三.电解原理的应用.PPTVIP

电解熔融氯化钠制钠 （2）制取金属铝 电解熔融氧化铝 阳极： 6O2- - 12e- = 3O2↑ 阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al 总反应： 注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为 熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化 通电 2Al2O3 == 4Al + 3O2↑ 冶炼铝设备图 阳极C 电解质 烟罩 熔融态铝 钢壳 钢导电棒 阴极C 耐火材料 1. a 、b哪一极为正极？ 2. 若要给铁叉镀锌，a极选 用什么材料？选择何种 溶液？ 3. 若要给铁叉镀银，a极选 用什么材料？选择何种 溶液？ 思考: e- a 1、电解饱和食盐水时，阴极区生成的产物为( ) A、氢气 B、氯气 C、氢氧化钠 D、以上都有 练习: AC 2、在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计正确的是（ ） A、铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子 B、铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子 C、铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D、铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子 A 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。 硫酸钙干燥氢气，浓硫酸干燥氯气 杂质比铜活泼的锌、铁、镍变成离子在溶液中，而氧化性比较弱，不放电。没铜活泼的金属银金布什电子，直接留在溶液中，形成阳极泥。 a为正极，因为电子从阳极流向正极；a极所连的阳极应选锌，硫酸锌做电解质；镀金的话，选择金作为材料，惰性电极也行，溶液需选择溶金的王水溶液，或者硝酸金溶液。王水即浓盐酸和浓硫酸1:3混合的溶液。 电解原理的应用 第三节 电解池 第三、四课时 （一）电解饱和食盐水 思考: (1)电解池两极各有什么现象? 若在两极附近均滴加酚酞试液， 会有什么现象? (2)怎样初步检验两极产物的生成? (3)结合教材，分析产生这种现象的原因。 在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源。 实验装置 电解原理的应用 现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI试纸变蓝 阴极：有气泡产生，加酚酞溶液变红 实验装置 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极：2H+ + 2e- = H2↑ 总式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ 电解 （一）电解饱和食盐水 2、避免生成物H2和Cl2混合，因为: 1、避免Cl2接触NaOH溶液会反应，使产品不纯，反应方程式: 第一个问题: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O 混合遇火或遇强光爆炸 解决方法:使用离子交换膜 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 (1)生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：惰性电极 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 (2)离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。 氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 － + Cl2 Cl2 Cl— H2 Na+ H+ OH— 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 提示： 第二个问题：精制食盐水 由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？ 3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗？ 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2