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电解原理的应用 广东广雅中学化学科 杜敏 【联想·质疑】 电解法是最强有力的氧化还原手段，能使许多在通常条件下不能发生的氧化还原反应得以进行，因此在生产中有着许多重要的用途。 由NaCl生成Na的反应是非自发的氧化还原反应，在生产中若要以NaCl为原料制备金属Na，可以采用什么方法实现？试写出反应的化学方程式。 为什么不电解固体NaCl来制备金属Na？ NaCl溶液可以导电，且比熔融NaCl更易获得，为什么人们不用电解NaCl溶液来制备金属钠呢？ 【活动·探究】电解饱和食盐水 1. 原理分析 可能的电极反应 阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑ 或 4OH－－4e－＝O2 ↑＋2H2O 阴极：Na＋＋e－＝Na 或 2H＋＋2e－＝H2 ↑ 可能的实验现象： 阳极有气泡冒出（ Cl2、O2 或Cl2和O2 ） 阴极有气泡冒出（H2） 【活动·探究】电解饱和食盐水 2. 方案设计 【活动·探究】电解饱和食盐水 3. 方案设计与实施 实验方案：在U形管里装入饱和食盐水，在U形管两端各滴入几滴酚酞试液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化，把带火星的小木条放在阳极附近，观察现象。 实验现象：在阳极石墨棒上有气泡产生，气体使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，不能使带火星的木条复燃；在阴极石墨棒上有气泡产生，阴极附近的溶液变红。 实验结论：阳极区有Cl2生成，阴极区有H2和NaOH生成。 【活动·探究】电解饱和食盐水 4. 反思与结论 用石墨作电极时，溶液中的离子不是同时放电，而是遵循一定的顺序。 启示1：离子的放电顺序 用石墨作电极时 阳极上阴离子的放电顺序是：Cl－OH－ 阴极上阳离子的放电顺序是：H+Na＋ 进一步探索：电解CuCl2时离子的放电顺序如何？为什么会有这样的顺序？你能得出什么规律吗？ 【活动·探究】电解饱和食盐水 4. 反思与结论 启示1：离子的放电顺序 用石墨作电极时 阳极上阴离子的放电顺序是：Cl－OH－ 阴极上阳离子的放电顺序是： Ag+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 【活动·探究】电解饱和食盐水 5. 归纳与总结 写出电解饱和食盐水的电极反应式和总反应式。 阳极： 2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反应） 阴极： 2H＋＋2e－＝H2 ↑（还原反应） 总反应式： 2NaCl+2H2O === 2NaOH+H2 ↑ +Cl2 ↑ 【活动·探究】电解饱和食盐水 6. 走进生产与生活 该原理在生产与生活中有哪些应用？ 工业上利用该原理制备NaOH和Cl2时会遇到什么问题？如何解决？ 谈谈你的收获 知识 学习方法 学习态度 * * 同时发生还是有先有后？ 阴极 阳极 电极 在阴极收集一试管气体，用大拇指堵住倒置试管管口，移近酒精灯火焰，松开大拇指，若听到爆鸣声，说明阴极有H2产生 H2 在饱和NaCl溶液中滴入酚酞试液，若阴极附近溶液变红，说明阴极区有NaOH产生 NaOH 将带火星的小木条放在阳极附近，若木条复燃，说明阳极有O2产生 O2 将湿润的淀粉KI试纸放在阳极附近，若试纸变蓝，说明阳极有Cl2产生 Cl2 检验方法 可能产物 阴极产物 阳极产物 电解 思考：随着电解的进行，气体产物会一直都是 H2和Cl2吗？ 化学与生活 制作家用环保型消毒液发生器 化学与技术 氯碱工业中使用阳离子交换膜