电解池原理及其应用课件高二上学期化学人教版选择性必修1

选择性必修一第4章

化学反应与电能电解池南山中学化学组

李晓红2024年11月

日教学重难点放电顺序1.构成条件2.工作原理3.写电极反应微粒运动电冶金精炼池氯碱工业电镀池电解池一.电解池——电能转化为化学能的装置明白：电子、离子运动，电流方向、电动势的高低；写出电极反应如何检验氯气？不能自发进行电解池构成条件和工作原理工作原理①直流电源②两个电极③电解质溶液或熔融电解质④形成闭合回路。构成条件阴阳正负放电规律(1)阳极为惰性电极(如Pt、Au、C和稀土金属材料等)时，溶液中常见阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。(2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为：M－ne－=Mn＋。（3）阴极：（电极受强烈保护，不放电）溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……电极反应方程式的书写注意环境：酸性、碱性、沉淀负氧，正还阳氧，阴还放电：充电：阴极（还原）：PbSO4+2e－=Pb＋SO42－

负负阴，正正阳阳极（氧化）：PbSO4＋2H2O-2e－=PbO2＋4H＋＋SO42－充电过程与其放电过程相反（复原）氯气的用途及其工业制备漂白粉（液）工业盐酸工业二.电解原理的应用电解原理的应用——氯碱工业（工业制备氯气）电极（阳极）：阳离子交换膜的作用：少量NaOH的作用：氯碱工业的定义：电解槽的构成：电解原理的应用——电镀池电镀的目的：美观、抗腐蚀、增强硬度电镀池的设计阳极：阴极：电镀液：电镀液浓度变化：镀层金属镀件（待镀金属）含镀层金属的可熔盐溶液几乎不变电解原理的应用——精炼池电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质)精炼池的设计阳极：阴极：电镀液：电镀液浓度变化：粗金属纯金属含精炼金属的可熔盐溶液阳离子浓度减小电解原理的应用——电冶金原理：Mn＋＋ne－

=M适用范围：冶炼较活泼的金属，如钠、钙、镁、铝等注意：阳极：惰性电极电解成本高、能耗大拓展——电解原理的重大应用1.金属镁的工业制备是电解熔融________(填“MgCl2”或“MgO”)，原因是__________

___。熔融氧化镁需要的温度较高、耗能较大2.金属铝的工业制备是电解熔融________(填“AlCl3”或“Al2O3”)，原因是______

。Al2O3AlCl3高温升华，是共价化合物，熔融态不导电拓展——电解原理的重大应用1807年戴维——电解熔融K2CO3和Na2CO3制备钾、钠单质碳酸钾在电解过程中分解为氧气和钾金属，氧气在阳极析出，钾金属在阴极上析出。碳酸钾电解反应的化学方程式为：2K2CO3========2K↑+3O₂↑+2CO₂↑通电900℃以上阳极：2CO32-

－4e-=2CO2↑+O2↑阴极：K++e-=K↑沸点接近751℃同理：可以制得钠单质。缺点：能耗大、设备要求高、条件苛刻、金属易燃，不安全1808年戴维电解一种碱土金属氧化物(用MO表示)与汞的混合物，得到汞齐后再蒸去汞，发现了镁、钙、锶、钡。汞齐：汞和金属形成的合金，蒸出汞即可得到金属注意：用耐高温的惰性电极1808年：戴维用钾还原无水硼酸制备单质硼1823年：贝采尼乌斯用钾还原四氟化硅制备单质硅1825年：奥斯特用钾汞齐还原无水氯化铝制备单质铝1886年：莫桑瓦在无水HF中电解KHF2制备单质氟电解总反应式：2KHF2========2KF+H2↑+F2↑电解373K左右阳极出氟：2Fˉ-2eˉ=F2↑阴极出氢：2HF