電解原理應用 第二節氯堿工業 學習目標 鞏固電解原理 理解電鍍銅 電解精煉銅等電解原理的應用 掌握電解飽和食鹽水的原理 離子交換膜法制燒堿的原理學會電解的有關計算方法 復習 當用石墨做電極 電解不同的電解質時有什么規律 s2 i br cl oh 含氧酸根 f ag fe3 cu2 h fe2 zn2 h al3 mg2 na 與 區 電解電解質型 與 區 放氫生堿型 與 區 放氧生酸型 與 區 電解水型 用陽極x和陰極y電解z的水溶液 電解一段時間 再加入w 能使溶液恢復到電解前的狀態 符合題意的組是 c 練習 2 寫出用粗銅 含zn fe 做陽極 純銅做陰極 氯化銅溶液為電解液的電解方程式 3 寫出用銅做陽極 鐵做陰極 氯化銅溶液為電解液的電解方程式 答案 答案 一 電解原理的應用 2 電鍍銅 1 電解精煉銅 電鍍池設計要求 陰極 待鍍金屬陽極 鍍層金屬電鍍液 含有鍍層金屬離子的電解質配成溶液 粗銅的溶解與純銅的生成 陽極 粗銅 cu 2e cu2 陰極 純銅 cu2 2e cu 比銅活潑的金屬 zn fe ni只溶解 不析出 比銅不活潑的金屬 au pt 不溶解 而以單質沉積形成陽泥 電解質溶液中cuso4的濃度基本不變 惰性電極pt au c ti 或活性電極 惰性 活性電極均可 任意 鍍層金屬 m 鍍件 含鍍層金屬離子 mn 粗銅 含zn fe ni ag pt au等 精銅 cuso4溶液 易放電的陰離子首先放電 或電極參與反應 易放電的陽離子首先放電 m ne mn mn ne m cu2 2e cu ag pt au以金屬單質沉積于陽極 成為 陽極泥 改變 不變 基本不變 cu 2e cu2 zn 2e zn2 fe 2e fe2 等 陰極 陽極 總反應方程式 2h 2e h2 2cl 2e cl2 3 電解飽和食鹽水反應原理 上述裝置的弱點 h2和cl2混合不安全 cl2會和naoh反應 會使得到的naoh不純 離子交換膜電解槽的簡單構造如何 離子交換膜的作用是什么 工業制堿的簡單生產流程怎樣 閱讀教材并思考 4 離子交換膜法制燒堿 原理 4 離子交換膜法制燒堿 1 生產設備名稱 離子交換膜電解槽陽極 金屬鈦網 涂鈦釕氧化物 陰極 碳鋼網 有鎳涂層 陽 離子交換膜 只允許 陽 離子通過 把電解槽隔成陰極室和陽極室 2 離子交換膜的作用 防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸 避免氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產量 3 生產流程 1 用什么方法除去泥沙 2 用什么試劑除去ca2 mg2 fe3 so42 3 所用試劑只有過量才能除凈這些雜質 你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎 思考 如何由粗鹽水精制食鹽水 粗鹽水 ca2 mg2 fe3 so42 ba2 so42 baso4 na ca2 mg2 fe3 ba2 cl baso4 ca2 co32 caco3 ba2 co32 baco3 caco3baco3 過量na2co3 na ba2 ca2 cl oh mg2 2oh mg oh 2 fe3 3oh fe oh 3 過量naoh fe oh 3mg oh 2 na cl oh co32 適量hcl 調節ph 通過陽離子交換樹脂 除去微量金屬陽離子 na cl 精制食鹽水 加入稍過量的naoh溶液 加入稍過量bacl2溶液 其中 順序可以交換 加入稍過量的na2co3溶液 過濾 除去mg oh 2 fe oh 3 baso4 caco3 baco3及泥沙等 在濾液中加適量鹽酸 除去過量的co32 調節溶液的ph 通過陽離子交換樹脂 除去殘留的微量ca2 mg2 等離子 精制食鹽水的操作步驟 由電解飽和食鹽水制取燒堿的設備 討論如何以硫酸鈉為原料生產硫酸和氫氧化鈉 討論 演示 5 活潑金屬的制備 石墨 al 熔融的al2o3 陽極 2o2 4e o2 陰極 al3 3e al 總反應方程式 2al2o3 4al 3o2 mgcl2 mg cl2 2nacl 2na cl2 能否用置換反應來制備單質鋁 為什么 鋁電解槽 煙罩 6 金屬的防護 金屬腐蝕的快慢程度 電解池的陽極 原電池的負極 化學腐蝕 原電池的正極 電解池的陽極 二 電解計算 電子守恒法練習 鉑電極電解1lcu no3 2和kno3混合溶液 通電一段時間 兩極均產生11 2l s t p 氣體 求電解后溶液的ph cu2 得電子數 h 得電子數 oh 失電子總數n cu2 2 0 5 2 0 5 4n cu2 0 5molcu2 2h c h 1mol lph 0 解析 陽極4oh 4e 2h2o o2 陰極cu2 2e cu2h 2e h2 小結 電解原理的應用 1 電鍍銅2 電解精煉銅3 電解飽和食鹽水4 離子交換膜法制燒堿5 活潑金屬的制備6 金屬的防護 電解的有關計算 電子守恒法2 2 o2 2cu 4ag 練習1 請觀察下列實驗裝置圖 指出各裝置的名稱 電解池 電鍍池 nacl溶液硫酸溶液 原電池 課堂練習 cu zn c cu fe fe 粗cu cuso4溶液 精cu 精煉池 a b c d cuso4溶液 電解池 原電池 陰極 陽極 練習2 判斷下列裝置各屬于什么池 正極 負極 練習3 如下圖兩個電解槽中 a b c d均為石墨電極 如果電解過程中共有0 02mol電子通過 下列敘述中正確的是 a 甲燒杯中a極上最多可析出銅0 64gb 甲燒杯中b極上電極反應式為 4oh 4e 2h2o o2 c 乙燒杯中滴入酚酞試液 d極附近變紅d 乙燒杯中c極上發生還原反應 c 此電池放電時 負極發生反應的物質為a agb zn oh 2c ag2od zn 充電 放電 2ag zn oh 2 ag2o zn h2o 銀鋅電池廣泛用于電子儀器的電源 它的充電和放電過程可表示為 d 4 拓展練習 1 電解液中含有k cl so42 oh 少量 cu2 h 少量 用兩個石墨棒作電極電解 開始時陽極上電極反應式是 陰極上電極反應式是 改用兩個銅棒作電極電解時 則陽極變化是 陰極上電極反應式是 電極反應式是 強化練習 2 盡可能多地舉例 a極變細 b極變粗 a極變細 b極有氣泡 a極變粗 b極有氣泡 a極有氣泡 b極有氣泡 且氣體體積比為2 1a極有氣泡 b極有氣泡 陰極加酚酞變紅a極有氣泡 b極有氣泡 陽極加酚酞變紅 3 蓄電池使用日久后 正負極標志模糊 現根據下列兩種條件 如何來判別正負極 利用氯化銅溶液 兩根帶有銅導線的碳棒 利用硫酸銅溶液 兩根銅導線 利用日常生活用品 再見 鍍銅反應原理陽極 純銅 陰極 鍍件 電解液 電鍍 利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程 優點 使金屬更加美觀耐用 增強防銹抗腐能力 電鍍池設計要求 待鍍金屬作陰極 鍍層金屬作陽極 電解質溶液用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液 練習 設計電鍍池完成給鐵鍍鋅 返回 cu 2e cu2 cu2 2e cu 可溶性銅鹽溶液 如cuso4溶液 電解精煉反應原理 電解精煉銅 粗銅中含zn fe ni ag pt au等陽極 粗銅 陰極 精銅 電解液 得電子能力 zn2 ni2 cu2 留在電解質溶液中 失電子能力ag pt au cu以金屬單質沉積于陽極 成為 陽極泥 cu 2e cu2 zn 2e zn2 fe 2e fe2 等 cu2 2e cu 可溶性銅鹽溶液 如cuso4 電解精煉銅原理 總結 粗銅的溶解與純銅的生成 陽極 粗銅 cu 2e cu2 陰極 純銅 cu2 2e cu 比銅活潑的金屬 zn fe ni只溶解 不析出 比銅不活潑的金屬 au pt 不溶解 而以單質沉積形成陽極泥 電解質溶液中cuso4的濃度基本不變 返回 某學生想制作一種家用環保型消毒液