2电解原理的应用（第2课时）.ppt

二 电解原理的应用 电解饱和食盐水反应原理 思考 1 电解池的两极各产生什么现象 若在两极附近均滴加酚酞试液 会有什么现象 2 怎样初步检验两极产物的生成 3 结合教材 分析产生这种现象的原因 在u型管里装入饱和食盐水 用一根碳棒作阳极 一根铁棒作阴极 接通直流电源 实验装置 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 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 总式 2nacl 2h2o 2naoh h2 cl2 条件 通电 实验装置 电解饱和食盐水反应原理 上述装置的缺点 1 h2和cl2混合不安全2 cl2会和naoh反应 会使得到的naoh不纯 假若用铁钉作阳极电解饱和食盐水 试描述实验现象并写出相关的电极反应式和化学方程式 1 生产设备名称 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 2 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 cl2 cl2 cl h2 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 阳极室 阴极室 离子交换膜法制烧碱 3 添加原料阳极室 精制的饱和食盐水阴极室 添加纯水 加一定量的naoh溶液 4 生产流程 1 用什么方法除去泥沙 2 用什么试剂除去ca2 mg2 fe3 so42 3 所用试剂只有过量才能除净这些杂质 试设计一个合理的顺序逐一除杂 思考 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 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 精制食盐水 杂质的除去过程 粗盐水 含少量ca2 mg2 精制盐水 利用硫酸钠水溶液进行电解可得产品氢气 氧气 氢氧化钠和硫酸四种纯净物 试设计实验装置图 2 铜的电解精炼 一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质 如锌 铁 镍 银 金等 这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求 如果用以制电线 就会大大降低电线的导电能力 因此必须利用电解的方法精炼粗铜 粗铜含杂质 znfeniagau等 纯铜 粗铜 阳极 zn zn2 2e fe fe2 2e ni ni2 2e cu cu2 2e znfenicuagau 阴极 cu2 2e cu 阳极泥 问 电解完后 cuso4溶液的浓度有何变化 cuso4溶液 3 电镀 电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程 它是电解原理的又一重要应用 电镀可以使金属更加美观耐用 增强防锈抗腐能力 例如 钢铁是人们最常用的金属 但钢铁有个致命的缺点 就是它们易被腐蚀 防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属 如锌 铜 铬 镍等 电镀 电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程 电极 阳极 镀层金属或惰性电极阴极 待镀金属制品 电镀液 含有镀层金属离子的电解质溶液 溶液中cuso4的浓度保持不变或变小 4 电冶金 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2na 2e 2na 总反应 2nacl 熔融 2na cl2 电解熔融氯化钠制钠 阳极 6o2 12e 3o2 阴极 4al3 12e 4al 冶炼铝 原理 助熔剂 冰晶石 na3alf6六氟合铝酸钠 阳极材料 碳 和熔融氧化铝需要定期补充 思考 工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用alcl3 冶炼铝设备图 烟罩 思考交流 试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同 提示 比较电解质 电解装置 电极反应 电解产物 小结 与电源正极相连 阳极 阴极 与电源负极相连 发生氧化反应 阳离子移向 阴离子移向 发生还原反应 1 电源 电极 电极反应关系 2 电解原理的应用 氯碱工业 电镀 电冶金 电解池 电解精炼池 电镀池的比较 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置 两电极接直流电源 电极插人电解质溶液 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 1 a b哪一极为正极 2 若要给铁叉镀锌 a极选用什么材料 选择何种溶液 思考 e 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 p m n e 工业上采用fe c为电极电解k2mno4溶液制kmno41 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 1 右图中x y分别是直流电源的两极 通电后发现a极板质量增加 b极板处有无色无臭气体放出 符合这一情况的 a 练习 2 根据金属活动顺序表 cu不能发生如下反应 cu 2h2o cu oh 2 h2 但选择恰当电极材料和电解液进行电解 这个反应就能变为现实 下列四种电极材料和电解液中 能实现该反应最为恰当的是 b 3 德国人哈伯发明了合成氨技术而获得1918年诺贝尔化学奖 但该方法须在高温高压催化剂 否则难以自发进行 2000年希腊化学家斯佳在 科学 杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到570 的电解池 如图 氢氮在电极上合成氨 而且转化率高于哈伯法的五倍 达到80 该电解池采用了能传导某种离子 h li f o2 的固体复合氧化物为电解质 简称scy 吸附在scy内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极 写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式 固体复合氧化物 4 用铂电极电解下表中各组物质的水溶液 电解一段时间以后 甲 乙两池中溶液的ph值均减小 而在 和 两极 电极产物的物质的量之比为1 2的是甲乙abcd甲kohh2so4na2so4cuso4乙cuso4agno3hclhno3 5 为下图所示装置中 a b都是惰性电极 通电一段时间后 b极附近溶液呈红色 下列说法正确的是a x是正极 y是负极b x是负极 y是正极c cuso4溶液的ph值逐渐减小d cuso4溶液的ph值不变 ac 6 如图为一种钮扣微型电池 其电极分别为ag2o和zn电解质