高二理科班化学 电解原理及应用.ppt

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1、电解原理及其应用一、电解原理使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。注意：①电流必须是直流而不是交流。②熔融态的离子化学物也能被电解。第一节电解原理1、电解原理③用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。④阴极上放电的先后顺序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；阳极上放电的先后顺序是：活泼金属电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞(F－、NO3－、SO42

2、-等)（惰性电极）电解原理及其应用一、电解原理第一节电解原理1、电解原理2、电解池:把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。构成电解池的条件（1）直流电源。（2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。（3）电解质溶液或熔融态离子化学物。分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。研究两池的关系（结构、原理）。电解原理及其应用一、电解原理第一节电解原理1、电解原理2、电解池二、铜的电解精炼说明：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

3、：Zn－2e－＝Zn2＋Ni－2e－＝Ni2＋但是它们的阳离子比铜离子难以还原，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）电解原理及其应用一、电解原理第一节电解原理1、电解原理2、电解池二、铜的电解精炼三、电镀铜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

4、面硬度。③原理：与电解精炼铜的原理是一致的④条件：镀件金属作阴极；镀层金属作阳极；含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的组是（）组号XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体C练习第二节氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理二、离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱a、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。b、离

5、子交换膜的作用：ⅰ防止氯气和氢气混合而引起爆炸。ⅱ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。c、生产流程1．用什么方法除去泥沙？2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？思考：粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量BaCl2Ba2++SO42-=BaSO4Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-BaSO4CaCO3BaCO3过量Na2CO3Na+、Ca2+、Cl-、OH-过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Na+、Cl-、OH-、CO32-精制食盐水适量

6、HCl,调节PH通过阳离子交换树脂Na+、Cl-①加入稍过量BaCl2溶液②加入稍过量的NaOH溶液③加入稍过量的Na2CO3溶液④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等）；⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，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）。精制食盐水的操作步骤:1、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。求电解后溶液的pH。有关电解的计算——电子守恒法解析：阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极Cu2+

7、+2e-=Cu2H++2e=H2↑n(Cu2+)×2+0.5mol×2=0.5mol×4n(Cu2+)=0.5molCu2+～2H+C(H+)=1mol/LpH=0高三第四单元电解原理及其应用一、电解原理第一节电解原理1、电解原理2、电解池二、铜的电解精炼三、电镀铜第二节氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理二、离子交换膜法制烧碱