高中化学第1章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能--电解（第2课时）电解原理的应用课件1鲁科版选修4.ppt

选修4第1章第2节第2课时电解原理的应用1,1.在NaCl溶液中,NaCl电离出，H2O电离出。通电后，在电场的作用下，向阴极移动，向阳极移动。在阳极，由于容易失去电子，被氧化生成。阳极方程式：;2.在阴极，由于容易得到电子被还原生成使H2O电离向右移动，因此阴极浓度增大，PH。阴极方程式：。,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,二.电解原理的应用,（一）电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,总化学方程式：;总离子方程式:.(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：_，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试纸变蓝色.,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2,(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.,第一个问题:,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,提示：,第二个问题：精制食盐水,泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+,Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-,Na+、Cl-、CO32-、OH-,Na+、Cl-,沉降,除泥沙,加入略过量BaCl2溶液,除SO42-,加入略过量Na2CO3溶液,除Ca2+.Ba2+,加入略过量NaOH溶液,除Fe3+,Mg2+,过滤后加入适量HCl溶液,调节PH除CO32-、OH-,电解规律,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极:4H+4e-2H2,变大,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O2H2+O2,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-Cl2,阴极:2H+2e-H2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,减小,加HCl,NaCl溶液,增大,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极：Cu2+2e-Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根,与区：电解本身型如CuCl2、HCl与区：放氢生碱型如NaCl与区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3与区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,（二）铜的电解精炼,粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt等,粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解.,阳极：Zn2eZn2+Fe2eFe2+Ni2eNi2+Cu2eCu2+,阴极：Cu2+2eCu阳极泥：Ag、Au、Pt,减小,思考：1.硫酸铜溶液浓度.,2.阳极减少的质量阴极增加的质量。,大于,+,-,纯铜,粗铜,电解液(CuSO4溶液),阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）阳极：Cu2e-=Cu2+（氧化反应）,特征,纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au如何除去？,2.精炼铜,阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子,（三）电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。,、电镀池形成条件,镀件作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,+,-,铁片,铜片,电镀液(CuSO4溶液),阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）阳极：Cu2e-=Cu2+（氧化反应）,特征,被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电镀液CuSO4的浓度基本不变,3.电镀铜,电镀的定义：,电镀的意义：,如：在铁上镀铜,阳极，阴极，以为电解质溶液进行电解.,阳极：Cu2eCu2+,阴极：Cu2+2eCu,不变,铜,铁,CuSO4溶液,电极反应,硫酸铜溶液浓度.,阳极减少的质量和阴极增加的质量。,相等,+,-,铁片,锌片,电镀液(ZnCl2溶液),Zn2+H+，则Zn2+放电,4.电镀锌,阴极：Zn2+2e-=Zn（还原反应）因离子浓度远大于离子浓度阳极：Zn2e-=Zn2+（氧化反应）,关于电镀的生产和污染及防治,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,阳极,阴极,电解质Al2O3Na3AlF3,碳块,阴极：4Al3+12e-=4Al,阳极：6O2-12e-=3O2,氯化铝的熔点很低，为何工业上不用电解氯化铝，而是电解氧化铝？,5.铝的冶炼,铝,小结,电解池将电能转化为化学能的装置阳极：与外接电源的正极相联阴极：与外接电源的负极相联惰性电极阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH）阴极：阳离子放（Ag+、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Zn2+）非惰性电极阳极自身放电,同步练习,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,2.关于原电池和电解池的叙述正确的是()A.原电池失去电子的电极称为阴极B.电解池的阳极、原电池的负极上都发生氧化反应C.原电池的两极，一定要由活泼性不同的两种金属组成D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电【解析】选B。A项，原电池中失去电子的电极叫负极，A错误；C项，不一定是由两种金属组成，也可以是金属和非金属，如石墨电极，C错误；D项，当阳极为活性金属时，表现为电极溶解而不是电解质溶液中阴离子放电，D错误。,3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时阴极发生氧化反应C.粗铜连接电源负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥,【解析】选D。电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2+得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C项均错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe2+、Zn2+进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2+进入溶液，因Ag、Pt等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉积在阳极底部成为阳极泥，D项正确。,4.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是(),A.装置中阳极上析出红色固体B.装置的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置中外电路电子由a极流向b极D.装置的阳极反应为：2H+2e-=H2,【解析】选C。装置中阳极反应为2Cl-2e-=Cl2，A错；装置是电镀装置，待镀铁制品应作阴极，即与电源负极相连，B错；装置中外电路电子应从负极(a极)流向正极(b极)，C对；装置的阳极反应为2Cl-2e-=Cl2，D错。,5.用惰性电极电解2L1.0molL1CuSO4溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了1mol电子，此时溶液中c(H)为(假设体积不变)()A1.5molL1B0.75molL1C0.5molL1D0.25molL1,C,6.如果粗盐中SO42含量较高，必须添加钡试剂除去SO42，该钡试剂可以是_。ABa(OH)2BBa(NO3)2CBaCl2,A、C,7.为有效除去Ca2、Mg2、SO42，加入试剂的合理顺序为_（选填A、B、C，多填扣分）。A先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂。B先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3。C先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3.,B、C,8.某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。,(1)该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。,(2)制得的氢氧化钾溶液从出口_(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。,4O