【高中化学】电解原理的应用课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电解原理的应用化学（人教版）选择性必修1第四章第二节第二课时电冶金氯碱工业粗铜精炼

电镀应用氯碱工业——电解饱和食盐水氯气和烧碱是重要的化工原料。Cl2NaOH工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。CCNaCl溶液??阴极(+e-)(-e-)阳极Na+Cl﹣OH﹣H+

Na+Cl﹣

OH-

H+>>氯碱工业——电解饱和食盐水

电极反应式和总反应式产物阳极

阴极

总反应

——2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣Cl22Cl﹣-2e﹣=Cl2↑H2、NaOH如何检验？Cl2:湿润的淀粉-KI试纸H2:收集并点燃NaOH:酚酞

【思考】根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水时，如何制得氯气和烧碱？氯气氢气2Cl﹣+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH﹣氯碱工业——电解饱和食盐水副反应：Cl2H2NaOH【思考】此装置是否能实现工业上大批量、安全稳定生产氯气和烧碱呢？混合爆炸！反应!饱和食盐水CC阴极阳极Na+Cl-OH-H+氯气氢气NaOH阳极室阴极室阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过,可阻止阴离子和气体通过作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸;b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量和质量。【思考】若不用离子交换膜，电解一段时间后，将电解液充分混合，能获得何种物质？Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O制取漂白液电镀电镀与生产生活概念：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。目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。镀层金属一般是在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银、合金如黄铜)电镀

材料电极反应式阳极

阴极

电镀液

——请应用电解原理，设计实验方案，在铁钉上镀铜。Cu2++2e-＝CuCu－2e-＝Cu2+铜板铁钉CuSO4溶液铜板(镀件)CuSO4溶液电镀过程中，电镀液组分（如浓度、酸碱性）是否发生变化？无需补充电镀液铁钉Cu2++2e－＝CuCu－2e-＝Cu2+粗铜精炼铜导线黄铜矿（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）?精炼粗铜精炼

材料电极反应式阳极

阴极

电解液

——Cu2++2e-＝Cu①Zn－2e-＝Zn2+②Fe－2e-＝Fe2+③Ni－2e-＝Ni2+④粗铜精铜CuSO4溶液粗铜精铜CuSO4溶液AgAu阳极泥（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）活性电极放电顺序：Zn>Fe

>Ni>Cu

>Ag>Au电解精炼过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？需定期补充电解液?Cu－2e-＝Cu2+Cu－2e-＝Cu2+离子放电顺序：

Cu2+

>Ni2+>Fe2+>Zn2+电冶金熔融NaClCC阴极阳极氯气【思考】工业上是如何制备金属钠的？2Na++2e﹣=2Na

总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑电解2Cl﹣-2e﹣=Cl2↑Na+Cl﹣1921年，电解熔融氯化钠制取金属钠得以实现工业化。1807年，英国化学家戴维通过电解熔融碳酸钠制得金属钠。电冶金

电极材料电极反应式和离子导体总反应式冶炼Mg

阳极：

阴极：离子导体：冶炼Al

阳极：

阴极：离子导体：惰性电极惰性电极2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑6O2--12e﹣

==3O2↑4Al3++12e﹣

==4Al电解熔融Al2O3MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Cl﹣

-2e﹣==Cl2↑Mg2++2e﹣

==Mg电解熔融MgCl2【思考】电解熔融NaCl的方法可制备金属钠，金属Mg、Al如何制备呢？电解法冶炼活泼金属冰晶石Na3AlF6阴极：Mn++ne﹣

==M化合物NaClNa2OMgCl2MgOAlCl3