高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池课文内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池课文内容ppt课件，共40页。PPT课件主要包含了Cl－，OH－，Cl2，电解饱和食盐水，现象阳极阴极，第一个问题，混合遇火或遇强光爆炸，淡盐水，NaOH溶液，精制饱和NaCl溶液等内容，欢迎下载使用。

学习目标1. 熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2. 学会电解的有关计算。
电解饱和食盐水反应原理
思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。
在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源
（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向 阳极移动。 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成 。 阳极方程式： ; （2）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 。 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，pH 。 阴极方程式： 。
2Cl－ - 2e－ == Cl2↑
2H+ + 2e－ == H2↑
氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。
总化学方程式： ;总离子方程式: 。（3）电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： ___________ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？
阴极附近的溶液无色变为红色
阳极：产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色。
阴极：产生无色、无味气体
阳极：2Cl－ -2e－ ==Cl2↑阴极：2H++2e－ ==H2↑总式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:电解)
有气泡产生，使湿润 的淀粉－KI溶液变蓝
有气泡产生，滴加酚酞溶液变红
(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为: 。
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式: 。
Cl2 +2 NaOH ==NaCl + NaClO + H2O
解决方法：使用离子交换膜
电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:
（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。
氯碱工业：离子交换膜法制烧碱
H2O（含少量NaOH）
第二个问题：精制食盐水
泥沙、Na+、 Cl－ 、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-
Na+、 Cl－ 、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-
Na+、 Cl－ 、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+
Na+、 Cl－ 、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH－
Na+、 Cl－ 、CO32-、OH－
略过量BaCl2 溶液
略过量Na2CO3 溶液
除Ca2+、 Ba2+
除Fe3+ , Mg2+
调节pH 除CO32- 、OH－
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
含少量Ca2+.Mg2+
　　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)
Zn→ Zn2+＋2e－ Fe → Fe2+＋2e－ Ni → Ni2+＋2e－ Cu→ Cu2+＋2e－
Zn Fe Ni CuAg Au
阴极: Cu2+ + 2e－→ Cu
问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
⑴概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。
③含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液
电镀液的组成及酸碱性保持不变
4. 电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
电解熔融状态的氯化钠。
2Cl - －2e－ == Cl2↑
2Na+ + 2e－ == 2Na
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑
结论：电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是最强有力的氧化还原的手段。
4. 电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）
电解熔融状态的氧化铝。
6O2- －12e－ == 3O2↑
4Al 3+ + 12e－ == 4Al
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?
原电池、电解池、电镀池判定规律
若无外接电源， 可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”先看电极：两极为导体且活泼性不同再看溶液：两极插入电解质溶液中后看回路：形成闭合回路或两极接触若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。
讨论：比较电解池和原电池的异同~~~~~~
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
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
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
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。
将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。(1)当有1.0×10－3 ml的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。(2)若溶液的体积为1 L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 mL O2时，溶液的pH是_____。
解析： (1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－ 2Cu，阳极：4OH－－4e－ O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3 ml的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6 mL，此时转移电子为1.0×10－3 ml，则在阴极上析出Cu：32×10－3 g。
(2)阳极：4OH－－4e－ 2H2O＋O2↑4 ml　　　　　　　 1 ml n　　　　　　　　 n＝1.0×10－3 ml，消耗1.0×10－3 ml OH－，生成1.0×10－3 ml H＋则[H＋]＝ ＝1.0×10－3 ml·L－1 pH＝－lg[H＋]＝－lg(1.0×10－3)＝3。
答案：(1) 0.032 g (2) 3　
电化学的计算方法可归纳为下列三种：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路，其依据是电路中转移的电子总数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。(3)根据关系式计算：依据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
6. 电解池及原电池的应用----金属的防护
1）金属腐蚀快慢的判断
①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有防腐蚀措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀：强电解质>弱电解质>非电解质
6. 原电池及电解池的应用----可充电电池
充电：电解池
有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。
小结：一. 原电池与电解池的比较及判断：
3. 电解池放电顺序的判断
阳极放电： 1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。 2）非惰性电极：电极材料首先失电子。
阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。
原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。
4. 判断溶液的pH变化：
先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。
①电解水时原性质增强；
②电解电解质本身时原性质减弱；
③电解生成酸时酸性增强；
④电解生成碱时碱性增强。
①电极： 阳极——镀层金属 阴极——待镀金属制品
小结：二. 电解池的应用----电镀及氯碱工业
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
③电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。
1.关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，下列叙述正确的是 (　　)A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是 (　　)A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
3. 把两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是 (　　)A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg
4. 如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 ml·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 ml·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是 (　　)A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1
5. 电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________，说明理由：______________________ _____________________________________________ 。
根据电池总反应：8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，知电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3