【高中化学】电解原理的应用+课件+高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修一

专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第5课时电解原理的应用教学目标核心素养1．了解氯碱工业、电镀、铜的电解精炼等的反应原理。2．能够认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。证据推理与模型认知：建立电解应用问题的分析和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。3．按如图装置用惰性电极电解饱和食盐水，写出电极反应和总反应。阴极：________________________________阳极：________________________________总反应：_______________________________2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑OH-Cl2↑H2↑Cl-+H2O====

ClO-+H2↑电解Cl2+2OH-

===

Cl-+ClO-+H2O________________________________________2Cl-+2H2O====

Cl2↑+H2↑+2OH-电解Cl-+H2O====

ClO-+H2↑电解4．工业上采用电解饱和食盐水制备氯气时，装置应如何改进避免副反应？交流讨论(2)避免生成物H2和Cl2混合(1)避免Cl2接触NaOH溶液反应，使产品不纯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解决的主要问题Cl2H2淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)阳离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网+－Cl2+H2

====

2HCl光照总结归纳一、氯碱工业1．概念：习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。2．装置阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可防止氢气与氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与氢氧化钠反应。一、氯碱工业3．反应原理－+阳离子交换膜DCBANaCl溶液阳极室阴极室H2O(含少量NaOH)OH-Cl-H+Na+失电子能力：Cl->OH-得电子能力：

H+>Na+2Cl-－2e-==Cl2↑2H2O+2e-==2OH-+H2↑

Cl2淡盐水NaOH溶液

H22NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑

+Cl2↑电解一、氯碱工业4．氯碱工业产品及其应用(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白剂等。(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、有机合成、农药等领域中广泛应用。一、氯碱工业按如图所示安装仪器，电极材料为石墨，电解质溶液为饱和食盐水(同时滴入几滴酚酞)。(2)用惰性电极电解饱和食盐水的过程中，收集到的Cl2的体积一般小于H2的体积，请分析原因。提示

Cl2在水中的溶解度比H2大，且Cl2会与电解产生的NaOH反应而被消耗。提示阴极可以更换为活泼金属材料，但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极；阳极必须用惰性电极。深度思考(1)实验所用的电极材料为石墨，能否更换为活泼金属材料？提示接通电源后，阴极区溶液变红色。原因：H2O电离出的H＋放电，使c(OH－)增大，即阴极区产生碱，使溶液变红色。

(3)接通电源后，哪个电极附近的颜色发生了变化？为什么？(4)若将阳极材料改用铜片，电解质溶液改用硫酸铜溶液进行电解，能观察到何种现象？你能解释反应原理吗？提示

铜在阳极为活性电极，直接失电子形成Cu2+进入溶液

阴极Cu2+得到电子形成铜单质析出深度思考电解——人类创造新物质的重要手段电的发明是人类历史上一个重要的里程碑，不仅提高了人类的生活质量，还实现了从电能到化学能的转变，在化学领域中“颠覆”了对传统的化学变化的认识，一些不能进行的化学反应在通电条件下成为了现实。电解帮助人类创造出更多自然界不存在的新物质，成为化学重要分支学科——电化学或能源化学的基础，因此也形成了电解工业(或称电化学工艺)。从本质上看，电解就是借助电流分解反应物，将电子提供给溶液或熔融态中的某些微粒，使其获得电子生成新的物质。在使用电解手段之前铝是稀缺金属，时至今日每年通过电解得到的铝已逾千万吨计，成为生产、生活中常用的金属材料。电解除广泛应用于金属矿物冶炼、金属精炼外，还促进了电镀、污水处理等领域的技术革命，为新的制造业的发展提供了理论基础。学科提炼1．概念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加工工艺。二、电镀2．电镀池的构成镀层金属Cu镀件直流电源阳极阴极阳极：Cu－2e-==Cu2+阴极：Cu2++2e-==CuCuSO4溶液——在钥匙上镀铜镀层金属通常是一些在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和合金(如黄铜)。电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——硫酸铜溶液二、电镀[Au(CN)

]2-e-==Au2CN-++2H

O22e-==H2↑2OH-++阴极主要电极反应阳极阴极[Au(CN)

]Au2CN-－e-==+-24OH-－4e-==2H2O+O2↑阳极主要电极反应（金做阳极）电镀金原理（含氰法）二、电镀铁钉镀锌：根据电解原理，设计在铁钉上镀锌的实验方案阳极：Zn－2e－===Zn2＋阴极：Zn2＋＋2e－===Zn1．电镀原理2．电镀装置ZnCl2溶液基础实验与金属制件相比，塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，

而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能，提高了其表面机械强度。但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一.目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、

酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀，

其中尤以ABS塑料电镀应用最广，电镀效果最好。塑料电镀拓展视野1．装置2．粗铜成分(1)主要成分：_______。(2)杂质金属：比铜活泼的有_______等。不比铜活泼的有_______等。CuZnAg、Au三、铜的电解精炼3．电极反应主要反应：Cu(粗铜)－2e－===Cu2+Ag、Au等活动性较弱的金属在阳极沉积形成阳极泥Cu2+＋2e－===Cu(精铜)阳极其他反应：Zn－2e－===Zn2+等阴极三、铜的电解精炼电解原理的应用

阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑阴极：2H2O+2e-==2OH-+H2↑

阳极（镀层金属）：M－

ne-==