1、老师：XX老师 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第三节电解原理的应用 第四章 电化学基础 人 教 版 高 中 化 学 选 修 4 （ 高 二 ） 学习目标 1、了解氯碱工业，掌握电解饱和的反应原理。 2、掌握电镀的原理，粗铜精炼。 3、掌握电化学原理保护金属的方法。 1、电解 电流通过电解质溶液或熔融状态的电解质，在阴阳两极引起氧化还原的过程。 2、电解池 把电能转化成化学能的装置。 复习 3、离子的运动方向 异性相吸： 阳离子运动到阴极 阴离子运动到阳极 4、电子的运动方向 电子从外加电源的负极流到阴极 再从电解池的阳极流回外加电源的正极 复习 5、电极反应及放电顺
2、序 （1）阳极： S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 如：4OH- 4e- 2H2O+O2 （2）阴极发生还原反应，氧化 性强的先反应 Ag+ Fe3+ Cu2+H+ Pb2+ Fe2+Zn2+ Al3+ 如果是活性阳极（除铂、金、石墨外）：活性阳极发生氧化反应。 如果是惰性阳极（如铂、金、石墨）：溶液中的阴离子发生氧化反应，阴离子 放电顺序为 复习 清楚离 子的移 动趋向 比较离子的放电能力，然后 根据阴极还原、阳极氧化得 出电极产物 e e - - e e - - e e - - e e - - e e - - 还 原 反 应 氧 化 反 应 阳离子阳离子 明确电解质溶液中或熔 融态电解
3、质中存在的离 子 阴离子阴离子 电解过程分析步骤 饱和食盐水 CC 1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 反应原理NaCl=Na+ + Cl Cl2H2 阴极 阳极 放电顺序： 阳极 ClOH 阴极 H+Na+ 电极反应 阴极： 阳极： 2H+ + 2e=H2 2Cl 2e=Cl2 总反应：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl2 阴极产物阳极产物 H2O H+ + OH 怎样检验两极产物？ 一、电解原理的应用 1.电解食盐水 现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶 液变红 实验装置 阳极：2Cl-2e- =Cl2 阴极：2H+2e-
4、=H2 总反应式： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 通电 一、电解原理的应用 + Cl2 Cl2 Cl H2 Na+ H+ OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和 NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 一、电解原理的应用 用润湿的KI淀粉试纸靠近阳极，现象试纸变蓝，证明有氯气生成。 （2）在阴极附近加入酚酞，现象是？用平衡理论解释？ 阴极附近生成氢氧化钠溶液，遇到酚酞变红。 阴极，H2O H+ +OH，氢离子放电，促进水的电离平衡，最终 c(OH-)c(H+)，显碱性 思考（1）检验阳极产物的方法是？ （3）生产设备
5、名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室 和阳极室。 （4）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。 氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏 离子交换膜 杂质的除去过程： 粗盐水 含少量 Ca2+.Mg2+ 精制 盐水 精制食盐水 电解池电解精炼池电镀池 定义 形成 条件 电极 名称 电极 反应 将电能转变成化学能 的装置。 应用电解原理在某些 金属表
6、面镀上一层其 它金属的装置。 两电极接直流电源 电极插入电解质溶液 形成闭合回路 镀层金属接电源正极待 镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属 的离子 阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 应用电解原理将不纯的金属 提纯的装置。 不纯金属接电源正极纯 的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯金 属的离子 阳极：不纯金属； 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 电解池、电解精炼池、电镀池的比较 2. a 、b哪一极为正极？ 1.若要给铁叉镀锌， a极选用什么材料？ 选择何种溶液？ 3. 若要给铁叉
7、镀金， a极选用什么材料？ 选择何种溶液？ e- 思考: 5.金属性强弱的判断 已知M+N2+=M2+N Pt极电解相同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M N与E有导线相连放入E的硫酸盐溶液,电极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+ ，则四种金属活泼性由强到弱为 答案：PMNE 思考: 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4 1.电解时,应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会 , 2.阳极反应式为 , 3.总电解反应式为 . 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2 答案:Fe 增大 MnO42_e- =MnO4 练习: 例1 铂电极电解1LCu(NO
8、3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生 11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量. 解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol. 阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol. 电解计算电子守恒法 例2 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极 均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L A 阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol 则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A 思考: 老师：XX老师 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢各位的聆听 第四章 电化学基础 人 教 版 高 中 化 学 选 修 4 （ 高 二 ）
