人教版选修4第4章第3节电解池——从氯碱工业谈电化学膜结构课件（19张）.pptxVIP

从氯碱工业谈电化学膜结构 实验步骤 1 按装置图安装好仪器 2 向u型管中注入饱和食盐水 3 向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液 把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方 4 接通电源 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 实验装置 氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱 氯气和氢气的工业 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 总反应 2nacl 2h2o2naoh cl2 h2 食盐水中存在的离子 na cl h oh 离子放电顺序 阳离子h na 阴离子cl oh 电极反应 阳极氧化反应阴极还原反应 h na cl oh 阴极 阳极 在电解饱和食盐水的实验中 阳极产生的氯气与阴极产生的氢气 naoh溶液之间能否发生化学反应 若能发生 会产生什么危害 你认为可以采用什么方法来避免 请你与同学们交流讨论 交流 研讨 1 h2和cl2混合不安全2 cl2会和naoh反应 会使得到的naoh不纯 对电解槽结构进行优化设计 合理选用电极和隔膜材料 是电解生产的核心 石棉隔膜电解槽 离子交换膜电解槽 1 离子膜电解槽的简单构造如何 2 离子膜的作用是什么 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 1 生产的主体设备 离子膜电解槽简单构造 阳极 金属钛网 涂钛钌氧化物 阴极 碳钢网 有镍涂层 阳离子交换膜 只允许阳离子通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 2 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 3 离子交换膜的作用 1 防止cl2和h2混合而引起爆炸 2 避免cl2与naoh反应生成naclo 影响naoh的产量 电化学中的 膜 问题 活动探究一 交换膜在原电池中的应用 例1 2015 天津 4 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是a 铜电极上发生氧化反应b 电池工作一段时间后 甲池的c so42 减小c 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加d 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液电荷平衡 思考1 1 迁移离子所带电荷总数与得失电子数的关系是什么 2 如果外电路中有3mol电子通过 溶液中会有多少离子穿过阳离子交换膜 1 选择性让某类离子单向通过 平衡两池电荷 2 隔离两池溶液 c 电化学中的 膜 问题 跟踪练习1 2015 新课标 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置 其工作原理如图所示 下列有关微生物电池的说法错误的是a 正极反应中有co2生成b 微生物促进了反应中电子的转移c 质子通过交换膜从负极区移向正极区d 电池总反应c6h12o6 6o2 6co2 6h2o a 氯碱工业 电解饱和nacl溶液制取naoh cl2和h2 精制饱和nacl溶液 淡盐水 cl2 h2 h2o 含少量naoh naoh溶液 1 隔离cl2和h22 防止cl2和naoh反应3 降低分离难度提高产物纯度 活动探究二 交换膜在电解池中的应用 电化学中的 膜 问题 在电解池中可以利用离子交换膜进行物质的制备 分离 提纯 活动探究二 交换膜在电解池中的应用 例2 2016 新课标i卷 11 三室式电渗析法处理含na2so4废水的原理如图所示 采用惰性电极 ab cd均为离子交换膜 在直流电场的作用下 两膜中间的na 和so42 可通过离子交换膜 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室 下列叙述正确的是 a 通电后中间隔室的so42 离子向正极迁移 正极区溶液ph增大b 该法在处理含na2so4废水时可以得到naoh和h2so4产品c 负极反应为2h2o 4e o2 4h 负极区溶液ph降低d 当电路中通过1mol电子的电量时 会有0 5mol的o2生成 b 电化学中的 膜 问题 在电解池中可以利用离子交换膜进行物质的制备 分离 提纯 跟踪练习2 2014 新课标全国卷 27 4 h3po2也可以通过电解的方法制备 工作原理如图所示 阳膜和阴膜分别只允许阳离子 阴离子通过 分析产品室可得到h3po2的原因 早期采用 三室电渗析法 制备h3po2 将 四室电渗析法 中阳极室的稀硫酸用h3po2稀溶液代替 并撤去阳极室与产品室之间的阳膜 从而合并了阳极室与产品室 其缺点是杂质 该杂质产生的原因是 电化学中的 膜 问题 阳极室的h 穿过阳膜至产品室 原料室的h2po2 穿过阴膜至产品室 二者反应得到h3po2 po43 h2po2 或h3po2被氧化 例3 2014 福建卷 11 某原电池装置如右图所示 电池总反应为2ag cl2 2agcl 下列说法正确的是 a 正极反应agcl e ag cl b 放电时 交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成c 若用nacl溶液代替盐酸 则电池总反应改变d 当电路中转移0 01mole 时 交换膜左侧溶液中约减少0 02mol离子 活动探究三 穿过交换膜的微粒个数判断 d 右侧 cl2 2e 2cl 左侧 ag e cl agcl 电化学中的 膜 问题 1 迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数2 溶液中变化的离子数与迁移离子数不一定相等 跟踪练习3 利用微生物电池处理含乙酸钠和对氯酚 的废水 工作原理如图所示 下列说法错误的是 a 电极b是正极b 质子从b极移向a极c 处理后的废水ph降低d a极的电极反应式 电化学中的 膜 问题 a 当有0 2mol电子转移时 穿过质子交换膜的h 有多少个 活动探究三 穿过交换膜的微粒个数判断 跟踪练习4 2013 重庆卷 11 化学在环境保护中起着十分重要的作用 催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染 2 电化学降解no3 的原理如图所示 1 电源正极为 填a或b 阴极反应式为 2 若电解过程中转移了2mol电子 a 2no3 10e 6h2o 12oh n2 14 4 则膜两侧电解液的质量变化差 m左 m右 为g 电化学中的 膜 问题 活动探究三 穿过交换膜的微粒个数判断 思路点拨 o2 n2 离子迁移 方法提炼 电极反应引起的变化