高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池教课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池教课ppt课件，共33页。PPT课件主要包含了OH-，Cl-，Cl2，采用阳离子交换膜，食盐水，抗腐蚀，镀层金属，硫酸铜，阳极泥，金属离子等内容，欢迎下载使用。
基础落实·必备知识全过关
一、电解饱和食盐水1.探究电解饱和食盐水的原理
惰性电极,只考虑离子放电顺序
(1)通电前:食盐水中NaCl和H2O发生电离,溶液中存在4种离子:　　　　　　　　　　　。 (2)通电后:①移向阳极的离子是　　　　　　,　　　　更易失去电子被氧化生成　　　　,电极反应式为　　　　　　　。 ②移向阴极的离子是　　　　　　,　　　　更易得到电子被还原生成　　　　,电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ③总反应:化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
Na+、Cl-、H+、OH-
2Cl--2e-===Cl2↑　
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH　
2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
2.氯碱工业习惯上把电解饱和　　　　　　的工业生产叫做氯碱工业, 电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行,离子交换膜电解槽是由多个单元槽组成的。
二、电镀和电解精炼1.电镀(1)电镀是一种利用　　　　原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或　　　　的加工工艺。 (2)电镀的主要目的是使金属增强　　　　　　能力,增加表面硬度和美观。 (3)镀层金属通常是一些在　　　　或　　　　中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和　　　　(如黄铜)。 (4)电镀时,待镀金属制品作　　　　,镀层金属作　　　　,含__________　　　　　　　　离子的溶液作电镀液。 
2.电解精炼(1)电解精炼过程与电镀过程相似。(2)电解精炼铜时,以待精炼的铜作　　　　,以纯铜作　　　　,用　　　　　　溶液作电解质溶液。阳极反应式为　　　　　　　　,阴极反应式为　　　　　　　　。含有的一些杂质则沉积在电解槽底部形成　　　　　　,可作为提炼　　　　等金属的原料。 
可看作在纯铜表面镀铜
Cu-2e-===Cu2+　
Cu2++2e-===Cu
三、电冶金1.金属冶炼的本质金属的冶炼就是使矿石中的　　　　　　　获得电子变成__________　　　　　　　的过程,可表示为　　　　　　　　。 2.电冶金　电解法用于冶炼活泼的金属(如钠、钙、镁、铝等),但不能电解其盐溶液,应电解其熔融态。例如,电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式:阳极:　　　　　　　　　　　　　　　　; 阴极:　　　　　　　　　　　　　　　　; 总反应:　　　　　　　　　　　　　　　。 
电解相应盐溶液时阴极产生H2
Mn++ne-===M
2Cl--2e-===Cl2↑
2Na++2e-===2Na
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
名师点拨关于电解饱和食盐水的解读(1)阳离子交换膜只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过。(2)电解饱和食盐水的装置中,阳离子交换只允许Na+、H+通过,不允许Cl-、OH-及气体通过,故既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸,又能避免Cl2与阴极产生的NaOH反应。(3)阳极区Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2少量溶于水会使阳极区溶液呈酸性。
归纳总结电镀的特点“一多、一少、一不变”。一多是指阴极上有镀层金属沉积,一少是指阳极上有镀层金属溶解,一不变是指电解质溶液的浓度不变。
辨析比较电镀铜和电解精炼铜(1)阳极不同:电镀铜的阳极是纯铜,电解精炼铜的阳极是粗铜。(2)阴极不同:电解精炼铜的阴极是纯铜,电镀铜的阴极是待镀品。(3)电解液相同:电解液均是CuSO4溶液;电镀铜时,电解质溶液中c(Cu2+)不变;电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2+)减小。
名师点拨电解冶炼镁和铝(1)冶炼金属镁时,要电解熔融MgCl2,而不能电解熔融MgO,其原因是MgO的熔点很高。(2)冶炼金属铝时,要电解熔融Al2O3,而不能电解熔融AlCl3,其原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
正误判断(1)电解饱和食盐水时,阴极区得到H2和NaOH溶液。(　　)(2)电解精炼镍过程中,阴极反应式为Ni2++2e-===Ni。(　　)(3)若在铁制品表面镀银,应将铁制品与电源的负极相连。(　　)(4)电解KCl溶液和熔融KCl均可得到金属钾。(　　)
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探究角度1电解原理的应用例1科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示,用Cu-Si合金作硅源,在950 ℃利用三层液熔盐进行电解精炼。下列说法正确的是(　　)A.X与电源的正极相连B.电子能够在三层液熔盐间自由流动C.电子由液态Cu-Si合金流出D.在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原
解析 由图可知,该装置为电解池:Si4+在液态铝电极得电子转化为Si,故液态铝电极为阴极,X连接电源负极,A错误;电子只能在外电路中移动,不能够在三层液熔盐间自由流动,B错误;液态铝为阴极,连接电源负极,则电子流入液态铝,液态Cu-Si合金为阳极,电子由液态Cu-Si合金流出,C正确;电解池的阳极上Si失电子转化为Si4+,阴极反应为Si4+得电子转化为Si,故Si优先于Cu被氧化,D错误。
图解要点　用Cu-Si合金作硅源,利用三层液熔盐进行电解精炼分析如下:
[对点训练1]金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+c(H+),溶液呈碱性而使酚酞变红,D正确。
题组2离子交换膜电解槽及应用3.(2024·福建福州八县市联考)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为电解方法制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(　　)A.石墨电极与电源的负极相连B.电解过程中,Ⅱ室溶液的pH减小C.移除阳离子交换膜后,石墨电极上发生的反应不变D.外电路每通过1 ml 电子,Ⅲ室溶液质量理论上减少29.5 g
解析 利用电解方法制备金属钴,推测C电极反应式为C2++2e-===C,则C电极是阴极,石墨电极是阳极,与电源的正极相连,A错误;电解时,石墨阳极的反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,为维持电解液呈电中性,Ⅰ室中H+透过阳离子交换膜向Ⅱ室移动,同理,Ⅲ室中Cl-透过阴离子交换膜向Ⅱ室移动,故电解过程中Ⅱ室c(HCl)变大,pH减小,B正确;移除阳离子交换膜后,石墨电极上发生的反应变为2Cl--2e-===Cl2↑,C错误;Ⅲ室中C2++2e-===C,Cl-通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动,当外电路每通过1 ml 电子时,有0.5 ml C2+和1 ml Cl-脱离Ⅲ室溶液,故Ⅲ室溶液质量理论上减少0.5 ml×130 g·ml-1=65 g,D错误。
4.重铬酸钾(K2Cr2O7)又名红矾钾,是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾,已知
A.装置中的隔膜为阴离子交换膜B.阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色C.电解过程中阴极附近溶液的pH变大D.阴极每生成1 ml 气体,电路中转移2NA个电子