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1、第四章电化学基础第三节 电解池7/27/2021第2课时电解原理的应用1.阴离子放电的顺序：非惰性电极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞非还原性含氧酸离子根＞F-2.阳离子的放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子电解时电极产物的判断用惰性电极电解下列物质的溶液, 填表并写出电极反应电解质溶液中离子阴极产物阳极产物电解过程溶液PH值H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+OH-SO42-H+OH-Cl-Na+H+OH-Na+Cl-H+OH-K+
2、SO42-H+OH-Cu2+Cl-H+OH-Cu2+SO42-H+OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2减小增大增大增大不变增大减小电解饱和食盐水实验石墨石墨NaCl溶液【实验】以惰性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物,观察实验现象。观察到的现象:阳极:阴极:放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附近溶液变红2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解石墨石墨NaC
3、l溶液电解饱和食盐水实验二.电解原理的应用——氯碱工业阳极(石墨):2Cl—－2e—=Cl2↑【氧化反应】阴极(石墨):2H++2e—=H2↑【还原反应】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解(一)电解饱和食盐水反应原理(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+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:提示:第二个问题:精制食盐水由于粗盐中含有泥沙
4、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?电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:略过量Na2CO3溶液Na+Cl-Mg2+Ca2+Fe3+SO42-除SO42-除Ca2+Ba2+略过量NaOH溶液除Fe3+Mg2+略过量BaCl2溶液适量HCl溶液调节PH除CO32-OH-泥沙Na+Cl-Mg2+Ca2+Fe3+SO42-Na+C
5、l-Mg2+Ca2+Fe3+引入Ba2+Na+Cl-Ca2+Ba2+引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+Cl-沉降除泥沙(二)离子交换膜法制烧碱(二)离子交换膜法制烧碱1.装置阳极:金属钛网(涂有钛钌等氧化物)阴极:碳钢网(涂有镍涂层)阳离子交换膜:只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。阳极室产物:Cl2阴极室产物:NaOH、H2+-精制饱和食盐水水(含少量NaOH)Cl2H2NaOH溶液淡盐水Na+(二)离子交换膜法制烧碱含氯漂白剂有机合成、造纸玻璃、肥皂纺织、印染有机合成氯化物合成农药金属冶炼有机合成HCl盐
6、酸电解饱和食盐水(三)以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氢气液碱Cl2二.电解原理的应用——电解精炼铜电解精炼铜原理:①粗铜的溶解与纯铜的生成:阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+阴极(纯铜):Cu2++2e-=Cu②比铜活泼的金属:Zn、Fe、Ni只溶解,不析出;③比铜不活泼的金属:Au、Pt不溶解,而以单质沉积形成阳极泥;④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程。(1)阳极:镀层金属。阴极:待镀的金属制品。电镀液:用含有镀层金属离子的溶液。[过程中电镀液的浓度
7、保持不变](2)实质:阳极参加反应的电解。(3)阴极必须可以导电,且表面洁净、光滑。(4)为了使镀层均匀、美观,电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定,常制成络离子。二.电解原理的应用——电镀二.电解原理的应用——电冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段,所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法。1.钠的冶炼——电解熔融的NaCl阳极:2Cl-－2e-=Cl2↑阴极:2Na++2e-=2Na总反应:2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑电解熔融氯化钠制钠阴极:4
8、Al3++12e-=4Al阳极:6O2--12e-=3O2↑总反应:2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑2.铝的冶炼——电解熔融Al2O3烟罩阳极C电解质熔融态铝钢壳钢导电棒耐火材料阴极C铝电解槽二.电解原理的应用——电冶金思考:为什么电解熔融氧化铝不用AlC
