資源簡介

(共29張PPT)
第四章 化學反應與電能
第二節 電解池
第二課時 電解原理的應用
課前導入
課前導入
奧運金牌是純銀鍍金，按照規定，鍍金不低于6克；銀牌則是百分之百純銀，銅牌中95%-98%的成分為銅，再加上一部分鋅。預計6000枚奧運獎牌將會用去超過1噸的黃金和白銀。
思考：制作奧運金牌時，如何純銀上鍍金？
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
氯氣和燒堿是重要的化工原料。
工業上利用電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿，稱為氯堿工業。
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
總反應：2NaCl+2H2O 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
電解
2Cl-+2H2O 2OH-+ Cl2↑ + H2↑
電解
【思考】根據電解原理，分析使用惰性電極電解食鹽水時，如何制得氯氣和燒堿？
陰極 陽極
離子
分析電極反應
產物檢驗方法
總反應
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
Cl2
H2
淡鹽水
NaOH溶液
精制飽和NaCl溶液
H2O(含少量NaOH)
陽離子交換膜
陽極金
屬鈦網
陰極
碳鋼網
+
－
電解原理
陽極：2Cl- - 2e- = Cl2↑
陰極：2H2O +2e- =H2 ＋2OH－
總反應：
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯堿工業規律：
氫氣燒堿出陰極，氯氣陽極兩相隔。
（避免Cl2與NaOH反應，防止Cl2和H2混合而引起爆炸）
補充Na+和Cl-
增強溶液導電性
能否用該電解池制備Cl2、H2 和NaOH？若不能，該怎樣改進裝置？
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
電解飽和食鹽水（氯堿工業）
氯堿工業產品及其應用
(1)氯堿工業產品主要有NaOH、Cl2、H2、含氯漂白劑等。
(2)以電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業產品在有機合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、有機合成、農藥等領域中廣泛應用。
電鍍
電鍍
（1）定義：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加工工藝。
（2）目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。
鍍銅
鍍鉻
鍍鎳
請應用電解原理，設計實驗方案，在鐵釘上鍍銅。
電鍍
電鍍
銅板
(鍍件)
CuSO4溶液
鐵釘
Cu2+ +2e－＝Cu
材料 電極反應式
陽極
陰極
電鍍液 ——
Cu2+ +2e-＝Cu
Cu－2e-＝Cu2+
銅板
鐵釘
CuSO4溶液
（4）特點：
（3）電鍍材料的選擇：
陰極——鍍件
電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液
陽極——鍍層金屬
陽極本身參加電極反應；電解質溶液的濃度保持不變(電鍍液的組成及酸堿性保持不變)。
電鍍
一增(陰極有鍍層金屬沉積)，一減(陽極有鍍層金屬溶解)，一不變(電鍍液濃度)，陰、陽質量變化要相等。
鍍層陽極待鍍陰，鍍層離子溶液跟。我與電解共原理，濃度不變要記得。
電鍍規律：
電鍍
電鍍金原理（含氰法）
[Au(CN) ]
2
-
e- ==
Au
2CN-
+
+
2H O
2
2e- ==
H2↑
2OH-
+
+
陰極主要電極反應
陽極
陰極
[Au(CN) ]
Au
2CN-
－ e- ==
+
-
2
4OH-
－ 4e- ==
2H2O+O2↑
陽極主要電極反應（金做陽極）
電鍍
孫淑蘭 (1942- )
景泰藍制作高級工程師
景泰藍
上世紀70年代，研究出亞硫酸無氰鍍金法，形成一條無氰鍍金流水線，填補了我國無氰鍍金的空白，后榮獲國家科技進步獎。
[Au(SO ) ]
2
3
3-
e
-
+
Au
+
2SO
2-
3
陰極主要反應
電解精煉銅
銅導線
黃銅礦（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質）

精煉
電解精煉銅
（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質）
活性電極放電順序：
Zn > Fe > Ni > Cu > Ag > Au
Cu－2e-＝Cu2+
1、含義：利用電解原理將粗銅中的雜質(如鋅、鐵、鎳、銀、金等)除去，以獲得電解銅(含Cu的質量分數達99．95％～99．98％)的過程。
2、目的：制得電解銅，以增強銅的導電性
電解精煉銅
材料 電極反應式
陽極
陰極
電解液 ——
Cu2+ +2e- ＝Cu
①Zn－2e-＝Zn2+ ②Fe－2e-＝Fe2+
③Ni－2e-＝Ni2+ ④
粗銅
精銅
CuSO4溶液
電解精煉過程中，電解液組分（如濃度、酸堿性）是否變化？
需定期補充電解液
Cu－2e-＝Cu2+
陰陽兩電極的質量差有何變化？陽極泥有何作用？
陽極減輕，陰極增重；提煉貴金屬、稀有金屬、其他有價金屬
電冶金
電解是最強有力的氧化還原手段，所以通過電解冶煉金屬是重要的方法。且活潑金屬（如K、Ca、Na、Mg、Al）是唯一可行的工業方法。
得電子，被還原
Mn+ M
+ne-
正價
0價
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
通常極難被還原的活潑金屬從它們的化合物中還原出來
電冶金
2NaCl (熔融) 2Na + Cl2↑
MgCl2 (熔融) Mg + Cl2↑
2Al2O3 (熔融) 4Al + 3O2↑
電解
冰晶石
助熔劑：冰晶石(Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉)降低Al2O3的熔點
PS：(1)電解法制鈉、鉀、鎂、鋁時不能電解含有這些金屬陽離子的水溶液。
(2)工業上用電解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg；用電解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。（由于AlCl3是共價化合物，無法導電）
電冶金
熔融NaCl
陰極
陽極
e-
e-
Na+
Cl-
2Cl- － 2e- == Cl2
Na++ e- == Na
氧化反應
還原反應
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
電解
歸納總結
電解原理的應用
電解飽和食鹽水
電鍍
電解精煉
電冶金
原理
現象及檢驗
離子交換膜
產品及應用
定義
目的
電鍍池構成
特點
原理
本質
工業電解熔融氯化鈉
隨堂訓練
1. 下列敘述錯誤的是（ ）
A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱
B．用錫焊接的鐵質器件，焊接處易生銹
C．在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液
D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕
C
隨堂訓練
2. 利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是（ ）
A. 電解時以精銅作陽極
B．電解時陽極發生還原反應
C．粗銅連接電源負極，其電極反應是Cu = Cu2+ + 2e-
D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥
D
隨堂訓練
3. 下列描述中，不符合生產實際的是（ ）
A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極
B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極
C．在冶金工業上，常用電解法制取鈉、鎂、鋁等金屬
D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極
A
隨堂訓練
4. 下列關于電解氯化鈉水溶液（兩根石墨棒作電極）的敘述正確的是（　?。?br/>A. 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色
B. 若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色
C. 電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉
D. 電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性
B
隨堂訓練
5. 關于下列各圖的說法中，正確的是（ ）
A．①中陰極處能產生使濕潤淀粉KI試紙變藍的氣體
B．②中待鍍鐵制品應與電源正極相連
C．③中電子由b極流向a極
D．④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應
D
謝謝觀看SHUAN Q for watching！

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