资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,第四章 电化学基础,第三节 电解池(第2课时）,电解原理应用,1/26,在NaCl溶液中,NaCl电离出,，H,2,O电离出,。,通电后，在电场作用下，,向阴极移动，,向阳极移动。,（,1）在阳极，,轻易失去电子，被氧化生成_,阳极方程式：,;,（2）在阴极，,轻易得到电子被还原生成_,阴极方程式：_,H,+,放电浓度减小使H,2,O 电离向右移动，所以阴极_,浓度增大，,P,H,。,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2H,+,+2e,-,=H,2,Na,+,、Cl,-,H,+,、OH,-,Cl,-,、OH,-,Cl,-,Cl,2,H,+,H,2,OH,-,增大,Na,+,、H,+,1、氯碱工业,电解饱和食盐水以制烧碱、氯气和氢气。,2/26,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：,_,，两极上都有气体产生，怎样检验气体种类？,阴极附近溶液无色变为,红色,阳极,:,产生黄绿色,刺激性气味,气体，可使湿润KI淀粉试纸变蓝色.,阴极,:,产生,无色、无味气体,3/26,氯碱工业中需要处理两个主要问题,（1）防止Cl,2,接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式：_,问题一：,Cl,2,+2 NaOH=NaCl+NaClO+H,2,O,（2）防止生成物H,2,和Cl,2,混合,因为：_,混合后遇火或遇强光会爆炸,处理方法:,使用离子交换膜,4/26,离子交换膜法制烧碱,（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽,电极材料：阴极_ 阳极_,阳离子交换膜：,碳钢,钛,只允许,阳离子,经过(Cl,离子,、OH,离子和气体不能经过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。,（2）离子交换膜作用:,a、预防氢气和氯气混合而引发爆炸；,b、防止氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠产量。,5/26,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H,2,O（含少许NaOH）,离子交换膜,阳 极,金属钛网,阴 极,碳钢网,阳极室,阴极室,工艺原理流程,6/26,问题二：,怎样精,制,食盐水？,3、全部试剂只有过量才能除尽，你能设计一个,合理次序逐一除杂吗？,2、用什么试剂除去Ca,2+,、Mg,2+,、Fe,3+,、SO,4,2-,？,1、用什么方法除去泥沙？,因为粗盐中含有泥沙、Ca,2+,、Mg,2+,、,Fe,3+,、SO,4,2,等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么怎样除去这些杂质呢？,思索：,7/26,泥沙,、Na,+,、Cl,-,、Mg,2+,、Ca,2+,、Fe,3+,、SO,4,2-,Na,+,、Cl,-,、Mg,2+,、Ca,2+,、Fe,3+,、SO,4,2-,Na,+,、Cl,-,、Mg,2+,、Ca,2+,、Fe,3+,、,引入,Ba,2+,Na,+,、Cl,-,、Ca,2+,、,Ba,2+,、,引入OH,-,Na,+,、Cl,-,、,CO,3,2-,、,OH,-,Na,+,、Cl,-,沉降,除泥沙,略过量BaCl,2,溶液,除SO,4,2-,略过量Na,2,CO,3,溶液,除Ca,2+,、,Ba,2+,略过量NaOH 溶液,除Fe,3+,Mg,2+,适量HCl溶液,调整PH 除,CO,3,2-,、,OH,-,8/26,普通火法冶炼得到粗铜中含有各种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜导电性远不能满足电气工业要求，假如用以制电线，就会大大降低电线导电能力。所以必须利用电解方法精炼粗铜。,2、铜电解精炼,9/26,铜电解精炼原理,、粗铜所含杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,+,纯铜,粗铜,CuSO,4,溶液,、粗铜精炼,以粗铜为阳极，以纯,铜为阴极，以CuSO,4,溶液,为电解液进行电解,阳极：Zn 2e,Zn,2+,Fe2e,Fe,2+,Ni 2e,Ni,2+,Cu2e,Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,Cu,Ag,Au,阳极泥,10/26,思索：,电解完后，CuSO,4,溶液浓度有何改变？,11/26,3、电镀,、概念：应用电解原理在一些金属表面镀上一层,其它金属或合金过程。,、电镀池形成条件,+,镀件,镀层金属,含镀层金属离子盐溶液,、,镀件作阴极,、,镀层金属作阳极,、,含镀层金属阳离子,盐溶液作电解液,、电镀特点,电镀液组成及酸碱性保持不变,12/26,利用电解试验能够制得纯净Fe(OH),2,白,色沉淀，如右图所表示，已知两电极材料分别为,石墨和铁。,（1）a电极材料应为,，电极反,应式为,。,（2）电解液c能够是,（填编号）。,A.纯水B.NaCl溶液,C.NaOH溶液D.CuCl,2,溶液,（3）d为苯，其作用是,，在加入苯之,前对电解液c应作何简单处理？,。,13/26,（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取办法是,（填编号）。,A.改用稀H,2,SO,4,作电解液,B.适当增大电源电压,C.适当减小两极间距离,D.适当降低电解液温度,（5）若c用Na,2,SO,4,溶液，当电解一段时间后看到,白色Fe(OH),2,沉淀，再反接电源电解，除了电极上,看到气泡外，另一显著现象为,。,14/26,4、电冶金,（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）,制取金属钠,电解熔融状态氯化钠。,通直流电后，,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,2Na,+,+2e,-,=2Na,总反应：,2NaCl(,熔融),2Na +Cl,2,结论：,电解法是冶炼金属一个主要方 法，是,最强有力氧化还原,伎俩。,15/26,电解熔融氯化钠制钠,16/26,电解法制备金属铝：,制取金属铝,电解熔融状态氧化铝。,阳极：,6O,2,-,12e,-,=3O,2,阴极：,4Al,3,+,+12e,-,=4Al,总反应：,2Al,2,O,3,(,熔融),4Al +3O,2,冰晶石,助熔剂：冰晶石（Na,3,AlF,6,六氟合铝酸钠）,作 用：,降低Al,2,O,3,熔点,思索:,工业上为何用电解熔融氧化铝方法冶炼铝而不用AlCl,3,?,17/26,冶炼铝设备图,阳极C,电解质,烟罩,熔融态铝,钢壳,钢导电棒,阴极C,耐火材料,18/26,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,冶炼,方法,电解法,热分解法,热还原法,关于金属冶炼知识,1、电解法(KAl),2NaCl,(熔融),=2Na+Cl,2,电解,2Al,2,O,3,(熔融),=4Al+3O,2,电解,2、还原法(ZnCu),惯用还原剂有：C、CO、H,2,、Al等,3、热分解法(HgAg),2HgO=2Hg+O,2,2AgNO,3,=2Ag+2NO,2,+O,2,4、物理分离法 Pt Au,19/26,电解池、电解精炼池、电镀池比较,电解池,电解精炼池,电镀池,定义,形成,条件,电极,名称,电极,反应,将电能转变成化学能装置。,应用电解原理在一些金属表面镀上一层其它金属装置。,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,电镀液为含有镀层金属离子盐溶液,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金属提纯装置。,不纯金属接电源正极纯金属接电源负极,电解质溶液为待提纯金属盐溶液,阳极：不纯金属；,阴极：纯金属,阳极：氧化反应,阴极：还原反应,20/26,电解相关计算利用电子守恒法,例1：,用石墨电极电解100mL H,2,SO,4,与CuSO,4,混合液，通电一段时间后，两极均搜集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu,2+,物质量浓度为（）,A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,阳极：O,2,为0.1mol，转移电子为0.4mol,阴极：H,2,为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A,A,解析：,课堂练习,21/26,例2：铂电极电解1LCu(NO,3,),2,和KNO,3,混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(标况)气体.求电解后溶液pH,并确定析出铜物质量。,解析：,阳极 4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,阴极 Cu,2+,+2e,-,=Cu 2H,+,+2e,-,=H,2,阳极转移电子物质量为:0.54=2mol,消耗4OH,-,2mol,即产生H,+,2mol.,阴极生成0.5molH,2,消耗H,+,1mol;所以溶液中C(H,+,)=1mol/L pH=0,生成H,2,转移电子:0.52=1mol,故还有1mole,-,用于还原Cu,2+,可析出铜为0.5mol.,22/26,例3：,某硝酸盐晶体化学式为,M(NO,3,),x,n,H,2,O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：,金属M相对原子质量及,x、n,值；,电解溶液pH（溶液体积仍为100mL）。,M,x,+,+,x,e,-,=M,0.005mol 0.01mol 0.32g,所以：,x,=2 ；M=64 ；,n,=3,产生H,+,为0.01mol，pH=1,解析：,23/26,例4,下列图装置中，通电后可观察到铜极溶解，以下说法中正确是(),Aa极是直流电源负极,BFe极是阳极,CPt极产生气体体积是Ag极产生气体体积2倍,DCuSO,4,溶液浓度不变,D,D,24/26,如图所表示：,通电后A极上析,出Ag，,回答以下问题：,（1）判断电源正负极,及甲、乙、丙三池中电极名称,（2）写出,甲、乙、丙三池电极反应,（3）判断甲、乙、丙三池溶液,pH改变,例5：,25/26,溶液pH改变,判断,：,先分析原溶液酸碱性，再看电极产物。,（1）假如只产生氢气而没有氧气，,pH,变大；,（2）假如只产生氧气而没有氢气，,pH变,小；,（3）假如既产生氢气又产生氧气,若原溶液呈酸性则pH减小；,若原溶液呈碱性pH增大；,若原溶液呈中性pH不变。,26/26,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
