128-第四章 电解原理及应用.pptVIP

* 第四章　 电解原理及应用 温州中学化学组　谢昭全　2004-9 电解原理 氯碱工业 第一节　电解原理 一、电解原理 电源负极： 有极强的还原性 能还原溶液中阴极表面的阳离子 首先还原氧化性强的阳离子 电源正极： 有极强的氧化性 能氧化活泼阳极或溶液中的阴离子（惰性） 首先氧化还原性强的电极或离子 1、电解、电解槽（P51、P52） 2、电极反应式 阳极：2Cl--2e-=Cl2 阴极：Cu2++2e-=Cu 总：Cu2++2Cl-==Cu+Cl2 或：CuCl2==Cu+Cl2 3、放电顺序 （1）阴极——看阳离子的氧化性 K+…Al3+H+Zn2+ Fe2+…H+Cu2+Fe3+Ag+ 思考 （2）阳极 ——看阳极和阴离子的还原性 活泼阳极S2-I-Br-Cl-OH- F- 最高价含氧酸根离子 思考 二、电解原理的应用 1、电解精炼铜 思考：有一块粗铜（含Zn、Ag等）和一小块精铜，如何用电解方法对粗铜进行精炼？画出装置图，写出电极反应式。 装置特点： 以粗铜作阳极、精铜作阴极，电解质含Cu2+ 思考 2、电镀铜 （1）概念（P53） 思考：如何在铁片上镀铜？画出装置图，写出电极反应式。 （2）电镀装置： 阳极——镀层金属 阴极——镀件 电解质溶液——含镀层金属阳离子 思考 三、原电池和电解池的比较 能量转化 受保护电极 电流方向 总反应式 电极反应 电极名称 装置名称 图例 原电池 电解池 正负极 阴阳极 负—氧；正—还 阳—氧；阴—还 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 2Cl-+2H2O=H2+Cl2+2OH- 正 外 负 内 正 正 外 阳 内 阴 外 负 正极 阴极 化学能 电能 电能 化学能 四、电解的类型（惰性电极电解水溶液） HNO3 H2O NaOH H2O NaNO3 H2O 电解水型 HCl HCl CuCl2 CuCl2 电解质分解型 NaCl 溶质和水 放氢生碱 AgNO3 溶质和水 放氧生酸 ？ ？ ？ 本节小结： 1、电解原理 2、放电顺序 3、电解精炼 4、电镀 5、原电池和电解池 6、电解的类型 第二节：氯碱工业 一、电解饱和食盐水的反应原理 1、电极反应： 阴极：2H++2e-=H2 阳极：2Cl--2e-=Cl2 ？ 2、总反应式： 2H+ + 2Cl- == H2+ Cl2 电解 2H2O + 2Cl- == H2+ Cl2+2OH- 电解 2H2O + 2NaCl == H2+ Cl2+2NaOH 电解 ？ 二、阳离子交换膜法制取氯气和烧碱 ——氯碱工业 1、生产设备： 2、阳离子交换膜的作用： （1）防止H2和Cl2混合引起爆炸 （2）避免Cl2与NaOH反应生成NaClO而影响NaOH的质量 阳离子交换膜电解槽 阳极材料：金属钛网 阴极材料：碳钢网 阳离子交换膜特点：只允许阳离子通过 3、生产原理： ？ 4、粗盐的精制： 思考： 已知粗盐中含有少量的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-及泥沙等杂质，这些杂质是否需要除去？如何除去？ 小结： 1、电解食盐水的反应原理 2、阳离子交换膜的性质和作用 3、粗盐的精制 练习：P54、一；P59、一、二 作业：P60、三 思考： 1、电解NaCl水溶液，阴极产物是 ； 2、电解熔融的NaCl，阴极产物是 ； 3、电解ZnCl2水溶液，阴极产物是 ； 4、电解ZnCl2+HCl，阴极产物是 ； 5、已知Al2O3的熔点为2073°C，AlCl3的熔点为190 °C，沸点为180 °C；工业上冶炼金属铝的方法是电解熔融的Al2O3；但这必然会消耗大量的热能，那么工业上为何不用电解AlCl3 的方法来冶炼金属铝？ 返回 思考： 1、用惰性电极分别电解熔融NaF和NaF水溶液，阳极产物分别是 ； 2、写出下列电极反应式和总反应式： （1）用Pt作阳极、Cu作阴极，电解MgCl2、KI、Cu(NO3)2所组成的混合溶液； （2）用Cu做阳极、Fe作阴极，电解CuCl2溶液； （3）用石墨电极电解BaCl2和NaHSO3的混合溶液。 返回 思考： 1、电解精炼过程中，溶液中的Cu2+浓度有无变化？ 2、阳极泥能否随意丢弃？ 返回 思考： 电镀过程中，溶液中的Cu2+浓度有无变化？ 返回 思考： 1、实验室用电解水的方法制取H2或O2时，一般不电解纯水，而是在水中加入少量的Na2