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课件网) 第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护 第六章 内容索引 01 02 强基础 增分策略 增素能 精准突破 研专项 前沿命题 03 【课程标准】 1.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。 2.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害。了解防止金属腐蚀的措施。 强基础 增分策略 一、电解原理及规律 1.电解和电解池 非自发进行的氧化还原反应能够通过电解原理实现 (1)电解:使 电流 通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起 氧化还原反应 的过程。 (2)电解池:使 电能 转化为 化学能 的装置。 2.电解池的构成条件 (1)有与 电源 相连的两个电极。 (2)两个电极插入 电解质溶液 (或 熔融电解质 )中。 (3)形成 闭合回路 。 3.电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例) “阳极”连正极,“阴极”连负极 注意:电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。 4.电解时两极粒子的放电顺序 5.惰性电极电解电解质溶液的情况分析 (1)电解电解质型:电解溶质 (2)放H2生碱型:电解溶质和溶剂水,生成H2和碱 (3)电解水型:电解溶剂水 电解质类型 (水溶液) 电极反应及总反应 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸,如H2SO4 阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH- 阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+ 2H2O 2H2↑+O2↑ 增大 减小 加水 可溶性强碱,如NaOH 增大 活泼金属含氧酸盐,如KNO3 不变 (4)放O2生酸型:电解溶质和溶剂水,生成O2和酸 易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)电解质溶液的导电过程一定发生了化学变化。( √ ) (2)用Cu作为电极电解盐酸可发生反应Cu+2H+ Cu2++H2↑。( √ ) (3)电解池工作时电子从电源的负极流出,流入阴极通过溶液到阳极,然后从阳极流出,流回电源正极。( × ) (4)电解时,电解质溶液中阳离子移向阳极,发生还原反应。( × ) 应用提升 电解是强有力的氧化还原反应手段,可以使非自发的氧化还原反应发生,如根据金属活泼性顺序表,Cu和稀硫酸不反应,但是若Cu作阳极,C作阴极,稀硫酸作电解质溶液,通入直流电就可以实现该反应。该电解的阳极反应: 二、电解原理在工业生产中的应用 1.电解饱和食盐水———氯碱工业 产物氯气和NaOH是重要的化工原料 阳极反应: 2Cl--2e- === Cl2↑ ( 氧化 反应) 阴极反应: 2H2O+2e- === H2↑+2OH- ( 还原 反应) 总反应: 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 阴极 碳钢网 阳离子交换膜 得到高纯度的NaOH,防止Cl2和H2混合反应发生危险 ①只允许 阳 离子通过,能阻止 阴 离子和气体通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室 2.电镀与电解精炼铜 类型 电镀 电解精炼铜 定义 电镀是一种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加工工艺 运用电解的方法将粗铜提炼为纯铜 主要目的 使金属增强抗腐蚀能力、增强表面硬度和美观 将粗铜提炼为纯铜 示意图 类型 电镀 电解精炼铜 构成 条件 阳极 镀层 金属 粗铜 阴极 待镀 金属 纯铜 电解液 含 镀层 金属阳离子 CuSO4溶液 电极反应(以铁 件镀铜为例) 阳极 Cu-2e-===Cu2+ 主要是Cu-2e-===Cu2+(比铜活泼的金属杂质先于铜失电子,最终以 阳离子 的形式残留在溶液中,比铜不活泼的金属杂质形成 阳极泥 ) 阴极 Cu2++2e-===Cu Cu2++2e-===Cu 电解质溶液 的浓度变化 CuSO4溶液的浓度 不变 CuSO4溶液的浓度 减小 3.电冶金 电解法冶炼的金属都是活泼性很强的金属 旁栏边角 选择性必修1第四章 ... ...
