第四章 第二節(jié) 第三課時 電解池 電解池的應(yīng)用 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

電解池原理的應(yīng)用第四章第二節(jié)第3課時人教版

選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理一、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)。氯堿工業(yè)：H+Na+Cl-OH-陰極陽極食鹽水中存在的離子：Na+

、Cl-

、H+

、OH-離子放電順序：陽離子

H+

＞Na+

陰離子

Cl-

＞OH-陽極：2Cl-

－2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑電極反應(yīng)：氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）陽離子交換膜

陽極惰性電極陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室

陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl－、OH－離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰極室和陽極室。離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。思考：判斷下列電解池兩極的現(xiàn)象及寫出電極方程式？

CuSO4溶液

FeCu陽極：陰極：銅不斷溶解Cu–2e=Cu2+Cu2++2e-=Cu鐵上附上一層銅二、電鍍

陽極材料：

；陰極材料：_______________:

電鍍液：用含有

的溶液作電鍍液。1、電鍍的含義：2.電鍍的主要目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。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)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。電鍍制品【活動探究】鐵釘鍍銅

設(shè)計思路及依據(jù)實驗裝置

實驗現(xiàn)象確定陰極陰極材料：陰極反應(yīng)物：確定陽極陽極材料陽極反應(yīng)物：構(gòu)成閉合回路離子導(dǎo)體：電子導(dǎo)體：實驗?zāi)康模涸O(shè)計一個電鍍裝置給鐵釘鍍銅實驗用品：鐵釘，銅片，石墨棒，CuSO4溶液，F(xiàn)eSO4溶液；燒杯，導(dǎo)線，電源實驗方案的設(shè)計及實施

鐵釘Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))銅片Cu-2e-=Cu2+(氧化反應(yīng))導(dǎo)線CuSO4溶液銅片溶解，鐵釘上有紅色固體析出4.特點：①陽極反應(yīng)為粗銅中的Cu及雜質(zhì)失（Zn、

Fe、Ni等）去電子而溶解；②溶液中CuSO4的濃度基本不變（略減?。?/p>

說明：當(dāng)陽極上的Cu失去電子變成Cu2+溶解后，銀金等金屬雜質(zhì)以單質(zhì)的形式沉積于電解槽底，形成陽極泥，陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。

三、電解精煉銅1、含義：利用電解原理將粗銅中的雜質(zhì)(如鋅、鐵、鎳、銀、金等)除去，以獲得電解銅(含Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)99．95％～99．98％)的過程。2、目的：制得電解銅，以增強銅的導(dǎo)電性陽極（粗銅）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反應(yīng))陰極（純銅）:Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))注意：陽極：Zn－2e-＝Zn2+Fe－2e-＝Fe2+Ni－2e-＝Ni2+3.原理：四、電冶金1、金屬冶煉的本質(zhì)：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。通式:Mn++ne-=M2、電冶煉：電解是最強的氧化還原手段，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）陽極：2Cl-

－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解熔融氯化鈉制鈉（2）電解熔融的氯化鎂：（制取金屬鎂）陽極：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）陽極：陰極：總反應(yīng)：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，用的是氧化鋁而不用氯化鋁？原因：因為氧化鎂的熔點比氯化鎂高很多，浪費了能量；氯化鋁是共價化合物，共價化合物為分子晶體，不能電解。而氧化鋁是離子化合物，可電解?！局R回顧】以石墨為電極，電解在CuCl2溶液：CuCl2溶液CC陽極：陰離子失電子陰極：陽離子得電子2Cl-–2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu惰性電極陽極：若是活性電極，則電極材料本身失電子，若是惰性電極，則由溶液中陰離子失電子陰極：不管電極材料是活性的還是惰性只起導(dǎo)電作用，不參與反應(yīng)。只由溶液中的陽離子得電子思考：在CuCl2溶液中存在Cu2+、Cl－、H+、OH－四種離子，為何發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是Cu2+、Cl－而不是H+、OH－？

CuCl2溶液CCCu2+、Cl－、H+、OH－一、電解質(zhì)微粒在電解池中的放電順序：1.陽極：電極材料本身或陰離子失電子（1）活性電極：電極材料失電子（2）惰性電極：還原性強的微粒先失電子

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根>F-陽極電極方程式模式：

①R–ne-=Rn+②S2--2e-=S③2X--2e-=X2

（X=I,Br,Cl）④4OH--4e-=O2↑+2H2O二、陰極：陽離子得電子（遵循陽離子氧化性強弱順序）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸性）

>Pb2+>

Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水電離出的H+）

>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+只有在熔融狀態(tài)下可以放電，在水溶液中由于水可以電離出H+，它們沒有機會放電。電極方程式模式：Rn++ne-=R二、常見電解質(zhì)電解的常見類型1、陽極為活性電極：電極材料失電子生成對應(yīng)的陽離子

R–ne-==Rn+陰極(H+):

2H++2e-=H2↑陽極(Cu):

Cu-2e-=Cu2+總反應(yīng)：Cu+H2SO4

===CuSO4+H2↑電解溶質(zhì)濃度增大，pH增大用銀做電極電解硫酸鈉陰極(H+):2H++2e-=H2↑陽極(Ag):2Ag-2e-=2Ag+總反應(yīng)：2Ag+2H2O===2AgOH

+H2↑電解溶質(zhì)濃度減小，pH增大2.惰性電極（石墨或鉑電極）電解實例電極反應(yīng)濃度pH值復(fù)原HClCuCl2電解氯化銅溶液電解氯化氫溶液

CuCl2==Cu+Cl2↑電解陽極:(Cl-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(Cu2+)：Cu2++2e-=Cu減小不變加適量CuCl2晶體陽極:(Cl-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(H+)：2H++2e-=H2↑減小增大通入適量HCl

2HCl==Cl2↑+H2↑電解電解對象：電解質(zhì)本身;電解質(zhì)濃度

降低;pH

酸PH增大，鹽不變，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加

電解質(zhì)本身特點:①電解本身型

電解無氧酸(HF除外)、不活潑金屬無氧酸鹽的水溶液，就是電解質(zhì)本身電解．例如：

電解

2HCl==H2↑+Cl2↑CuCl2==Cu+C12↑電解第二組：電解H2SO4、

NaOH、Na2SO4電解Na2SO4陽極(OH-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極(H+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通電

電解含氧酸、強堿和活潑金屬含氧酸鹽的水溶液，實際上都是電解水，即：

電解對象：電解水；電解質(zhì)濃度增大；pH酸PH減小，堿PH增大，鹽不變，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加水。特點:②電解水型2H2O==2H2↑+O2↑通電第三組：電解NaCl、MgCl陰極陽極Na+H+Cl-OH-電解NaCl陰極陽極Mg2+H+Cl-OH-電解MgCl2陽極(OH-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(

H+):2H++2e-=H2↑陽極(OH-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(

H+):2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通電MgCl2+2H2O==Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑通電

電解活潑金屬無氧酸鹽溶液時，電解的總化學(xué)方程式的通式可表示為：

電解對象：水和鹽的陰離子；電解質(zhì)濃度減少，

pH增大；要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加對應(yīng)的無氧酸。特點:③電解放氫氣生堿型溶質(zhì)+H2O==H2↑+堿+鹵素單質(zhì)X2(或S)通電第三組：CuSO4

、AgNO3陰極陽極SO42-OH-Cu2+

H+陽極OH-NO3-Ag2+

H+電解CuSO4溶液電解AgNO3溶液陰極

2CuSO4+2H2O2Cu+