人教版高中化學選擇性必修1第四章化學反應(yīng)與電能電解原理的應(yīng)用課件

電解原理的應(yīng)用1．了解電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。2．認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量儲存中的具體應(yīng)用。2習學目標氯氣和燒堿是重要的化工原料。Cl2NaOH工業(yè)上利用電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿，稱為氯堿工業(yè)。情境導入一、電解飽和食鹽水CCNaCl溶液??陰極(+e-)(-e-)陽極Na+Cl-OH-H+

Na+Cl-

OH-

H+>>

電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式產(chǎn)物陽極

陰極

總反應(yīng)

——2H2O+2e-=H2↑+2OH-Cl22Cl--2e-=Cl2↑H2、NaOH如何檢驗？Cl2:濕潤的淀粉-KI試紙H2:收集并點燃NaOH:酚酞

【思考】根據(jù)電解原理，分析使用惰性電極電解食鹽水時，如何制得氯氣和燒堿？氯氣氫氣2Cl-

+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-知識點一電解飽和食鹽水副反應(yīng)：Cl2H2NaOH混合爆炸！反應(yīng)!飽和食鹽水CC陰極陽極Na+Cl-OH-H+氯氣氫氣NaOH陽極室陰極室陽離子交換膜：只允許陽離子和水分子通過,可阻止陰離子和氣體通過作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸;

b.

避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量和質(zhì)量?！舅伎肌咳舨挥秒x子交換膜，電解一段時間后，將電解液充分混合，能獲得何種物質(zhì)？Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O制取漂白液【思考】此裝置是否能實現(xiàn)工業(yè)上大批量、安全穩(wěn)定生產(chǎn)氯氣和燒堿呢？知識點一電解飽和食鹽水交換膜的分類及應(yīng)用知識拓展知識點一電解飽和食鹽水

電解飽和食鹽水液堿濕氫氣濕氯氣NaOH含氯漂白劑Cl2H2HCl有機合成造紙玻璃肥皂紡織印染有機合成氯化物合成農(nóng)藥鹽酸有機合成金屬冶煉氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用知識點一電解飽和食鹽水1.在新冠肺炎疫情期間，“84”消毒液是環(huán)境消毒液之一。某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖所示的裝置。c、d都為石墨電極。完成下列填空：(1)a為電源的

(填“正”“負”“陰”或“陽”，下同)極，c為電解池的

極。負陽(2)d電極的電極反應(yīng)式：

，電解產(chǎn)生消毒液的總化學方程式為

。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－為充分混合反應(yīng)，下端產(chǎn)生Cl2，上端產(chǎn)生NaOH練一練知識點一電解飽和食鹽水電鍍電鍍與生產(chǎn)生活概念：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。二、電鍍知識點二電鍍目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。鍍層金屬一般是在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀、合金如黃銅)

材料電極反應(yīng)式陽極

陰極

電鍍液

——請應(yīng)用電解原理，設(shè)計實驗方案，在鐵釘上鍍銅。Cu2++2e-＝CuCu－2e-＝Cu2+銅板鐵釘CuSO4溶液銅板(鍍件)CuSO4溶液電鍍過程中，電鍍液組分（如濃度、酸堿性）是否發(fā)生變化？無需補充電鍍液鐵釘Cu2++2e－＝CuCu－2e-＝Cu2+知識點二電鍍黃銅礦粗銅（含有鋅、鐵、鎳、銀、金、鉑等微量雜質(zhì)）精銅

【思考】粗銅中含Cu約98.5%，還含有Fe、Ag、Au等雜質(zhì)，怎么用電解的方法得到純銅？請設(shè)計實驗。【資料】一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。知識點二電鍍12陽極粗銅CuSO4溶液陰極＋－CuFeZnNiAgAu精銅電解精煉銅原理Cu2＋Fe2＋Zn2＋Ni2＋H＋SO42－Ag、AuH＋e-e-陰極：Cu2++2e-=Cu【思考】電解一段時間后，Cu2+的濃度有何變化？略減小，不斷補充CuSO4溶液陽極泥【思考】陰極增重與陽極減重相等嗎？不相等知識點二電鍍電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置。①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連陽極：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不純金屬接電源正極純的金屬接電源負極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽極：不純金屬；陰極：純金屬陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)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鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)知識點二電鍍練一練2.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e-=NiB.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+

和Zn2+D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和PtD知識點二電解規(guī)律【思考】電解飽和食鹽水得不到單質(zhì)鈉，工業(yè)上是如何以氯化鈉為原料制備鈉的呢？電冶金的本質(zhì)：Mn++ne-

=M(1)金屬鈉的制取(電解熔融氯化鈉)2NaCl（熔融）===2Na＋Cl2↑電解陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na石墨電極石墨電極【思考】電解熔融NaCl的方法可制備金屬鈉，金屬Mg、Al如何制備呢？二、電冶金知識點三電冶金(2)電解熔融的氯化鎂：（制取金屬鎂）陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：Mg2++2e-=Mg總反應(yīng)：MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解(3)電解熔融的氧化鋁：（制取金屬鋁）陽極：6O2-－12e-=3O2↑陰極：4Al3++12e-=4Al總反應(yīng)：2Al2O3(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，能耗較高；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。助熔劑：冰晶石(Na3AlF6

六氟合鋁酸鈉)降低Al2O3的熔點知識點三電冶金3.海水提鎂的最后一步是將氯化鎂電解獲取金屬鎂，下列有關(guān)該電解過程的敘述中，正確的是(

)A．兩個電極必須都用惰性電極B．陽極可以用金屬電極，陰極必須是惰性電極C．電解熔融狀態(tài)的氯化鎂D．電解氯化鎂的水溶液C練一練知識點三電冶金電解原理的應(yīng)用電鍍電冶金電鍍：電解飽和食鹽水陰極—待鍍金屬，陽極—鍍層金屬陰極—精銅，陽極—粗銅2Cl--2e-=Cl2↑陽極陰極2H2O+2e-

=H2↑+2OH-點燃法檢驗H2酚酞溶液檢驗堿性濕潤淀粉KI試紙檢驗Cl2電解精煉銅【課堂小結(jié)】1．依據(jù)下圖判斷，下列敘述正確的是(

)A．Ⅰ是原電池，Ⅱ是電鍍裝置B．Ⅰ、Ⅱ裝置中鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng)C．Ⅱ、Ⅲ裝置中，銅極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解D．Ⅱ、Ⅲ裝置中Cu2＋濃度基本不變A隨堂訓練2、關(guān)于下列各圖的說法中，正確的是（

）A．①中陰極處能產(chǎn)生使?jié)駶櫟矸跭I試紙變藍的氣體B．②中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C．③中電子由b極流向a極D．④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)D隨堂訓練3.NaClO2(亞氯酸鈉