电解原理的应用

【本讲教育信息】 一. 教学内容： 电解原理的应用 二. 教学目标： 1、掌握电极反应式及电解方程式的书写 2、了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼的原理和特点 三. 教学重点、难点： 电极反应式及电解方程式的书写 电解饱和食盐水、电镀、电解精炼的原理和特点 四. 知识分析： 电解原理在工业生产中有着广泛的应用。对于比较活泼的金属，我们常用电解的方法制取，还可以采用电解的方法对某些金属进行精炼提纯；也可以采用电解的方法制取氢氧化钠、氢气和氯气等；为了增强美观，我们可以在金属或其他物品表面镀上一薄层其他金属或合金，以增强金属的抗腐蚀能力——这就是电镀。 （一）电解饱和食盐水制氢氧化钠：电极：惰性电极；电解液：饱和NaCl 溶液 阳极：2Cl――2e－＝Cl2； 阴极：2H＋＋2e－＝H2； 电极总反应式：2NaCl+2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑ 说明： 1. 由于粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，在制取NaOH 时可能堵塞隔膜，同时也可能混入杂质，因此，在电解前对所用食盐必须精制，从而减少耗电量及对石墨的损耗. 2. 精制食盐的方法： 除 A. 加过量 BaCl2（除去 SO42－，溶液中还有的离子是：Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋） B. 加过量 Na2CO3（除去 Ca2＋、Ba2＋，溶液中还有的离子是 Mg2＋、CO32－） 杂 C. 加过量的NaOH（除去 Mg2＋，溶液中还有的离子是：OH－、CO32－） 过滤除去沉淀［除去 BaSO4、BaCO3、CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2 等沉淀］ 加盐酸调节溶液的p H 值为7. 操作中A、B、C 三步的操作顺序可分为：ABC 或ACB 或CAB，只要保证 B 在A 后即可. 3. 生产设备：离子交换树脂电解槽：用碳钢网制成阴极，钛网制成阳极，两极之间有阳离子交换膜. 4. 阳离子交换膜的作用：将电解槽分成阴极室和阳极室两个部分，阳离子交换膜只有阳离子可以通过，阴离子和气体分子等不能通过；防止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气混合引起爆炸；Cl2 和NaOH 反应产生副产物而影响 NaOH 的纯度. 5. 生产流程： 粗盐→精炼→精盐的饱和溶液→阳离子交换膜中进行电解→阳极产生Cl2，阴极产生NaOH 溶液和H2 （二）电解法冶炼活泼性较强的金属。金属元素中有许多活泼性较强的金属，在用还原剂还原时，由于单质的还原性较强，能与氧化产物等重新反应生成别的物质。因此，工业上往往通过电解熔融的含有金属阳离子的盐制取它们的单质。 说明： 1、用惰性电极电解熔融的NaCl 制取金属钠 阳极...