1、工业生产中的氯碱工业人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用第四章第三节 电解原理的应用请写出用石墨作电极电解下列物质水溶液时两电极的电极反应：请写出用石墨作电极电解下列物质水溶液时两电极的电极反应：CuCl2、Na2SO4、CuSO4、NaCl、明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子判断阴阳两极附近离子判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序种类及离子放电顺序根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物CuCl2溶液溶液阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu总反应：总反应：CuCl2=Cl2+Cu电解电
2、解复习旧知复习旧知Na2SO4溶液溶液阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2 阴极：阴极：4H+4e-=2H2 总反应：总反应：2H2O=2H2+O2 电解电解CuSO4溶液溶液阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2 阴极：阴极：2Cu2+4e-=2Cu总反应：总反应：2CuSO4+2H2O =2Cu+O2+2H2SO4离子反应：离子反应：2Cu2+2H2O =2Cu+O2+4H+电解电解电解电解复习旧知复习旧知(2)生成物生成物H2和和Cl2混合有什么危险？混合有什么危险？(1)Cl2接触接触NaOH溶液会反应，反应方程式：溶液会反应，反应方程式：Cl2+2 NaOH=NaCl+Na
3、ClO+H2O混合遇火或强光能反应混合遇火或强光能反应使用离子交换膜将池分开使用离子交换膜将池分开阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：阴极：2H+2e-=H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O=Cl2 +H2 +2NaOH离子反应：离子反应：2Cl-+2H2O=Cl2 +H2 +2OH-电解电解电解电解用惰性电极电解用惰性电极电解NaCl溶液溶液(3)如何不让生成物如何不让生成物H2和和Cl2混合混合复习旧知复习旧知人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用电解原理电解原理阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2总反应：总反应：2
4、NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2电解电解1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气+-精制精制饱和食盐水饱和食盐水水水(含少量含少量NaOH)Cl2 H2NaOH溶液溶液淡盐水淡盐水Na+AB1.氯碱工业氯碱工业人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用(1)生产设备名称：阳离子交换膜电解槽生产设备名称：阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室(2)离子交换膜的作用：离子交换膜的作用：a、防止、防止Cl2和和H2混合而引起爆炸混合而
5、引起爆炸 b、避免、避免Cl2与与NaOH反应生成反应生成 NaClO影响影响NaOH的产量。的产量。1.氯碱工业氯碱工业人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用阳极：阳极：Fe=Fe 2+2e-阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu阳极阳极阴极阴极Cu Cl2溶液溶液FeCu电解氯化铜溶液，电极反应有何变化？电极反应式怎么写？电解氯化铜溶液，电极反应有何变化？电极反应式怎么写？阳极：阳极：阴极：阴极：Cu=Cu2+2e-Cu2+2e-=Cu阳极阳极阴极阴极1.氯碱工业氯碱工业人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用定义：定义：利用电解
6、原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程属或是合金的过程目的：目的：特点：特点：电镀材料的选择：电镀材料的选择：阴极阴极镀件镀件电镀液电镀液含有镀层金属离子的溶液含有镀层金属离子的溶液阳极阳极镀层金属镀层金属使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度阳极本身参加电极反应；阳极本身参加电极反应；电解质溶液的浓度保持不变电解质溶液的浓度保持不变2.金属电镀金属电镀人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用电镀摆件及电镀金杯电镀摆件及电镀金杯电镀车间电镀车间人教版化学选修四
7、第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用2.金属电镀金属电镀电镀池的构成铁件上镀铜铁件上镀铜CuSO4溶液溶液阴极材料：Fe，电极反应式：Cu22e=Cu阳极材料：Cu，电极反应式：Cu2e=Cu2电解质溶液：CuSO4溶液。电解精炼铜后电解精炼铜后CuSO4溶液的浓度略有减小溶液的浓度略有减小 阳极反应：阳极反应：Zn2eZn2+Fe-2e-=Fe2+Ni2eNi2+Cu2eCu2+Ag、Au阴极反应：阴极反应：Cu2+2eCu阳极：粗铜阳极：粗铜 (Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、Au等等)阴极：纯铜阴极：纯铜电解液：电解液：CuSO4溶液（或溶液（或CuCl2）3.电解精炼
8、铜电解精炼铜铜精炼阳极炉车间铜精炼阳极炉车间镍铁精炼炉镍铁精炼炉3.电解精炼铜电解精炼铜电解电解2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石(1)金属冶炼的本质：金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来，电解法用于冶炼的化合物中还原出来，电解法用于冶炼活泼金属冶炼钠、钙、镁、铝这些金属活泼金属冶炼钠、钙、镁、铝这些金属金属金属Na4.电冶金电冶金4.电冶金电冶金(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。(2)工
9、业上用电解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg；用电解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。（由于AlCl3是共价化合物，无法导电）注意：注意：要点阐述要点阐述1原电池、电解池、电镀池的判断方法(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路，则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。要点阐述要点阐述2电镀铜与精炼铜的比较电镀铜电镀铜精炼铜精炼铜能量转变能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料阳极材料纯
10、铜纯铜粗铜粗铜(含锌、银、金等杂质含锌、银、金等杂质)阴极材料阴极材料镀件镀件纯铜纯铜阳极反应阳极反应Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等等阴极反应阴极反应Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液电解质溶液及其变化及其变化硫酸铜溶液硫酸铜溶液浓度保持不变浓度保持不变反应后硫酸铜溶液中混有反应后硫酸铜溶液中混有Zn2等，等，Cu2浓度减小浓度减小人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用1、工业上采用、工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO4。电解时应以电解时应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附
11、近溶液pH将将会会 ，阳极反应式为阳极反应式为 ，总电解反应式为总电解反应式为 。Fe增大增大MnO42-MnO4-+e-2K2MnO4+2H2O =2KMnO4+2KOH+H2通电通电课堂巩固课堂巩固人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用课堂巩固课堂巩固2.某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。(1)通入氢气的电极为_(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为：。(2)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜 溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)。负极H22e2O
12、H=2H2O减小人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用3.将含有将含有0.4 mol CuSO4和和0.2 mol NaCl的水溶液的水溶液1 L，用惰性电极，用惰性电极 电解一段时间后，在一个电极上得到电解一段时间后，在一个电极上得到0.3 mol Cu，另一个电极上，另一个电极上 析出气体在标准状况下的体积为析出气体在标准状况下的体积为()A4.48 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L课堂巩固课堂巩固人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用4.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可
13、用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知氧化性：Fe2+Ni2+Cu2+）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+2e=Ni B.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD课堂巩固课堂巩固人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用5.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字会出现红色字迹。则下列叙述正确的是()铂片铂片 滤纸滤纸 铅笔铅笔祝你成功祝你成功ab直流电源直流电源A.铅笔端作阳极，发生还原反应 B.铂片端作阴极，发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a点是负极，b点是正极D人教版化学选修四第三节电解原理的应用人教版化学选修四第三节电解原理的应用
