电解池的工作原理及应用--上课xiao介绍.ppt

(二)离子交换膜法制烧碱 (二)离子交换膜法制烧碱 1、装置 阳极：金属钛网(涂有钛钌等氧化物) 阴极：碳钢网(涂有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。 阴极室产物： NaOH、 H2 阳极室产物： Cl2 二、电解原理的应用——电解精炼铜 2、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。 3、下图的装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法正确的是（ ） A、X是负极，Y是正极 B、Pt电极上发生的反应为：2H2O - 4e- = O2↑+ 4H+ C、Cu电极的质量减轻 D、 a极上最先产生的气体为Cl2 以氯碱工业为基础的化工生产 电解原理的应用——电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。 电解原理的应用——电冶金 发生还原反应的电极 反应能否自发 发生氧化反应的电极 离子的迁移 方向 能量转换 电解池 电能转化为化学能 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移 原电池 化学能转化为电能 负极 正极 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移 相同点 (从原理分析) 都是氧化还原反应 小结3：原电池与电解池的比较:P21 不自发, 需要电源 自发，自己当电源 【巩固练习】 1、在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e- → Cu或Ag++e- →Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出Ag的质量为 （ ） A、1.62g B、6.48g C、3.24g D、12.96g B NaCl和酚酞溶液 CuSO4溶液 BD 4、以A、B两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电t分钟，在B极收到11.2L标况下气体，此后将电源反接，以相同的电流强度通电t/2分钟。问：（1）A、B分别是什么极？（2）电源反接后A、B电极质量如何变化？（3）若溶液体积为10L，则通电t/2分钟时的氢离子浓度？ 含氯漂白剂 有机合成、造纸 玻璃、肥皂 纺织、印染 有机合成 氯化物合成 农药 金属冶炼 有机合成 HCl 盐酸 电解饱和食盐水 H2 NaOH 湿氯气 湿氢气 液碱 Cl2 阴极 阳极 阴极 提示： 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+、 Fe3+ 、SO42— 1、用什么方法除去泥沙？ 泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42- Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42- Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH- Na+、 Cl-、CO32-、OH- Na+、 Cl- 沉降 除泥沙 略过量BaCl2 溶液 除SO42- 略过量Na2CO3 溶液 除Ca2+. Ba2+ 略过量NaOH 溶液 除Fe3+ , Mg2+ 适量HCl溶液 调节PH 除CO32- 、OH- 1、钠的冶炼 ——电解熔融的NaCl 阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑ 阴极：2Na++2e-=2Na 总反应： 2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑ 2、铝的冶炼 —— 电解熔融的Al2O3 烟罩 阳极C 电解质 熔融态铝 钢壳 钢导电棒 耐火材料 阴极C 阴极： 4Al3++12e-=4Al 阳极： 6O2-－12e-=3O2↑ 总反应： 2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑ 铝电解槽 * 联想·质疑 已知：2mol固体钠与1mol氯 气反应生成2mol固体氯化钠 放出822.3kJ的热量。 2Na (S) + Cl2 (g) = 2NaCl (S) △H(298K)= - 822.3kJ·mol-1 若以氯化钠为原料制备金属钠,则需要外界提供能量 （如电能）。在生产实践中，人们是如何通过提供 电能使氯化钠分解而制得金属钠的？ 一、电解的原理