電解池及原理

1、第第1頁頁二合一二合一電解原理應用電解原理應用第第2頁頁二合一二合一 陰極：陰極： 陽極：陽極：總反應方程式：總反應方程式：2H+ + 2e- = H22Cl- -2e- = Cl22H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 電解電解2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH電解電解一、氯堿工業(yè)一、氯堿工業(yè)第第3頁頁二合一二合一思考：在電解飽和食鹽水的實驗中，思考：在電解飽和食鹽水的實驗中，電解電解 產(chǎn)物產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學反應？之間可能發(fā)生哪些化學反應？1、Cl2與與 NaOH 反應反應2、H2和和Cl2 混合不安全混合不安全第第4頁頁二合一二合一解決

2、方法：離子交換膜解決方法：離子交換膜（1）生產(chǎn)設備名稱：生產(chǎn)設備名稱： 離子交換膜電解池離子交換膜電解池 （陽（陽)離子交換膜：離子交換膜： 只允許（陽）離子只允許（陽）離子 通過，把電通過，把電 解槽隔成陰極室和陽極室解槽隔成陰極室和陽極室（2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用： 防止防止Cl2和和H2混合而引起爆炸混合而引起爆炸 避免避免Cl2與與NaOH反應生成反應生成NaClO 和和NaCl影響影響NaOH的產(chǎn)量。的產(chǎn)量。第第5頁頁二合一二合一1 1、定義：、定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它薄層其它金屬金屬或是或是合金合金的過程。的

3、過程。2 2、裝置、裝置CuSOCuSO4 4溶液溶液陽極：陽極： Cu-2eCu-2e- - = Cu = Cu2+2+陰極：陰極： CuCu2+2+ 2e+ 2e- - = Cu = Cu 3 3、電鍍材料的選擇：、電鍍材料的選擇： 陰極陰極鍍件鍍件 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 電鍍液電鍍液含有含有鍍層金屬離子鍍層金屬離子的溶液的溶液銅銅鍍鍍件件二、電鍍二、電鍍第第6頁頁二合一二合一第第7頁頁二合一二合一純銅為純銅為陰極，陰極， 以以CuSOCuSO4 4溶液為電解液溶液為電解液陰極：陰極： Cu2+ +2eCu粗銅為粗銅為陽極：陽極：含雜質(zhì)含雜質(zhì)(Zn(Zn、FeFe、AgAg、Au Au

4、 等等) )- 2e- 2e- - = = Zn Zn2+2+- 2e- 2e- - = Fe = Fe2+2+- 2e- 2e- - = Cu= Cu2+2+ Zn Zn Fe Fe CuCuAg Ag Au Au 陽極泥陽極泥三、三、電解精煉電解精煉銅銅陽極：陽極：第第8頁頁二合一二合一四、電冶金四、電冶金1、范圍：制備活潑金屬（范圍：制備活潑金屬（K、Ca、Na、Mg，Al）（1）制）制 Na電解熔融（無水）電解熔融（無水）NaClNaCl（熔融）（熔融）= Na+ + Cl-陰極：陰極：Na+ + e- = Na陽極：陽極：2Cl- - 2e- = Cl2總反應：總反應：2NaCl（熔

5、融）（熔融）= 2Na + Cl2電解電解第第9頁頁二合一二合一（2）制）制 Mg電解熔融（無水）電解熔融（無水）MgCl2MgCl2（熔融）（熔融）= Mg2+ + 2Cl-陰極：陰極：Mg2+ + 2e- = Mg陽極：陽極：2Cl- - 2e- = Cl2總反應：總反應：MgCl2（熔融）（熔融）= Mg+ Cl2電解電解第第10頁頁二合一二合一（3）制）制 Al電解熔融（無水）電解熔融（無水）Al2O3Al2O3（熔融）（熔融）= 2Al3+ + 3O2-陰極：陰極：Al3+ + 3e- = Al陽極：陽極：2O2- 4e- = O2總反應：總反應：2Al2O3（熔融）（熔融）= 4A

6、l+3O2電解電解冰晶石冰晶石第第11頁頁二合一二合一注意：注意：（1）冰晶石（）冰晶石（Na3AlF6）作熔劑，使）作熔劑，使Al2O3 在較低溫度下融化在較低溫度下融化（2）AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下以分是共價化合物，熔融狀態(tài)下以分 子形式存在，不能電離出子形式存在，不能電離出Al3+ 和和O2-。 故不能通過電解故不能通過電解AlCl3制制Al第第12頁頁二合一二合一金屬的電化學腐蝕與防護金屬的電化學腐蝕與防護第第13頁頁二合一二合一一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕1、定義：、定義： 金屬與周圍的金屬與周圍的氣體氣體或或液體物液體物 質(zhì)質(zhì)發(fā)生發(fā)生氧化還原反應氧化還原反應而引起而引起

7、損耗的現(xiàn)象損耗的現(xiàn)象2、本質(zhì)：、本質(zhì)：M - e- = Mn+（氧（氧 化化 反反 應）應）第第14頁頁二合一二合一3、類型：（根據(jù)與金屬、類型：（根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)接觸的介質(zhì)不同，反應原理不同）不同，反應原理不同）（1）化學腐蝕：）化學腐蝕：（2）電化學腐蝕：）電化學腐蝕： 定義：定義：不純不純的金屬跟的金屬跟電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液接觸時，接觸時， 會發(fā)生會發(fā)生原電池反應原電池反應，比較活潑的，比較活潑的 金屬失金屬失e-而被氧化而被氧化 金屬跟接觸到的物質(zhì)如金屬跟接觸到的物質(zhì)如(O2、Cl2、等）等） 直接直接發(fā)生發(fā)生化學反應化學反應引起的腐蝕引起的腐蝕第第15頁頁二合一二合一電化學腐蝕類型：電化學腐蝕類型：析氫析氫腐蝕：腐蝕： 電解質(zhì)溶液是電解質(zhì)溶液是酸性酸性吸氧吸氧腐蝕：腐蝕：電解質(zhì)溶液是電解質(zhì)溶液是極弱的極弱的酸性酸性、中性中性、堿性堿性第第16頁頁二合一二合一1犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法原電池原理原電池原理 在被保護的鋼鐵設備上裝上若干較活潑金屬如在被保護的鋼鐵設備上裝上若干較活潑金屬如 等，等， 讓讓被保護的金屬作原電池的被保護的金屬作原電池的 2外加電源的陰極保護法外加電源的陰極保護法電解池原理電解池原理 用用被保護的鋼鐵設備作被保護的鋼鐵設備作 ，惰性電極作，惰性電極作