)溶液可以是

。(2)乙池中鐵極電極反應(yīng)式為________________。(3)若將乙池中的石墨電極改為銀電極，則乙池為

裝置，通電一段時(shí)間后，溶液的濃度

。AgNO3溶液電解的有關(guān)計(jì)算【練1】將兩支惰性電極插入CuSO4溶液中,通電電解,當(dāng)有1×10-3mol的OH﹣放電時(shí),溶液顯淺藍(lán)色,則下列敘述正確的是(

)

A.

陽(yáng)極上析出11.2mLO2(狀況)

B.

陰極上析出32mgCu

C.

陰極上析出11.2mLH2(狀況)

D.

陽(yáng)極和陰極質(zhì)量都無(wú)變化B【練2】近年來(lái),加“碘”食鹽中添加較多的是碘酸鉀(KIO3),碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極材料,以KI溶液為電解液,在一定條件下進(jìn)行電解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為KI+3H2O===KIO3+3H2↑。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（

）A.

轉(zhuǎn)移3mol電子,理論上可制得107gKIO3B.

電解時(shí),石墨作陽(yáng)極,不銹鋼作陰極C.

陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

I-

+

3H2O-6e-=IO3-+6H＋D.

電解過程中，電解液的pH減小通電D電解原理應(yīng)用電解飽和食鹽水（惰性電極）

陽(yáng)極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H2O+2e-=2OH-+H2↑

總反應(yīng)：2NaCl

+2H2O2NaOH

+