【高中化學(xué)】電解原理的應(yīng)用+課件+高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修一

專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第5課時電解原理的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．了解氯堿工業(yè)、電鍍、銅的電解精煉等的反應(yīng)原理。2．能夠認(rèn)識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立電解應(yīng)用問題的分析和電解相關(guān)計算的思維模型，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。3．按如圖裝置用惰性電極電解飽和食鹽水，寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)。陰極：________________________________陽極：________________________________總反應(yīng)：_______________________________2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑OH-Cl2↑H2↑Cl-+H2O====

ClO-+H2↑電解Cl2+2OH-

===

Cl-+ClO-+H2O________________________________________2Cl-+2H2O====

Cl2↑+H2↑+2OH-電解Cl-+H2O====

ClO-+H2↑電解4．工業(yè)上采用電解飽和食鹽水制備氯氣時，裝置應(yīng)如何改進避免副反應(yīng)？交流討論(2)避免生成物H2和Cl2混合(1)避免Cl2接觸NaOH溶液反應(yīng)，使產(chǎn)品不純Cl2+2NaOH===

NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強光爆炸解決方法：使用離子交換膜電解飽和食鹽水解決的主要問題Cl2H2淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)陽離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)+－Cl2+H2

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2HCl光照總結(jié)歸納一、氯堿工業(yè)1．概念：習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。2．裝置陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可防止氫氣與氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)。一、氯堿工業(yè)3．反應(yīng)原理－+陽離子交換膜DCBANaCl溶液陽極室陰極室H2O(含少量NaOH)OH-Cl-H+Na+失電子能力：Cl->OH-得電子能力：

H+>Na+2Cl-－2e-==Cl2↑2H2O+2e-==2OH-+H2↑

Cl2淡鹽水NaOH溶液

H22NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解一、氯堿工業(yè)4．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白劑等。(2)以電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、有機合成、農(nóng)藥等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。一、氯堿工業(yè)按如圖所示安裝儀器，電極材料為石墨，電解質(zhì)溶液為飽和食鹽水(同時滴入幾滴酚酞)。(2)用惰性電極電解飽和食鹽水的過程中，收集到的Cl2的體積一般小于H2的體積，請分析原因。提示

Cl2在水中的溶解度比H2大，且Cl2會與電解產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)而被消耗。提示陰極可以更換為活潑金屬材料，但不能更換為金屬鋁等可以與強堿發(fā)生反應(yīng)的金屬電極；陽極必須用惰性電極。深度思考(1)實驗所用的電極材料為石墨，能否更換為活潑金屬材料？提示接通電源后，陰極區(qū)溶液變紅色。原因：H2O電離出的H＋放電，使c(OH－)增大，即陰極區(qū)產(chǎn)生堿，使溶液變紅色。

(3)接通電源后，哪個電極附近的顏色發(fā)生了變化？為什么？(4)若將陽極材料改用銅片，電解質(zhì)溶液改用硫酸銅溶液進行電解，能觀察到何種現(xiàn)象？你能解釋反應(yīng)原理嗎？提示

銅在陽極為活性電極，直接失電子形成Cu2+進入溶液

陰極Cu2+得到電子形成銅單質(zhì)析出深度思考電解——人類創(chuàng)造新物質(zhì)的重要手段電的發(fā)明是人類歷史上一個重要的里程碑，不僅提高了人類的生活質(zhì)量，還實現(xiàn)了從電能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)變，在化學(xué)領(lǐng)域中“顛覆”了對傳統(tǒng)的化學(xué)變化的認(rèn)識，一些不能進行的化學(xué)反應(yīng)在通電條件下成為了現(xiàn)實。電解幫助人類創(chuàng)造出更多自然界不存在的新物質(zhì)，成為化學(xué)重要分支學(xué)科——電化學(xué)或能源化學(xué)的基礎(chǔ)，因此也形成了電解工業(yè)(或稱電化學(xué)工藝)。從本質(zhì)上看，電解就是借助電流分解反應(yīng)物，將電子提供給溶液或熔融態(tài)中的某些微粒，使其獲得電子生成新的物質(zhì)。在使用電解手段之前鋁是稀缺金屬，時至今日每年通過電解得到的鋁已逾千萬噸計，成為生產(chǎn)、生活中常用的金屬材料。電解除廣泛應(yīng)用于金屬礦物冶煉、金屬精煉外，還促進了電鍍、污水處理等領(lǐng)域的技術(shù)革命，為新的制造業(yè)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。學(xué)科提煉1．概念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加工工藝。二、電鍍2．電鍍池的構(gòu)成鍍層金屬Cu鍍件直流電源陽極陰極陽極：Cu－2e-==Cu2+陰極：Cu2++2e-==CuCuSO4溶液——在鑰匙上鍍銅鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀)和合金(如黃銅)。電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液——硫酸銅溶液二、電鍍[Au(CN)

]2-e-==Au2CN-++2H

O22e-==H2↑2OH-++陰極主要電極反應(yīng)陽極陰極[Au(CN)

]Au2CN-－e-==+-24OH-－4e-==2H2O+O2↑陽極主要電極反應(yīng)（金做陽極）電鍍金原理（含氰法）二、電鍍鐵釘鍍鋅：根據(jù)電解原理，設(shè)計在鐵釘上鍍鋅的實驗方案陽極：Zn－2e－===Zn2＋陰極：Zn2＋＋2e－===Zn1．電鍍原理2．電鍍裝置ZnCl2溶液基礎(chǔ)實驗與金屬制件相比，塑料電鍍制品不僅可以實現(xiàn)很好的金屬質(zhì)感，

而且能減輕制品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時，也改善了其在電、熱及耐蝕等方面的性能，提高了其表面機械強度。但電鍍用塑料材料的選擇卻要綜合考慮材料的加工性能、電鍍的難易程度以及尺寸精度等因素。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、塑料電鍍的應(yīng)用日益廣泛，成為塑料產(chǎn)品中表面裝飾的重要手段之一.目前國內(nèi)外已廣泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龍、

酚醛玻璃纖維增強塑料、聚苯乙烯等塑料表面上進行電鍍，

其中尤以ABS塑料電鍍應(yīng)用最廣，電鍍效果最好。塑料電鍍拓展視野1．裝置2．粗銅成分(1)主要成分：_______。(2)雜質(zhì)金屬：比銅活潑的有_______等。不比銅活潑的有_______等。CuZnAg、Au三、銅的電解精煉3．電極反應(yīng)主要反應(yīng)：Cu(粗銅)－2e－===Cu2+Ag、Au等活動性較弱的金屬在陽極沉積形成陽極泥Cu2+＋2e－===Cu(精銅)陽極其他反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2+等陰極三、銅的電解精煉電解原理的應(yīng)用

陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：2H2O+2e-==2OH-+H2↑

陽極（鍍層金屬）：M－

ne-==