高中化学电解原理的应用优质课ppt课件

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1.认识电能转化为化学能的实际意义及其重要应用。2.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理。3.能根据电解池的工作原理设计简单的电解池。
电化学是有关电与化学变化之间内在联系的一个化学分支学科，主要涉及相界面（固—液，液—液，固—固，气—固，气—液—固，大多数情况为电极—溶液界面）电子转移的研究。电和化学反应之间的相互作用可通过电池来完成，因此电化学往往被称为“电池的科学”。
如今电化学已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支，在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等领域获得了广泛的应用，内容包括材料保护、物质分离、化学分析、工业生产和能源储存等。当前世界上重点关注的研究课题，如能源、材料、环境保护、生命科学等都直接或间接地与电化学有关。
用电解饱和食盐水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。
H2O H+ + OH-
2H2O＋2e－==H2↑+2OH－
2Cl－－2e－==Cl2↑
能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？若不能，该怎样改进装置？
1．Cl2 与 NaOH 反应 Cl2 + 2OH- === ClO- + Cl- + H2O
2．H2 与 Cl2 混合易爆炸
H2 + Cl2 === 2HCl
2、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。
1、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。
隔离某些物质，防止发生化学反应。
能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
用于物质的制备（电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质）
离子交换膜由高分子特殊材料制成，分四类：(1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。(4)双极膜(由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜)，双极膜中间层的H＋在直流电场作用下移向阴极，OH－移向阳极。
1.“隔膜”电解池的解题步骤
（1）分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
（2）写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
（3）分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
3.解答离子交换膜类试题的思维流程
（1）迁移离子所带的电荷数总是等于外电路上转移的电子数。
（2）溶液质量变化等于电极反应引起的质量变化和离子迁移引起的质量变化之和。
1.现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB（OH）4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图。下列叙述错误的是（　　）
应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
电镀可以使金属更加美观耐用，抗腐蚀性能增强。
阴极铜钥匙表面析出一层光亮的白色物质
Zn－2e－===Zn2＋
Zn2＋＋2e－===Zn
阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
构成电镀池的条件是什么？
镀层金属与直流电源的正极相连，作阳极；
待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。
用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液。
“一多”指阴极上有镀层金属沉积；
“一少”为阳极上有镀层金属溶解；
电镀过程中的“一多，一少，一不变”
“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。
Cu–2e- == Cu2+
Fe–2e- == Fe2+
阴极：放电顺序：Cu2+ ＞ H+ ＞ Fe2+＞Zn2＋
Zn－2e－== Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
电解精炼铜的原理：粗铜中比铜活泼的金属锌、铁等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属银、金等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的铜在纯铜上析出。
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少的质量不相等。
电解精炼过程中的“两不等”
例2.餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是（　　）
Na＋、Cl－做无规则(或自由)运动
Na＋移向阴极Cl－移向阳极
2Cl－－2e－===Cl2↑发生 反应
2Na＋＋2e－===2Na发生 反应
工业上活泼金属的制备通常用电解法。
MgCl2(熔融) MgAl2O3(熔融) Al
1.以粗铜和碳棒作电极，硫酸铜溶液为电解质溶液电解精炼铜。下列叙述错误的是（　　）
2.高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是（　　）