电解原理应用(共25张PPT)

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２、活泼金属的制备
能否用置换反应来制备单质铝？为什么？
Al
熔融的AL2O3
石墨 阳极： 2O2——4e— == O2↑
阴极： Al3++ 3e— == Al
总反应方程式：
通电
2Al2O3
==
熔融
4Al + 3O2↑
MgCl2 2NaCl
通电
== Mg + Cl2 ↑
熔融
通电 == 2Na + Cl2 ↑
2NaCl == 2Na + Cl2 ↑ Na+、 Ba2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型
2Cl- -2e- = Cl2↑ 以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两极上又分别发生什么变化？ 成次氯酸钠影响氢氧化钠的 以石墨为电极，电解熔融的NaCl，两极上分别发生什么变化？
金属腐蚀的快慢程度：
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电解原理应用
第二节 氯碱工业
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复习: 当用石墨做电极，电解不同的
电解质时有什么规律？
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S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
Ⅰ
Ⅱ
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg
2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 Ⅰ与Ⅲ区：电解电解质型
（少量）、Cu2+、H+（少量）
⑴用两个石墨棒作电极电解，开始时 阳极上电极反应式是___________；
阴极上电极反应式是____________
⑵改用两个铜棒作电极电解时，则
阳极变化是_______________，
电极反应式是____________； 阴极上电极反应式是____________。
(2)
C(H+)=1mol/L pH=0
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五、课堂练习
1.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。
A
B
C
D
精Cu 粗Cu C
Fe
Fe Cu
Zn Cu
CuSO4溶液
精炼池
NaCl溶液
电解池
硫酸溶液 CuSO4溶液
原电池
电镀池
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2
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3、判断下列装置各属于什么池？
适量HCl,调节PH
Na+、 Cl-
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CaCO3
BaCO3
三、精制食盐水的操作步骤
①加入稍过量的NaOH溶液（除Mg2+、Fe3+）
②加入稍过量BaCl2溶液(除SO42- ） （其中①、②顺序可以交换。)
③加入稍过量的Na2CO3溶液（除Ca2+ 、 Ba2+ ）
④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3
纯。
思考：装置如何改进？
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二、离子交换膜法制烧碱
阅读教材并思考：
①离子交换膜电解槽的简单构造如何?
②离子交换膜的作用是什么?
③工业制碱的简单生产流程怎样?
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二、离子交换膜法制烧碱
（1）生产设备名称： 离子交换膜电解槽
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极：碳钢网(有镍涂层)
（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：
①防止氯气和氢气混合而引起
爆炸。
②避免氯气与氢氧化钠反应生
成次氯酸钠影响氢氧化钠的 产量。
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（3）生产流程
－
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思考：如何由粗盐水精制食盐水？
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三、精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-） 过量BaCl2
Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl-
过量NaOH
BaSO4
Fe(OH)3 Mg(OH)2
Na+、 Ba2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-
过量Na2CO3
Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-
通过阳离子交换树 脂(除去微量金属 阳离子)
①离子交换膜电解槽的简单构造如何?
2+
②离子交换膜的作用是什么?
③工业制碱的简单生产流程怎样?
解析：阳极 4OH -4e =2H O+O ↑ - NAga+2>CFOe33溶+>液C必u2须+>在HB+a>CFel22溶+>液Z之n2后+>。H+>Al3+>-Mg2+>Na+
Al3++ 3e— == Al
５、银锌电池广泛用于电子仪器的电 源，它的充电和放电过程可表示为： D
2Ag + Zn(OH)2
充电 放电
Ag2O + Zn + H2O
此电池放电时，负极发生反应的物质为
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
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７、强化练习： 1.电解液中含有K+、Cl —、SO42—、 OH —
负极 正极
阳极 阴极
原电池
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电解池
４、 如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如
果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是
(
C)
B.甲烧杯中B极上电极反应式为：
4OH- -4e—=2H2O+O2↑
C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红
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3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘化钾试纸 分别放在阴阳两极试管口上方。 4、接通电源。
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实验现象及结论：
1．两极均产生气体。 2．阴极区附近溶液出现红色，有碱 生成。
3．阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有 刺激性气味的气体，分析应是Cl2。
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分析：电解饱和食盐水反应原理
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型
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复习
以石墨为电极，电解熔融的NaCl，两 极上分别发生什么变化？
以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两 极上又分别发生什么变化？
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一、电解饱和食盐水
实验4—3
实验步骤：
1、按装置图安装好仪器。 2、向U型管中注入饱和食盐水。
2
2
①离子交换膜电解槽的简单构造如何?
阴极 Cu +2e =Cu ②离子交换膜的作用是什么?
③工业制碱的简单生产流程怎样?
2+ -
2H++2e=H2↑
2．阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。
Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-
⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等
以石墨为电极，电解熔融的NaCl，两极上分别发生什么变化？
熔融
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３、金属的防护
-
+

+
-
C Fe 当用石墨做电极，电解不同的电解质时有什么规律？
以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两极上又分别发生什么变化？
C
离子交换膜电解槽
Ⅰ与Ⅲ区：电解电解质型
Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-
海水 3．阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有刺激性气味的气体，分析应是Cl2。
阴极： 2H+ + 2e- = H2↑ 阳极： 2Cl- -2e- = Cl2↑
总反应方程式：
电解 2H2O + 2Cl- = H2↑ + Cl2↑ + 2OH-
电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
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思考：此装置有哪些缺点？
1、H2和Cl2 混合不安全。 2、Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不
及泥沙等）；
⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—、 OH-调节溶液的 pH）；
⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等
离子）。
Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后。
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拓展
１、由电解饱和食盐水制取烧碱的设 备，讨论如何以硫酸钠为原料生产硫酸 和氢氧化钠？
演示
(1) n(Cu )=0.5mol ⑴用两个石墨棒作电极电解，开2始+时
2．阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。
c(Cu2+
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两极上又分别发生什么变化？
练习： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.
Fe 海水
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀 >原电池的正极>电解池的阳极
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四、电解计算——电子守恒法
练习： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶
液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.
求电解后(1) 溶液的pH. c(Cu ); (2) 能否用置换反应来制备单质铝？为什么？