高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第二節(jié) 電解池課文內(nèi)容ppt課件

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第二節(jié) 電解池課文內(nèi)容ppt課件，共40頁。PPT課件主要包含了Cl－，OH－，Cl2，電解飽和食鹽水，現(xiàn)象陽極陰極，第一個問題，混合遇火或遇強光爆炸，淡鹽水，NaOH溶液，精制飽和NaCl溶液等內(nèi)容，歡迎下載使用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 熟知電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅、電冶金的原理，會寫其電極反應(yīng)式及化學(xué)方程式。2. 學(xué)會電解的有關(guān)計算。
電解飽和食鹽水反應(yīng)原理
思考:（1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會有什么現(xiàn)象?（2）怎樣初步檢驗兩極產(chǎn)物的生成?（3）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。
在U型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極。接通直流電源
（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出 ，H2O電離出 。 通電后，在電場的作用下， 向陰極移動， 向 陽極移動。 在陽極，由于 容易失去電子，被氧化生成 。 陽極方程式： ; （2）在陰極，由于 容易得到電子被還原生成 。 使H2O 電離向右移動，因此陰極 濃度增大，pH 。 陰極方程式： 。
2Cl－ - 2e－ == Cl2↑
2H+ + 2e－ == H2↑
氯堿工業(yè) 電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。
總化學(xué)方程式： ;總離子方程式: 。（3）電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為： ___________ ，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗氣體的種類？
陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色
陽極：產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)色。
陰極：產(chǎn)生無色、無味氣體
陽極：2Cl－ -2e－ ==Cl2↑陰極：2H++2e－ ==H2↑總式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ (條件:電解)
有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶? 的淀粉－KI溶液變藍(lán)
有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅
(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為: 。
(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式: 。
Cl2 +2 NaOH ==NaCl + NaClO + H2O
解決方法：使用離子交換膜
電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:
（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼 陽極：鈦陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl－、OH－離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰極室和陽極室。 （2）離子交換膜的作用：a. 防止氫氣和氯氣混合；b. 避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。
氯堿工業(yè)：離子交換膜法制燒堿
H2O（含少量NaOH）
第二個問題：精制食鹽水
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－
略過量BaCl2 溶液
略過量Na2CO3 溶液
除Ca2+、 Ba2+
除Fe3+ , Mg2+
調(diào)節(jié)pH 除CO32- 、OH－
粗鹽的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－雜質(zhì)，會與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜
含少量Ca2+.Mg2+
　　一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn)不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。
粗銅 含雜質(zhì)(Zn Fe Ni Ag Au 等)
Zn→ Zn2+＋2e－ Fe → Fe2+＋2e－ Ni → Ni2+＋2e－ Cu→ Cu2+＋2e－
Zn Fe Ni CuAg Au
陰極: Cu2+ + 2e－→ Cu
問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？
⑴概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層 其它金屬或合金的過程。
③含鍍層金屬陽離子 的鹽溶液作電解液
電鍍液的組成及酸堿性保持不變
4. 電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）
電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。
2Cl - －2e－ == Cl2↑
2Na+ + 2e－ == 2Na
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑
結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方 法，是最強有力的氧化還原的手段。
4. 電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）
電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。
6O2- －12e－ == 3O2↑
4Al 3+ + 12e－ == 4Al
助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）陽極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補充
思考：工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?
原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律
若無外接電源， 可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看”先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中后看回路：形成閉合回路或兩極接觸若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。
討論：比較電解池和原電池的異同~~~~~~
電解池、電解精煉池、電鍍池的比較
將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。
應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。
①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路
①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子
陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連
陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件
陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)
應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。
①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子
陽極：不純金屬；陰極：純金屬
有關(guān)電解的計算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、元素的相對原子質(zhì)量、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等。
將兩支惰性電極插入CuSO4溶液中，通電電解。(1)當(dāng)有1.0×10－3 ml的OH－放電時，溶液顯淺藍(lán)色，則在陰極上析出銅的質(zhì)量是__________。(2)若溶液的體積為1 L，忽略溶液體積變化，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出5.6 mL O2時，溶液的pH是_____。
解析： (1)用惰性電極電解CuSO4溶液時，電極反應(yīng)為陰極：2Cu2＋＋4e－ 2Cu，陽極：4OH－－4e－ O2↑＋2H2O。當(dāng)有1.0×10－3 ml的OH－放電時，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2為5.6 mL，此時轉(zhuǎn)移電子為1.0×10－3 ml，則在陰極上析出Cu：32×10－3 g。
(2)陽極：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＋則[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　
電化學(xué)的計算方法可歸納為下列三種：(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算：依據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。
6. 電解池及原電池的應(yīng)用----金屬的防護
1）金屬腐蝕快慢的判斷
①電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕> 化學(xué)腐蝕> 有防腐蝕措施的腐蝕②同一種金屬的腐蝕：強電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)
6. 原電池及電解池的應(yīng)用----可充電電池
充電：電解池
有外加電源一定為電解池，無外加電源一定為原電池；多池組合時，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動下的電解池。
小結(jié)：一. 原電池與電解池的比較及判斷：
3. 電解池放電順序的判斷
陽極放電： 1）惰性電極：則溶液中陰離子放電。 2）非惰性電極：電極材料首先失電子。
陰極放電：電極材料受保護，溶液中陽離子放電。
原電池，看電極材料，電解池看電源的正負(fù)極。
4. 判斷溶液的pH變化：
先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物。
①電解水時原性質(zhì)增強；
②電解電解質(zhì)本身時原性質(zhì)減弱；
③電解生成酸時酸性增強；
④電解生成堿時堿性增強。
①電極： 陽極——鍍層金屬 陰極——待鍍金屬制品
小結(jié)：二. 電解池的應(yīng)用----電鍍及氯堿工業(yè)
②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。
③電解質(zhì)溶液：溶液中CuSO4的濃度保持不變。
1.關(guān)于電解氯化鈉水溶液(鐵作陰極、石墨作陽極)，下列敘述正確的是 (　　)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(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?br/>2．在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是 (　　)A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子
3. 把兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是 (　　)A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg
4. 如圖所示的A、B兩個電解池中的電極均為鉑，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，進行電解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)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. 電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)A，A是__________，說明理由：______________________ _____________________________________________ 。
根據(jù)電池總反應(yīng)：8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，知電解產(chǎn)生的HNO3多，故應(yīng)補充NH3，使其轉(zhuǎn)化為NH4NO3