电解池(第二节)课.ppt.ppt

二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水反应原理 在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源 电解食盐水 现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红 （1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。 冶炼铝 阳极：6O2--12 e- =3O2↑ 阴极：4Al3+ + 12e- =4Al 冶炼铝设备图 * * （第二、三课时） 思考: （1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象? （2）怎样初步检验两极产物的生成? （3）结合教材，分析产生这种现象的原因。 实验装置 阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电) 实验装置 (2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: . (1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: . 第一个问题: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O 混合遇火或遇强光爆炸 解决方法:使用离子交换膜 工业电解饱和食盐水的两个问题 － + Cl2 Cl2 Cl— H2 Na+ H+ OH— 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 提示： 第二个问题：精制食盐水 由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？ 3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗？ 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42— 1、用什么方法除去泥沙？ 粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜 精制食盐水 杂质的除去过程： 粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+ 精制盐水 氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 － + Cl2 Cl2 Cl— H2 Na+ H+ OH— 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 2.铜的电解精炼 粗铜 含杂质(Zn Fe Ag Au 等) 纯铜 粗铜 阳极： Zn→ Zn2+＋2e- Fe → Fe2+＋2e- Cu→ Cu2+＋2e- Zn Fe CuAg Au 阴极: Cu2+ + 2e- → Cu 阳极泥 问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ CuSO4溶液 3. 电镀 电镀：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， 铁片 铜片 硫酸铜溶液 ①电极： 阳极——镀层金属 阴极——待镀金属制品 ②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中CuSO4的浓度保持不变 4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等） 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。 通直流电后， 阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应： 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑ 结论：电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是最强有力的氧化还原的手段。 通电 总式：2Al2O3 4Al+3O2 ↑ 原理: 助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠） 阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充 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 电解池、电解精炼池、电镀池的比较 电极 反应 电极 名称 形成 条件 定义 电镀池 电解精炼池 电解池 将电能转变成化学能的装置。 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。 ①两电极接直流电源 ②电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 ②电镀液须含