鲁科版电解原理的应用.ppt

普通高中课程标准实验教科书化学反应原理(选修四)
第一章
化学反应及能量变化
第二节电能转化为化学能---电解
第2课时电解原理的应用

阳极:2Cl--2e- =Cl2↑
阴极:2H++2e- =H2↑
总式:2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑
实验装置
通电
生成的氢氧化钠
会为什么在阴极?
(1)生产设备名称:离子交换膜电解槽
阴极:碳钢阳极:钛
阳离子交换膜: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。
(2)离子交换膜的作用:
a、防止氢气和***气混合而引起爆炸;
b、避免***气和氢氧化钠反应生成,而影响氢氧化钠的产量。
***碱工业:离子交换膜法制烧碱
-
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
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
阳极室
阴极室
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
精制食盐水
杂质的除去过程:
粗盐水
含少量Ca2+.Mg2+
精制盐水

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。
粗铜含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)
纯铜
粗铜
阳极:
Zn→ Zn2++2e-
Fe → Fe2++2e-
Ni → Ni2++2e-
Cu→ Cu2++2e-
Zn Fe Ni
CuAg Au
阴极: Cu2+ + 2e- → Cu
阳极泥
问:电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化?
CuSO4溶液
阳极:6O2--12 e- =3O2↑
阴极:4Al3+ + 12e- =4Al

通电
总式:2Al2O3 4Al+3O2 ↑
原理:
助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六***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?
冶炼铝设备图
阳极C
电解质
烟罩
熔融态铝
钢壳
钢导电棒
阴极C
耐火材料
4. 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,它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐能力。例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、铬、镍等。
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,
铁片
铜片
硫酸铜溶液
①电极:
阳极——镀层金属或惰性电极
阴极——待镀金属制品
②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
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的装置。
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。
①两电极接直流电源
②电极插人电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子
阳极:电源正极相连
阴极:电源负极相连
阳极:镀层金属;
阴极:镀件
阳极:氧化反应
阴极:还原反应
阳极:氧化反应
阴极:还原反应
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。
①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子
阳极:不纯金属;
阴极:纯金属
阳极:氧化反应
阴极:还原反应