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1、第四章化学反应与电能第二节 电解池 第二课时 电解原理的应用学习目标1、理解并掌握电解电解饱和食盐水(氯碱工业)、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会书写电极方程式和总方程式。电解饱和食盐水电解饱和食盐水食盐水中的离子：H、Na、Cl、OH现象：阴极有无色气体产生阴极端溶液变红，阳极产生的黄绿色气体能使淀粉KI溶液变蓝。知识回顾阳极反应：2Cl2e=Cl2ClOH阳极离子放电顺序：阴极反应：2H2O2e=H22OHHNa阴极离子放电顺序：总反应化学方程式：2NaCl2H2O 2NaOHCl2H2电解解2Cl2H2O H2Cl22OH电解解装置缺点：1、H2和Cl2 混合不安全；2、Cl2会和Na
2、OH反应，会使得到的NaOH不纯。新知探究（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢网 阳极：钛网阳离子交换膜：（2）离子交换膜的作用：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。a、防止氢气和氯气混合；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水（氯碱工业离子交换膜法制烧碱）新知探究+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH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 极碳钢网阳极室阴极室阴极室中加入NaOH是为了增强导电性只允许阳离子、水分子通过【思考】换成阴离子交
3、换膜可否？粗盐的成份：含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42等杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水知识回顾【例1】目前电解法食盐水制烧碱通常采用离子交换膜法，阳(阴)离子交换膜不 允许阴(阳)离子通过。则下列叙述中错误的是()ANaOH、H2均在区产生B图中a为阴离子交换膜C使用离子交换膜可以有效地隔离 NaOH和Cl2，阻止二者之间的反应D电解时往区的溶液中滴加几滴 甲基橙，溶液先变红后褪色B新知演练、概念：2、电镀电镀是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过程。二、电解
4、原理的应用新知探究目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。、电镀池形成条件+镀件镀件镀层金属含镀层金属离子的盐溶液、镀件作阴极、镀层金属作阳极、含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液、电镀的特点电镀液的组成、浓度及酸碱性保持不变2、电镀二、电解原理的应用新知探究阳极：阳极：纯铜板纯铜板阴极：阴极：铁片铁片电镀液：电镀液：硫酸铜溶液硫酸铜溶液铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极方程式：电极方程式：阳极：阳极：阴极：阴极：Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu 示例：铁片电镀铜 画出电镀池，书写电极方程式。新知演练【例2】在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是()将铜片接在电源的正极
5、 将银片接在电源的正极 在铜片上发生的反应是Age=Ag 在银片上发生的反应是4OH4e=O22H2O 可用CuSO4溶液作电解质溶液 可用AgNO3溶液作电解质溶液 A B C DC新知演练3、铜的电解精炼、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+纯铜纯铜粗铜粗铜CuSO4溶液溶液、粗铜的精炼对电解池的要求以粗铜为阳极一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。以纯铜为阴极 以CuSO4溶液为电解液进行电解二、电解原理的应用新知探究粗铜 含杂质(Zn
6、 Fe Ni Ag Au等)阳极：阳极：Zn-2e-=Zn2+Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极:阳极泥思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？阳极泥:不活泼金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,阳极泥中可以提取贵金属(3)、电极反应Fe-2e-=Fe2+Ni -2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu Zn2+Fe2+Ni2+Cu2+3、铜的电解精炼二、电解原理的应用新知探究Cu2+的浓度有所下降。【例3】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是()(已知氧化性：Fe2+Ni2+Cu2+)
7、A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+2e=NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD新知演练电解池电解精炼池电镀池定义形成条件电极名称电极反应将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些金属表面应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。镀上一层其它金属的装置。两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶液电极插人电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极待镀金属镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极接电源负极电镀液须含有镀层金
8、属的离子电镀液须含有镀层金属的离子阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯金属的离子金属的离子阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应课堂小结电解是最强
9、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Ca、Na、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）二、电解原理的应用新知探究K、Ca、Na、Mg、Al 等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。原理：Mn+ne-=M(1)制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2Na+2e-=2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na +Cl2 NaCl=Na+Cl-Cl-Na+4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）二、电解原理的应用新知探究电解熔
10、融氯化钠制钠4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）二、电解原理的应用新知探究(2)制取金属镁电解熔融状态的氯化镁。通直流电后，阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：Mg2+2e-=Mg总反应：MgCl2(熔融)Mg+Cl2 MgCl2=Mg2+2Cl-Cl-Mg2+4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）二、电解原理的应用新知探究(3)制取金属铝电解熔融状态的氧化铝阳极：6O 2-12e-=3O2阴极：4Al 3+12e-=4Al总反应：2Al2O3(熔融熔融)4Al +3O2 冰晶石Al2O3=2Al 3+3O 2-O 2-Al 3+助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充【思考】工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）二、电解原理的应用新知探究因为氧化镁的熔点比氯化镁高很多，浪费了能量；氯化铝是共价化合物，共价化合物为分子晶体，不能电解，而氧化铝是离子化合物，可电解。与电源正极相连阳极阴极与电源负极相连发生氧化反应阳离子移向阴离子移向发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、粗铜精炼、电冶金课堂小结