电解原理及应用(电镀).ppt

电 冶 金 【知识要点经典例题】 3. 500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6mol·L-1，  用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，  下列说法正确的是（??? ） A.原混合溶液中c(K+)为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移2mol电子C.电解得到铜的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1 * 特点 联系 CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- 举例 过程 条件 电 解 电 离 小结：电离和电解的比较 电解质溶于水 或熔融状态 电解质电离后，再通直流电 电解质电离成 自由移动的离子 阴阳离子定向移动，在两极放电 只产生自由 移动的离子 发生氧化还原反应，生成新物质 电解建立在电离基础上 CuCl2 === Cu＋ Cl2↑ 电解 反应是否 自发进行 能量转变 电极反应 电极名称 举例 原电池 电解池 装置类别 阴极(与电源负极相连) 阳极(与电源正极相连) 负极(电子流出的电极) 正极(电子流入的电极) 还原反应 还原反应 氧化反应 氧化反应 电能→化学能 化学能→电能 反应不能自发进行 反应能够自发进行 电解池和原电池的比较 氯碱工业 电镀 铜的电解精炼 电冶金 1.氯碱工业原理 Fe：阴极 （H+, Na+）　 放电能力：H＋＞Na+ 电极反应: C：阳极 （ Cl－，OH－） 放电能力：Cl－＞OH－ 电极反应: 2Cl－－2e-= Cl2↑ 总电解反应离子方程式： 2H2O+2e- = H2↑+ 2OH－ 2Cl－+2H2O = Cl2↑ + H2↑+2OH－ 通电 C Fe 思考: (1) 实验过程中有什么现象?一段时间后溶液PH值如何变化？ (2) 结合电解CuCl2溶液的情况, 如何用简要的实验方法证明上 述反应主要产物？ (3) 能否改进上述装置来制取漂白液？ (练习册P.86课堂落实2） 2.电解精炼铜 阳极:粗铜 Cu(Zn, Fe, Ni, Ag, Au, Pt ) 阴极：纯铜 CuSO4溶液和一定量H2SO4 e- e- Cu2+ +2e- = Cu Cu – 2e- → Cu2+ Zn – 2e- → Zn2+ Ni – 2e- → Ni2+ 阳极泥:（含Au,Ag, Pt ） Fe – 2e- → Fe 2+ 思考: (1)电解一段时间后，溶液中Cu2+ 浓度有无减少？ (2)电解精炼后，溶液中存在哪些阳离子？ (3)电解足够长的时间后,两个电极上分别出现什么 现象？为什么？试用电极反应式解释。 ------精炼池 说明：粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：Zn－2e－＝Zn2＋ Ni－2e－＝Ni2＋ 但是Zn2＋ 和Ni2＋比Cu2＋难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料） 电 镀 (1)定义：电镀是应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)目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、 增加美观和表面硬度。 (3)条件：①镀件金属作阴极；②镀层金属作阳极； ③含有镀层金属离子的电解质配成电镀液 (4)原理：与电解精炼铜类似 电镀液CuSO4溶液 e- 含有镀层金属离子 阳极：铜片 镀层金属 阴极：Fe 待镀金属制品 (5)电镀池： Cu – 2e- = Cu2+ Cu2+ +2e- = Cu 通电 阴极反应： 阳极反应： 适用范围：活泼金属如K, Ca, Na, Mg, Al 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2Na+ + 2e- = 2Na 实例: 电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融) ＝ 2Na + Cl2↑ 基本原理：在外加电流的的作用下，使放在电解槽中