【高中化学】电解池（第3课时电解原理的应用） 2023-2024学年高二化学同步精品课件（人教版2019选择性必修1）.pptxVIP

第二节电解池第3课时电解原理的应用人教版选择性必修1

学习目标1．了解电解原理在工业生产中的应用。2．认识电解在实现物质转化和能量储存中的具体应用。学习目标1．通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。2．建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。素养目标

情境引入氯碱工业指的是工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠（NaOH）、氯气（Cl2）和氢气（H2），并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。主要有3种工艺：隔膜法，双电解池法，水银电解池法。

教学过程一、氯碱工业1.原理阳极区阴极区

教学过程原因一：Cl2与NaOH反应原因二：H2与Cl2混合易爆炸H2+Cl22HCl一定条件Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O不能，原因如下：思考：能否用下图电解池制备Cl2、H2和NaOH？2.电解装置思考：如何改进上述装置？若能控制溶液中离子的移动，即可解决上述问题

教学过程（1）离子交换膜含义：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成的作用：能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应能选择性地通过离子，起到平衡电荷，形成闭合回路的作用阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过阴离子交换膜：只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过质子交换膜：只允许质子(H+)和水分子通过分类与应用：

教学过程装置改进

教学过程4-12离子交换膜电解槽工业生产中，这个反应在离子交换膜电解槽中进行。离子交换膜电解槽是由多个单元槽组成的。图4-12所示是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽），图4-13是一个单元槽的电解原理示意图。

教学过程思考：若将饱和氯化钠溶液换成熔融状态下的氯化钠，电极反应如何？阴极：2Na++2e-＝2Na阳极：2Cl-－2e-＝Cl2总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑电解

教学过程二、电冶金金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn++ne-=M由于电解法可将通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来，所以是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的一种重要方法。

教学过程二、电冶金总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2Na＋＋2e－=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2e－=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑4Al3＋＋12e－=4Al

教学过程【思考】工业制取镁，用的氯化镁而不用氧化镁？制取铝时，用的是氧化铝而不用氯化铝？原因：因为氧化镁的熔点比氯化镁高很多，浪费了能量；氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电。

教学过程工业上制备的铜，其含Cu约98.5%，还含有Fe、Ag、Au等杂质，为粗铜，需要通过再次精炼处理才能得到纯度为99.99%精铜，如何用电解的方法得到纯铜？思考：粗铜精铜

教学过程电解精炼时，以待精炼的铜作阳极，以纯铜作阴极，用硫酸铜溶液作电解质溶液。这时，阳极上Cu变成Cu2+而溶解，其中含有的一些杂质则沉积在电解槽底部形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等的重要原料。阴极上Cu2+变成Cu析出，得到含铜量为99.95％~99.98％的电解铜。三、电解精炼铜

教学过程阳极：(粗铜)阴极：(纯铜)Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=CuFe-2e-=Fe2+Zn-2e-=Zn2+金、银进入电解槽底部形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等的重要原料。

教学过程

教学过程生活中为了使金属增强抗腐蚀能力以及增加表面硬度和美观，通常在这些金属表面镀上一薄层在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和合金(如黄铜)

教学过程电镀是应用电解