4.2.2 电解原理的应用 课件（共30张PPT）高中化学人教版（2019）选择性必修一
文档属性
| 名称 | 4.2.2 电解原理的应用 课件（共30张PPT）高中化学人教版（2019）选择性必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 70.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-22 21:06:03 | ||
图片预览
文档简介
(共29张PPT)
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第二课时 电解原理的应用
课前导入
课前导入
奥运金牌是纯银镀金，按照规定，镀金不低于6克；银牌则是百分之百纯银，铜牌中95%-98%的成分为铜，再加上一部分锌。预计6000枚奥运奖牌将会用去超过1吨的黄金和白银。
思考：制作奥运金牌时，如何纯银上镀金？
电解饱和食盐水（氯碱工业）
氯气和烧碱是重要的化工原料。
工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。
电解饱和食盐水（氯碱工业）
总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
电解
2Cl-+2H2O 2OH-+ Cl2↑ + H2↑
电解
【思考】根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水时，如何制得氯气和烧碱？
阴极 阳极
离子
分析电极反应
产物检验方法
总反应
电解饱和食盐水（氯碱工业）
电解饱和食盐水（氯碱工业）
Cl2
H2
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O(含少量NaOH)
阳离子交换膜
阳极金
属钛网
阴极
碳钢网
+
－
电解原理
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H2O +2e- =H2 ＋2OH－
总反应：
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯碱工业规律：
氢气烧碱出阴极，氯气阳极两相隔。
（避免Cl2与NaOH反应，防止Cl2和H2混合而引起爆炸）
补充Na+和Cl-
增强溶液导电性
能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？若不能，该怎样改进装置？
电解饱和食盐水（氯碱工业）
电解饱和食盐水（氯碱工业）
氯碱工业产品及其应用
(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白剂等。
(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、有机合成、农药等领域中广泛应用。
电镀
电镀
（1）定义：利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加工工艺。
（2）目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
镀铜
镀铬
镀镍
请应用电解原理，设计实验方案，在铁钉上镀铜。
电镀
电镀
铜板
(镀件)
CuSO4溶液
铁钉
Cu2+ +2e－＝Cu
材料 电极反应式
阳极
阴极
电镀液 ——
Cu2+ +2e-＝Cu
Cu－2e-＝Cu2+
铜板
铁钉
CuSO4溶液
（4）特点：
（3）电镀材料的选择：
阴极——镀件
电镀液——含有镀层金属离子的溶液
阳极——镀层金属
阳极本身参加电极反应；电解质溶液的浓度保持不变(电镀液的组成及酸碱性保持不变)。
电镀
一增(阴极有镀层金属沉积)，一减(阳极有镀层金属溶解)，一不变(电镀液浓度)，阴、阳质量变化要相等。
镀层阳极待镀阴，镀层离子溶液跟。我与电解共原理，浓度不变要记得。
电镀规律：
电镀
电镀金原理（含氰法）
[Au(CN) ]
2
-
e- ==
Au
2CN-
+
+
2H O
2
2e- ==
H2↑
2OH-
+
+
阴极主要电极反应
阳极
阴极
[Au(CN) ]
Au
2CN-
－ e- ==
+
-
2
4OH-
－ 4e- ==
2H2O+O2↑
阳极主要电极反应（金做阳极）
电镀
孙淑兰 (1942- )
景泰蓝制作高级工程师
景泰蓝
上世纪70年代，研究出亚硫酸无氰镀金法，形成一条无氰镀金流水线，填补了我国无氰镀金的空白，后荣获国家科技进步奖。
[Au(SO ) ]
2
3
3-
e
-
+
Au
+
2SO
2-
3
阴极主要反应
电解精炼铜
铜导线
黄铜矿（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）
精炼
电解精炼铜
（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）
活性电极放电顺序：
Zn > Fe > Ni > Cu > Ag > Au
Cu－2e-＝Cu2+
1、含义：利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去，以获得电解铜(含Cu的质量分数达99．95％～99．98％)的过程。
2、目的：制得电解铜，以增强铜的导电性
电解精炼铜
材料 电极反应式
阳极
阴极
电解液 ——
Cu2+ +2e- ＝Cu
①Zn－2e-＝Zn2+ ②Fe－2e-＝Fe2+
③Ni－2e-＝Ni2+ ④
粗铜
精铜
CuSO4溶液
电解精炼过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？
需定期补充电解液
Cu－2e-＝Cu2+
阴阳两电极的质量差有何变化？阳极泥有何作用？
阳极减轻，阴极增重；提炼贵金属、稀有金属、其他有价金属
电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，所以通过电解冶炼金属是重要的方法。且活泼金属（如K、Ca、Na、Mg、Al）是唯一可行的工业方法。
得电子，被还原
Mn+ M
+ne-
正价
0价
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来
电冶金
2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑
MgCl2 (熔融) Mg + Cl2↑
2Al2O3 (熔融) 4Al + 3O2↑
电解
冰晶石
助熔剂：冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)降低Al2O3的熔点
PS：(1)电解法制钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。
(2)工业上用电解熔融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）
电冶金
熔融NaCl
阴极
阳极
e-
e-
Na+
Cl-
2Cl- － 2e- == Cl2
Na++ e- == Na
氧化反应
还原反应
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
电解
归纳总结
电解原理的应用
电解饱和食盐水
电镀
电解精炼
电冶金
原理
现象及检验
离子交换膜
产品及应用
定义
目的
电镀池构成
特点
原理
本质
工业电解熔融氯化钠
随堂训练
1. 下列叙述错误的是（ ）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
C
随堂训练
2. 利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）
A. 电解时以精铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu = Cu2+ + 2e-
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
D
随堂训练
3. 下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．在冶金工业上，常用电解法制取钠、镁、铝等金属
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
A
随堂训练
4. 下列关于电解氯化钠水溶液（两根石墨棒作电极）的叙述正确的是（ ）
A. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
C. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
B
随堂训练
5. 关于下列各图的说法中，正确的是（ ）
A．①中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体
B．②中待镀铁制品应与电源正极相连
C．③中电子由b极流向a极
D．④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
D
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第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第二课时 电解原理的应用
课前导入
课前导入
奥运金牌是纯银镀金，按照规定，镀金不低于6克；银牌则是百分之百纯银，铜牌中95%-98%的成分为铜，再加上一部分锌。预计6000枚奥运奖牌将会用去超过1吨的黄金和白银。
思考：制作奥运金牌时，如何纯银上镀金？
电解饱和食盐水（氯碱工业）
氯气和烧碱是重要的化工原料。
工业上利用电解饱和食盐水制氯气和烧碱，称为氯碱工业。
电解饱和食盐水（氯碱工业）
总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
电解
2Cl-+2H2O 2OH-+ Cl2↑ + H2↑
电解
【思考】根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水时，如何制得氯气和烧碱？
阴极 阳极
离子
分析电极反应
产物检验方法
总反应
电解饱和食盐水（氯碱工业）
电解饱和食盐水（氯碱工业）
Cl2
H2
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O(含少量NaOH)
阳离子交换膜
阳极金
属钛网
阴极
碳钢网
+
－
电解原理
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H2O +2e- =H2 ＋2OH－
总反应：
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯碱工业规律：
氢气烧碱出阴极，氯气阳极两相隔。
（避免Cl2与NaOH反应，防止Cl2和H2混合而引起爆炸）
补充Na+和Cl-
增强溶液导电性
能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？若不能，该怎样改进装置？
电解饱和食盐水（氯碱工业）
电解饱和食盐水（氯碱工业）
氯碱工业产品及其应用
(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白剂等。
(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、有机合成、农药等领域中广泛应用。
电镀
电镀
（1）定义：利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加工工艺。
（2）目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
镀铜
镀铬
镀镍
请应用电解原理，设计实验方案，在铁钉上镀铜。
电镀
电镀
铜板
(镀件)
CuSO4溶液
铁钉
Cu2+ +2e－＝Cu
材料 电极反应式
阳极
阴极
电镀液 ——
Cu2+ +2e-＝Cu
Cu－2e-＝Cu2+
铜板
铁钉
CuSO4溶液
（4）特点：
（3）电镀材料的选择：
阴极——镀件
电镀液——含有镀层金属离子的溶液
阳极——镀层金属
阳极本身参加电极反应；电解质溶液的浓度保持不变(电镀液的组成及酸碱性保持不变)。
电镀
一增(阴极有镀层金属沉积)，一减(阳极有镀层金属溶解)，一不变(电镀液浓度)，阴、阳质量变化要相等。
镀层阳极待镀阴，镀层离子溶液跟。我与电解共原理，浓度不变要记得。
电镀规律：
电镀
电镀金原理（含氰法）
[Au(CN) ]
2
-
e- ==
Au
2CN-
+
+
2H O
2
2e- ==
H2↑
2OH-
+
+
阴极主要电极反应
阳极
阴极
[Au(CN) ]
Au
2CN-
－ e- ==
+
-
2
4OH-
－ 4e- ==
2H2O+O2↑
阳极主要电极反应（金做阳极）
电镀
孙淑兰 (1942- )
景泰蓝制作高级工程师
景泰蓝
上世纪70年代，研究出亚硫酸无氰镀金法，形成一条无氰镀金流水线，填补了我国无氰镀金的空白，后荣获国家科技进步奖。
[Au(SO ) ]
2
3
3-
e
-
+
Au
+
2SO
2-
3
阴极主要反应
电解精炼铜
铜导线
黄铜矿（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）
精炼
电解精炼铜
（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）
活性电极放电顺序：
Zn > Fe > Ni > Cu > Ag > Au
Cu－2e-＝Cu2+
1、含义：利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去，以获得电解铜(含Cu的质量分数达99．95％～99．98％)的过程。
2、目的：制得电解铜，以增强铜的导电性
电解精炼铜
材料 电极反应式
阳极
阴极
电解液 ——
Cu2+ +2e- ＝Cu
①Zn－2e-＝Zn2+ ②Fe－2e-＝Fe2+
③Ni－2e-＝Ni2+ ④
粗铜
精铜
CuSO4溶液
电解精炼过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？
需定期补充电解液
Cu－2e-＝Cu2+
阴阳两电极的质量差有何变化？阳极泥有何作用？
阳极减轻，阴极增重；提炼贵金属、稀有金属、其他有价金属
电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，所以通过电解冶炼金属是重要的方法。且活泼金属（如K、Ca、Na、Mg、Al）是唯一可行的工业方法。
得电子，被还原
Mn+ M
+ne-
正价
0价
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来
电冶金
2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑
MgCl2 (熔融) Mg + Cl2↑
2Al2O3 (熔融) 4Al + 3O2↑
电解
冰晶石
助熔剂：冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)降低Al2O3的熔点
PS：(1)电解法制钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。
(2)工业上用电解熔融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）
电冶金
熔融NaCl
阴极
阳极
e-
e-
Na+
Cl-
2Cl- － 2e- == Cl2
Na++ e- == Na
氧化反应
还原反应
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
电解
归纳总结
电解原理的应用
电解饱和食盐水
电镀
电解精炼
电冶金
原理
现象及检验
离子交换膜
产品及应用
定义
目的
电镀池构成
特点
原理
本质
工业电解熔融氯化钠
随堂训练
1. 下列叙述错误的是（ ）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
C
随堂训练
2. 利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）
A. 电解时以精铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu = Cu2+ + 2e-
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
D
随堂训练
3. 下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．在冶金工业上，常用电解法制取钠、镁、铝等金属
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
A
随堂训练
4. 下列关于电解氯化钠水溶液（两根石墨棒作电极）的叙述正确的是（ ）
A. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
C. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
B
随堂训练
5. 关于下列各图的说法中，正确的是（ ）
A．①中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体
B．②中待镀铁制品应与电源正极相连
C．③中电子由b极流向a极
D．④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
D
谢谢观看SHUAN Q for watching！