1、12二、電解原理的應用及計算二、電解原理的應用及計算3電解飽和食鹽水反應原理電解飽和食鹽水反應原理思考思考:（1）電解池的兩極各產生什么現象）電解池的兩極各產生什么現象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會若在兩極附近均滴加酚酞試液，會有什么現象有什么現象?（2）怎樣初步檢驗兩極產物的生成）怎樣初步檢驗兩極產物的生成?（3）結合教材，分析產生這種現象）結合教材，分析產生這種現象的原因。的原因。 在在U型管里裝入飽和食型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽鹽水，用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極。極，一根鐵棒作陰極。接通直流電源接通直流電源實驗裝置實驗裝置41.電解食鹽水電解食鹽水現象：現象：陽極：有氣泡

2、產生，陽極：有氣泡產生，使濕潤的淀粉使濕潤的淀粉KI溶液變藍溶液變藍陰極：有氣泡產生，陰極：有氣泡產生，滴加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅陽極：陽極：2Cl-2e- =Cl2陰極：陰極：2H+2e- =H2總式：總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(條件條件:通電通電)實驗裝置實驗裝置5（1）生產設備名稱：離子交換膜電解槽）生產設備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陰極：碳鋼 陽極：鈦陽極：鈦陽離子交換膜：只允許陽離子通過陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl、OH離子和氣體不能通過離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成，把電解槽隔成陰極室和陽極室。陰極室和陽極室。 （2）離子交換膜的作

3、用：）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成 ，而影響，而影響氫氧化鈉的產量。氫氧化鈉的產量。氯堿工業氯堿工業:離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿6+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極金屬鈦網金屬鈦網陰陰 極極碳鋼網碳鋼網陽陽極極室室陰陰極極室室7粗鹽的成份：粗鹽的成份： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質，會與雜質，會與堿性物質反應產生沉淀，損壞

4、離子交換膜堿性物質反應產生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水精制食鹽水雜質的除去過程：雜質的除去過程：粗鹽水粗鹽水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制鹽水鹽水)SO(BaCl242除過量)(除泥沙及沉淀過濾)Ba.Ca(CONa2232除過量)CO(23除適量鹽酸)Mg.Ca(22除陽離子交換塔)Fe.Mg(NaOH32除過量82.2.銅的電解精煉銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業

5、的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅粗銅 含雜質含雜質(Zn Fe Ni Ag Au 等等)純銅純銅粗銅粗銅陽極：陽極： Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni CuAg Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- Cu陽極泥陽極泥問：電解完后，問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液溶液93. 3. 電鍍電鍍電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，它是電解原理的電鍍是利用電解原理

6、在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，它是電解原理的又一重要應用。又一重要應用。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強防銹抗腐能力電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發生腐蝕的一種最常常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。鐵鐵片片銅銅片片硫酸銅溶液硫酸銅溶液電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 或惰性電極或惰性電極 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金

7、屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。 溶液中溶液中CuSO4的濃度保持不變的濃度保持不變或變小或變小10陽極：陽極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al4.冶煉鋁冶煉鋁通電通電總式：總式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理:助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽極材料陽極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補充和熔融氧化鋁需要定期補充思考思考:工業上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而工業上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用不用AlCl3?11冶煉鋁設備圖冶煉鋁

8、設備圖陽極陽極C電解質電解質煙罩煙罩熔融熔融態鋁態鋁鋼殼鋼殼鋼導電棒鋼導電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料12電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池定義定義形成形成條件條件電極電極名稱名稱電極電極反應反應將電能轉變成化學能將電能轉變成化學能的裝置。的裝置。應用電解原理在某些應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。它金屬的裝置。兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插人電解質溶液電極插人電解質溶液形成閉合回路形成閉合回路鍍層金屬接電源正極鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極待鍍金屬接電源負極電鍍液須含有鍍

9、層金電鍍液須含有鍍層金屬的離子屬的離子陽極：電源正極相連陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連陰極：電源負極相連陽極：鍍層金屬；陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件陽極：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應應用電解原理將不純應用電解原理將不純的金屬提純的裝置。的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極不純金屬接電源正極純的金屬接電源負極純的金屬接電源負極電解質溶液須待提純電解質溶液須待提純金屬的離子金屬的離子陽極：不純金屬；陽極：不純金屬；陰極：純金屬陰極：純金屬陽極：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應131. a

10、、b哪一極為正極？哪一極為正極？2. 若要給鐵叉鍍鋅，若要給鐵叉鍍鋅， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？3. 若要給鐵叉鍍金，若要給鐵叉鍍金， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？思考思考:e-14 電解計算電解計算電子守恒法電子守恒法例一例一 ： 鉑電極電解鉑電極電解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通電一段時間通電一段時間,兩極均產生兩極均產生11.2L(S.T.P)氣體氣體.求電解后溶液的求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物并確定析出銅的物質的量質的量.解析：陽極解析：陽極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極陰

11、極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽極轉移電子的物質的量為陽極轉移電子的物質的量為: 0.54 = 2mol,消耗消耗4OH- 2mol,即產生即產生H+ 2mol. 陰極生成陰極生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2轉移的電子轉移的電子:0.5 2=1mol,故還有故還有1mole- 用于還原用于還原Cu2+,可析出銅為可析出銅為0.5mol. 15O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH計算計算關系式：關系式：例二例二 ： 用石墨電極電解用石墨電極電解100mL H2SO4與與CuSO4的混合的混合

12、液，通電一段時間后，兩極均收集到液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）氣（標況）氣體，則原混合液中體，則原混合液中Cu2+的物質的量濃度為（的物質的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA陽極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A161.1.右圖中右圖中x x、y y分別是直分別是直流電源的兩極流電源的兩極, ,通電后發通電后發現現a a極板質量增加極板質量增加,b,b極板極板處有無色無臭氣體放出處有無色無臭氣體放出, ,符合這一情況的符合這一情況的A 練練 習習172. 根據金屬活動順序表，根據金屬活動順序表，Cu不能發生如下反應：不能發生如下反應： Cu + 2H2O=Cu(O