电解的应用.ppt

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,*,电解的应用,1,一、电解饱和食盐水制取氯气和烧碱(氯碱工业),氯碱工业的主要原料是食盐，由于粗盐中含有泥,沙、,Ca,2,、,Mg,2,、,SO,4,2,等杂质离子，对生产设,备造成损坏，影响产品的质量，故必须进行精制。,a：依次加入沉淀剂BaCl,2,、Na,2,CO,3,、NaOH溶液，,每次所加试剂都必须稍稍过量以便使相应离子完全,沉淀。,b过滤。,c滤液中加盐酸：调节溶液至中性，,CO,3,2,2H,=CO,2,H,2,O。,2,2.精制的饱和食盐水中存在着Na,+,、Cl,-,、H,+,、OH,-四种,离子，用石墨作电极，通电时H,+,和Cl,-,优先放电。电极,反应式为,阳极：2Cl,2e,=Cl,2,，,阴极：2H,2e,=H,2,总反应：2NaCl2H,2,O 2NaOHH,2,Cl,2,3,4,二、电镀,1.概念：电镀是利用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层其,他,金属,或,合金,的过程,2.形成条件：电解时，镀层,金属作 阳极；镀件作 阴极；含 镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；用 直流电源,3.特征：阳极本身 放电被氧化；宏观上看无,新物质生成；电解液的总量、浓度、pH均不变,5,三、电冶炼,电解熔融电解质，可炼得活泼金属。,如：电解熔融NaCl时，电极反应式为：,阳极：2Cl,2e,=Cl,2,，,阴极：2Na,2e,=2Na，,总反应式为：2NaCl 2NaCl,2,6,四、电解精炼,电解精炼粗铜时，,阳极材料是粗铜，,阴极材料是精铜，,电解质溶液是CuSO,4,溶液。,长时间电解后，电解质溶液必须补充,7,电解原理应用时注意事项,（1）阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳,离子(Na,)通过，而阻止阴离子(Cl,、OH,)和分子(Cl,2,),通过，这样既能防止H,2,和Cl,2,混合爆炸，又能避免Cl,2,和,NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。,（2）电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电,极阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中,的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。,【特别提醒】,8,（3）电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu,2,浓度会逐渐减小。,（4）电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。,9,金属的腐蚀与防护,10,一、概念：金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。,二、金属腐蚀的本质,金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应，,M,n,e,=M,n,(M表示金属)。,11,类型化学腐蚀,电化学腐蚀,条件,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金跟电解质溶液接触,现象,无电流产生,有微弱电流产生,本质,金属被氧化,较活泼金属被氧化,联系,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,三、金属腐蚀的类型,1.化学腐蚀与电化学腐蚀,12,2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀,以钢铁的腐蚀为例进行分析：,类型,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜酸性较强(pH4.3),水膜酸性很弱或呈中性,电极反应,负极,Fe2e,=Fe,2,正极,2H,2e,=H,2,O,2,2H,2,O4e,=4OH,总反应式,Fe2H,=Fe,2,H,2,2FeO,2,2H,2,O=2Fe(OH),2,联系,吸氧腐蚀更普遍,铁锈的形成：4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,，,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,x,H,2,O(铁锈)(3,x,)H,2,O。,13,四、金属的防护,1.电化学防护,牺牲阳极的阴极保护法原电池原理,a负极：比被保护金属活泼的金属；,b正极：被保护的金属设备。,外加电流的阴极保护法电解原理,a阴极：被保护的金属设备；,b阳极：惰性金属。,14,2.改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。,3.加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、,喷镀或表面钝化等方法。,15,（1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有保护措施的腐蚀应用电解原理有保护措施的腐蚀。或电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。,（2）同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,（3）对于活动性不同的两种金属的合金，活动性差别越大，氧化还原反应速率越大，活泼金属腐蚀越快。,（4）对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。,（5）纯度越高的金属，腐蚀得越慢。,（6）不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。,【规律总结】,16,特别提示：电解电极反应方程式的书写,1、方法步骤,首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。,再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水,溶液中的H,和OH,)。,然后排出阴、阳两极的放电顺序。,阴极：注意阳离子放电顺序。另外，阴极不管是什么材料，电极,本身不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。,阳极：注意阴离子放电顺序、水溶液中含氧酸根离子不放电)。,分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循,原子守恒和电荷守恒。,最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。,17,2、注意问题,书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。,要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。,注意题目信息中提示的离子的放电，如电解法制取KMnO,4,等。,18,