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1、第二节 氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理:【实验43】电解饱和食盐水现象:阳极产生Cl2 阴极产生H2 和酚酞变红【问题】写出是极反应式,电解总反应方程式;为什么NaOH 在阴极区产生?若产生1molH2,则产生Cl2、NaOH各几g?电子转移几mol?装置电极反应及总反应:阳极反应:2Cl2e Cl2(氧化反应)阴极反应:2H+2eH2(还原反应)总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2电解阴极区阳极区 总反应离子方程式:2Cl+2H2O 2OH+H2+Cl2电解二、离子交换膜法制烧碱:1、离子交换膜电解槽的组成:由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电
2、铜棒等组成;每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成;装置2、阳离子交换膜的作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl、OH)和气体通过。可防止H2、Cl2混合爆炸,也可防止Cl2与NaOH反应。3、食盐的精制:(1)粗盐的成份:泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质,会与碱性物质反应产生沉淀,损坏离子交换膜;(2)杂质的除去过程:粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+精制盐水Na+ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo电解饱和食盐水实验装置H+OH 阴极H2Fe阳极Cl2Cooooooooooooooo
3、ooooooooe-e-单击电子流动+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)离子交换膜 阳 极金属钛网阴 极碳钢网电解、电镀 原电池化学能 电能原电池电子从负极流向正极;负极发生氧化反应,正极发生还原反应;两导体连接后同时浸入电解质溶液中。单元小结及练习讲评正极:金属或其它导体,并在导体上发生还原反应;负极:能发生氧化反应的物质或导体;如比正极 活泼 的金属,或氢气、甲烷等;电解池外接电源的阴、阳极导体连接后插入电解质溶液中电子从负极流向阴极,经溶液中的离子导电后,由阳极流回电源正极;阴极发生还原反应,阳极发生氧化反;电镀池应用电解原理
4、,要求镀件在阴极,镀层金属作阳极,电解质溶液(电镀液)含镀层金属离子 电解质溶液导电作用;一般阴离子移向负极(因负极有阳离子产生),阳离子移向正极起导电作用或在正极获得电子;金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子;H(水)阴极:阳极:金属(除Pt、Au外)S2IBrCl OH(水)NO3SO42F 放电顺序电解质变化,溶剂不变:CuCl2、HCl电解原理应用电解溶质和水:NaCl、CuSO4、AgNO3电解水:Na2SO4、H2SO4、NaOH电解质和溶剂均不变:电解精炼铜、电镀熔融电解:NaCl、MgCl2、Al2O3关系式:O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH PH 计算及pH变化例:用
5、石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气体,则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为()A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol,电子为0.4mol则H2为0.1mol,所以Cu为0.1mol,浓度为A例例(90MCE)将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解,通电一段时间后,某电极增重0.064g(不考虑其它反应及溶液体积的变化)。此时溶液中氢离子浓度约为()A 4103molL1 B 2103molL1 C 1103molL1 D 1107molL1 Cu2+2H+/0.5L=4103molL1例:某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O,式量为242,将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液,用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时,溶液中金属离子全部析出,此时阴极增重0.32g。求:金属M的相对原子质量及 x、n 值;电解溶液的pH(溶液体积仍为100mL)。Mx+xe-=M0.005mol 0.01mol 0.32g所以:x=2 ;M=64 ;n=3产生H+为0.01mol,pH=1