選修4第四章第三節(jié)+電解池(3課時(shí)—上課用)

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池氫氫氣氣氧氧氣氣 電解電解電解水電解水 ：2 H2O =2 H2 O2 +_一、電解原理一、電解原理1、電解：、電解： 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。2、電解池（電解槽）：、電解池（電解槽）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置注意：注意：電流必須是電流必須是直流直流而不是交流。而不是交流。 熔融態(tài)熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。的電解質(zhì)也能被電解。3、形成電解池的條件、形成電解池的條件eeCC電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液熔融電解質(zhì)熔融電解質(zhì)直流電源直

2、流電源(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì)電解質(zhì)(4)形成閉合回路形成閉合回路陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極【思考思考】在電解過(guò)程中，電子、離子是】在電解過(guò)程中，電子、離子是如何形成閉合回路的？如何形成閉合回路的？ (2)與電源相連的兩個(gè)電極與電源相連的兩個(gè)電極CuCl2溶液在電流的作用下發(fā)生了溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了化學(xué)變化，分解生成了Cu和和Cl2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-2：用惰性用惰性(石墨石墨)電極電解氯化銅溶液電極電解氯化銅溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液有氣泡，氣體有刺有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使激性氣味，并能使 濕潤(rùn)濕潤(rùn)的的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變

3、變藍(lán)藍(lán)碳棒上有一層紅色碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出的物質(zhì)析出現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陰極：陰極： 陽(yáng)極：陽(yáng)極：銅銅Cl2 結(jié)論：結(jié)論：電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：電子的流向電子的流向: : 電子從外加電電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。電源正極。（注意：電子（注意：電子只在外電路定向移動(dòng)，不只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）能從溶液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: :陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向陽(yáng)極陽(yáng)極移動(dòng)。移動(dòng)。eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)

4、極陽(yáng)極4、電解池的工作原理、電解池的工作原理陰極陰極：與電源：與電源負(fù)極負(fù)極相連相連電子流電子流進(jìn)進(jìn)還原還原反應(yīng)反應(yīng)陽(yáng)極陽(yáng)極：與電源：與電源正極正極相連相連電子流電子流出出氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)（1）兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)）兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極陽(yáng)離子陽(yáng)離子移向移向陰極陰極放電放電，陰離子，陰離子移向移向陽(yáng)極陽(yáng)極放電放電陰極：陰極：Cu2+2e-Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl- -2e- Cl2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： CuCl2 Cu+Cl2 電解電解5、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)、電解質(zhì)溶液

5、導(dǎo)電的實(shí)質(zhì) 電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的導(dǎo)電過(guò)程導(dǎo)電過(guò)程，就，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解過(guò)程。電解過(guò)程?！舅伎妓伎肌渴裁唇蟹烹?？】什么叫放電？【思考思考】為什么】為什么Cu2+、Cl-放電，而不是放電，而不是 H+和和OH-？ 【思考思考】陰陽(yáng)離子的放電順序是什么？】陰陽(yáng)離子的放電順序是什么？ 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：溶液中陰離子的放電順序是溶液中陰離子的放電順序是【思考思考】電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中】電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中CuCu2 2和和ClCl放放電基本完畢后，電解過(guò)程是否也就停止了

6、呢？電基本完畢后，電解過(guò)程是否也就停止了呢？ 溶液中溶液中Cu2+和和Cl放電完畢后，原溶液變?yōu)榧兎烹娡戤吅螅芤鹤優(yōu)榧兯?，此時(shí)，在純水中存在水，此時(shí)，在純水中存在H+和和OH， H+在陰極放在陰極放電，電，OH在陽(yáng)極放電，實(shí)際上是電解水的過(guò)程在陽(yáng)極放電，實(shí)際上是電解水的過(guò)程.陰極：陰極：4H+ + 4e = 2H2 陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH 4e =2H2O + O2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O = 2H2 + O2 【思考思考】在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解質(zhì)】在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。電解電解（1

7、）溶液中所含陽(yáng)離子：）溶液中所含陽(yáng)離子：H+、Na+， 放電順序：放電順序：H+ Na+ 陰陰 極：極：2H+ + 2e = H2 （2）溶液中所含陰離子：）溶液中所含陰離子：OH、Cl， 放電順序：放電順序：Cl OH 陽(yáng)陽(yáng) 極：極：2Cl 2e = Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 【思考思考】氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，其】氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。電解電解 熔融的氯化鈉中有熔融的氯化鈉中有Na+和和Cl ，Na+在在陰極放電生成金屬鈉，陰極放電生成金屬鈉，Cl在陽(yáng)極放電生

8、成在陽(yáng)極放電生成氯氣。氯氣。陰極陰極：2Na+ +2e- = 2Na （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）陽(yáng)極陽(yáng)極：2Cl- -2e- = Cl2 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 電解陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 【思考思考】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）的】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）的一般思路是什么？一般思路是什么？ 小結(jié)小結(jié)1：分析電解反應(yīng)分析電解反應(yīng)(用惰性電極時(shí)用惰性電極時(shí))的一般思路：的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原以及氧化性、根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原以及氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，還原性強(qiáng)弱

9、判斷反應(yīng)的離子先后，最后分析得出產(chǎn)物最后分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 電解陽(yáng)

10、極陽(yáng)極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽(yáng)極陽(yáng)極: 2Cl- - 2e- = Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陰極：陰極：Cu2+ 2e- = Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性

11、電極）小結(jié) 陽(yáng)極：陽(yáng)極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液溶液復(fù)原復(fù)原方法方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別

12、實(shí)例實(shí)例僅溶僅溶劑水劑水電解電解 僅溶僅溶質(zhì)電質(zhì)電 解解 溶質(zhì)溶質(zhì)和溶和溶劑都劑都電解電解 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無(wú)氧酸無(wú)氧酸HCl陰極陰極:4H+ + 4e- = 2H2陽(yáng)極陽(yáng)極:4OH-4e-=O2+2H2O減小減小增大增大不變不變H2O陽(yáng)極陽(yáng)極:2Cl- 2e-=Cl2陰極陰極:2H+2e- = H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的無(wú)氧酸鹽CuCl2陽(yáng)極陽(yáng)極:2Cl- 2e- =Cl2陰極陰極:Cu2+2e- = Cu增大增大 CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無(wú)氧酸鹽無(wú)氧酸鹽NaCl陽(yáng)極陽(yáng)極:2Cl-2e- =C

13、l2陰極陰極:2H+2e- = H2增大增大 HCl不活潑金屬不活潑金屬的含氧酸鹽的含氧酸鹽CuSO4陽(yáng)極陽(yáng)極:4OH-4e-=O2+2H2O陰極陰極:2Cu2+4e- = 2Cu減小減小CuO放氫生堿放氧生酸陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成在兩極上失得電子成為原子或分子。如：為原子或分子。如：CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2電離電離 電解電解 條件條件過(guò)過(guò)程程 特點(diǎn)特點(diǎn) 聯(lián)系聯(lián)系 通電通電電解質(zhì)溶于水或電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)受熱融化狀態(tài) 電解質(zhì)電離后，電解質(zhì)電離后，再通直流電再通直流電電解質(zhì)電離成為自電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子例：由移動(dòng)的離子例

14、：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -只產(chǎn)生自由移動(dòng)只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子的離子 發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 【思考思考】電解池與原電池有哪些異同呢？】電解池與原電池有哪些異同呢？ 小結(jié)小結(jié)2：電解與電離比較：電解與電離比較：電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移離子的遷移方向方向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極的電極 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)的電極的電極反應(yīng)能否自發(fā)反應(yīng)能否自發(fā) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極（接電源正極）陽(yáng)極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子

15、向陽(yáng)極遷移陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移原電池原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極負(fù)極正極正極陰離子向負(fù)極遷移陰離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向正極遷移陽(yáng)離子向正極遷移相同點(diǎn)相同點(diǎn)(從原理分析從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)小結(jié)小結(jié)3：原電池與電解池的比較原電池與電解池的比較:不自發(fā)不自發(fā)自發(fā)自發(fā)兩個(gè)電極的類型：兩個(gè)電極的類型：惰性電極惰性電極(鉑、金、石墨鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極活性電極(除鉑、金外的金屬除鉑、金外的金屬)：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)惰性電極與活性電極惰性電極與活性電極CuCu

16、CuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極CCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極重點(diǎn)重點(diǎn)陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng) 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易不容易在電極上在電極上放電。放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：液中陰離子的放電順序（由難到易）是： 無(wú)論是惰性電極還是活性電極無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與都不參與電極反電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在

17、陰極上放電順序是：陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陰極陰極: :發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)兩個(gè)電極的類型：兩個(gè)電極的類型：活性電極活性電極CuCuCuCl2溶液溶液陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極陽(yáng)極：陽(yáng)極：Cu 2e- = Cu 2+陰極：陰極：Cu 2+ + 2e- = Cu 1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書(shū)、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)寫(xiě)(惰性電極，溶液惰性電極，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO4 2、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液時(shí)，陰極析出的物質(zhì)是液時(shí)，陰極析出的物質(zhì)是_；陽(yáng)極產(chǎn)物是；陽(yáng)極產(chǎn)物是_

18、。 3、兩極都用銀片作電極電解、兩極都用銀片作電極電解AgNO3溶液時(shí)，溶液時(shí)，陽(yáng)極的產(chǎn)物是陽(yáng)極的產(chǎn)物是_；陰極的產(chǎn)物是；陰極的產(chǎn)物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗銅粗銅 純銅純銅 純銅純銅 鐵鐵CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C) 5、如圖所示裝置，指出、如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名池的名稱、電極名稱、電極反應(yīng)式、二池稱、電極反應(yīng)式、二池pH值的變化情況。值的變化情況。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe6.寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷寫(xiě)出下

19、列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液溶液PH值的變化。值的變化。7.7.如上圖所示，通電后如上圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對(duì)該裝置的有關(guān)，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是敘述正確的是A.PA.P是電源的正極是電源的正極B.FB.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其余電兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)極均參加了反應(yīng)D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不

20、變B 8.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的pH值均減小，而在值均減小，而在和和兩極，電極產(chǎn)物兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為12的是的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D9.為下圖所示裝置中，為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是列說(shuō)法正確的是AX是正極，是正極，Y是負(fù)極是負(fù)極BX

21、是負(fù)極，是負(fù)極，Y是正極是正極CCuSO4溶液的溶液的PH值逐漸減小值逐漸減小DCuSO4溶液的溶液的PH值不變值不變a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)（、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2H+ + 2e- = H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通電 食鹽水中存在的離子：食鹽水中存在的離子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-離子放電順序：離子放電順

22、序：陽(yáng)離子陽(yáng)離子 H+ Na+ 陰離子陰離子 Cl- OH-電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：H+Na+Cl-OH-陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng)OHHClOHCl222222電解 若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為： _ ，兩極極板上都有氣，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？ 陰極附近的溶液無(wú)色變?yōu)殛帢O附近的溶液無(wú)色變?yōu)榧t色紅色陽(yáng)極陽(yáng)極:產(chǎn)生產(chǎn)生刺激刺激氣體使?jié)駶?rùn)氣體使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色淀粉試紙變藍(lán)色. 陰極陰極: :產(chǎn)生產(chǎn)生無(wú)色、無(wú)味氣體無(wú)色、無(wú)味氣體(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)? .(

23、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: .第一個(gè)問(wèn)題:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決解決方法:使用離子交換膜使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽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

24、換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合；、防止氫氣和氯氣混合；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。氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè)氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽(yáng)陽(yáng) 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽(yáng)陽(yáng)極極室室陰陰極極室室提示：提示：第二個(gè)問(wèn)題：第二個(gè)問(wèn)題：精精制制食鹽水食鹽水 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(huì)在堿液

25、中形成沉淀從而損壞離子等雜質(zhì)，會(huì)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(guò)量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)、所有試劑只有過(guò)量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)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？電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題泥沙泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +

26、、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略過(guò)量略過(guò)量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略過(guò)量略過(guò)量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+. Ba2+ 略過(guò)量略過(guò)量NaOH 溶液溶液除除Fe3+ , Mg2+ 適量適量HCl溶液溶液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PH 除除CO32- 、OH-二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用2、電鍍（在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法）、電鍍（在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合

27、金的方法）電鍍銅原理電鍍銅原理銅片銅片待鍍件待鍍件硫酸銅溶液硫酸銅溶液陽(yáng)極：陽(yáng)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：電鍍液：含有鍍層金含有鍍層金屬的電解質(zhì)屬的電解質(zhì)實(shí)質(zhì)：陽(yáng)極參加反應(yīng)的電解實(shí)質(zhì)：陽(yáng)極參加反應(yīng)的電解(電解質(zhì)溶液濃度不變）電解質(zhì)溶液濃度不變）陽(yáng)極：陽(yáng)極：純銅板純銅板陰極：陰極：待鍍金屬制品待鍍金屬制品電鍍液：電鍍液：硫酸銅溶液硫酸銅溶液3 3、粗銅的電解精煉、粗銅的電解精煉+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液三、電解原理的應(yīng)用三、電解原理的應(yīng)用問(wèn)問(wèn):電解完后電解完后,CuSO4溶溶液的濃度有何變化？液的濃度有何變化？陽(yáng)極：陽(yáng)極： Zn-2e- = Zn2+

28、Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+Cu-2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥: 相對(duì)不活潑的金相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底解槽底,形成陽(yáng)極泥形成陽(yáng)極泥電解精煉銅原理：電解精煉銅原理：粗銅的溶解與純銅的生成：粗銅的溶解與純銅的生成：陽(yáng)極（粗銅）：陽(yáng)極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）：陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑的金屬：比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬：比銅不活潑的金

29、屬：Au、Pt不溶解，而以單質(zhì)沉不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽(yáng)極泥；積形成陽(yáng)極泥；電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變（略小）。的濃度基本不變（略?。Ｖ迫〗饘兮c制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽(yáng)極：陽(yáng)極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通電 4 4、電冶金、電冶金 由于電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，所以電解由于電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要的方法。對(duì)于冶煉像法是冶煉金屬的一種重要的方法。對(duì)于冶煉像Na、Ca、Mg、Al這樣活潑的

30、金屬，這樣活潑的金屬，電解法電解法幾乎幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。是唯一可行的工業(yè)方法。4、電冶金、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）方法）制取金屬鋁制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的電解熔融狀態(tài)的氧氧化鋁。化鋁。陽(yáng)極：陽(yáng)極：6O 2- 12e- = 3O2陰極：陰極：4Al 3+ + 12e- = 4Al總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通電 冰晶石助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽(yáng)極材料陽(yáng)極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考思考:工業(yè)上為什么用

31、電解熔融工業(yè)上為什么用電解熔融氧氧化鋁的方法冶煉鋁而化鋁的方法冶煉鋁而不用不用AlCl3?AlClAlCl3 3為分子晶體，在融融狀態(tài)下不電離，不導(dǎo)電，不能被電解。為分子晶體，在融融狀態(tài)下不電離，不導(dǎo)電，不能被電解。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)能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。的裝置。應(yīng)用電解原理在某些應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。它金屬的裝置。兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插人電解質(zhì)溶液電極插人電解質(zhì)溶液

32、形成閉合回路形成閉合回路鍍層金屬接電源正極鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金電鍍液須含有鍍層金屬的離子屬的離子陽(yáng)極：電源正極相連陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須待提純電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬；陽(yáng)極：不純金屬；陰極：純金屬陰極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng) 例例1 ： 鉑電極電解鉑電極電解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶混合溶液液,通電一段時(shí)間通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生兩極均產(chǎn)生11.2L(標(biāo)況標(biāo)況)氣氣體體.求電解后溶液的求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)并確定析出銅的物質(zhì)的量的量.解析：陽(yáng)極解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗消耗OH- 2mo