(
课件网) 第2课时 电解原理的应用 电解原理的应用 1.氯碱工业。 (1)概念:用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业。 (2)原理: ①通电前,氯化钠溶液中含有的离子是Na+、Cl-、H+、OH-。 通电时,移向阳极的离子是Cl-、OH- ,移向阴极的离子是Na+、H+。 ②阳极反应式为2Cl--2e-══Cl2↑; 阴极反应式为2H++2e-══H2↑; 因H+放电,促进了水的电离,使阴极区溶液显碱性。 ③电解的总反应式。 (3)氯碱工业生产流程。 ①阳离子交换膜电解槽。 ②阳离子交换膜的作用:只允许Na+等阳离子通过,不允许Cl-、OH-等阴离子及气体分子通过,可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸,也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量和质量。 微解读1 氯碱工业规律的记忆口诀:氢气烧碱出阴极,氯气阳极相隔离。①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应,Cl2和NaOH会发生反应,因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水,一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分,以避免电解产物之间发生反应。②阳极区Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性。 微思考1 工业上电解饱和食盐水时,若将离子交换膜电解槽中的阳离子交换膜去掉,对产品会有什么影响 提示:阳极产生的Cl2会扩散至阴极区,与阴极产物NaOH反应,降低产率,且使产品不纯。 微训练1 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,电解液a是饱和NaCl溶液,X、Y都是石墨电极,通过导线与直流电源相连。实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则: (1)电解池中X极上的电极反应式是 ,在X极附近观察到的现象是 。 2H2O+2e- ==== H2↑+2OH- 放出气体,溶液变红 (2)Y电极上的电极反应式是 ,检验该电极反应产物的方法是_____ 。 2Cl--2e- ==== Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近, 试纸变蓝 2.电镀。 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。在铁钥匙上镀铜的工作示意图如图所示,据此回答问题: (1)镀件(钥匙)作 阴 极,镀层金属(铜)作 阳 极,含有 镀层金属离子 (Cu2+)的溶液作电镀液。 (2)阳极上发生的电极反应为 Cu-2e- ==== Cu2+ ;阴极上发生的电极反应为 Cu2++2e- ==== Cu 。 微解读2 (1)电镀规律记忆口诀:镀层阳极待镀阴,镀层离子溶液跟。我与电解共原理,浓度不变要记真。(2)电镀特点:“1多、1少、1不变”。“1多”是指阴极上有镀层金属沉积,“1少”是指阳极上有镀层金属溶解,“1不变”是指电解质溶液的浓度不变。 微思考2 当上述电镀进行一段时间后,电镀液的浓度是如何变化的 提示:因阳极溶解的Cu和阴极析出的Cu的量相等,所以电镀液的浓度基本不变。 微判断1 (1)在铁制品上电镀锌时,铁制品应与电源的正极连接。( ) (2)用石墨作阳极,用硫酸铜溶液作电解质溶液,也能实现在镀件上电镀铜。( ) (3)电镀铜时,电解质溶液中c(Cu2+)一定保持不变。( ) × √ × 3.电解精炼铜。 (1)利用电解原理进行电解精炼铜时,以粗铜作 阳 极,以纯铜作 阴 极,通常用 CuSO4溶液 作电解质溶液。 (2)粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质金属,其中 Zn、Fe、Ni、Cu 可在阳极放电变成相应的金属离子进入溶液中, Ag、Au 等金属则沉淀在阳极底部形成阳极泥。 写出阳极上发生的电极反应: Zn-2e- ==== Zn2+,Fe-2e- ==== Fe2+,Ni-2e- ==== Ni2+,Cu-2e- ==== Cu2+ ; 写出阴极上发生的电极反应: Cu2++2e- ==== Cu 。 微解读3 电解精炼过程中的“两不等”:电解质溶液浓度在电解前后不相等;阴极增加的质量和阳极减 ... ...
