人教版选修4第四章电化学基础 电解池2应应用用物物质质完完善善物物质质修修饰饰物物质质制制备备物物质质 人人化学中最重要的元素化学中最重要的元素 氢氧燃料氧燃料电池：池：2H2+ O2=2H2O“ “环保车环保车环保车环保车” ” 的动力来源的动力来源的动力来源的动力来源航天器的水源和电源航天器的水源和电源航天器的水源和电源航天器的水源和电源回忆与思考回忆与思考H2工业上会用何种工业上会用何种方法方法来来大量大量生产生产高纯度高纯度的的H2？氢氧燃料电池氢氧燃料电池 1800年，英国化年，英国化学家获得电解水的成学家获得电解水的成功。从此，科学家们功。从此，科学家们开始利用开始利用类似的装置类似的装置进行进行大量的实验。大量的实验。2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2 电解电解电解电解发现电解发现电解电解电解法还能法还能制备制备哪些物质哪些物质?100多年前，铝之贵重，曾经多年前，铝之贵重，曾经高过黄金高过黄金！电解炼铝法电解炼铝法电解炼铝法电解炼铝法的发明，大大降低了炼铝的成本，使铝广的发明，大大降低了炼铝的成本，使铝广的发明，大大降低了炼铝的成本，使铝广的发明，大大降低了炼铝的成本，使铝广泛地被用于工业和生活之中。泛地被用于工业和生活之中。泛地被用于工业和生活之中。泛地被用于工业和生活之中。2Al2Al2 2OO3 3( (熔融）熔融）熔融）熔融） 4Al+3O4Al+3O2 2 电解电解电解电解冰晶石冰晶石冰晶石冰晶石氯碱工业氯碱工业氯碱工业氯碱工业：电解饱和：电解饱和：电解饱和：电解饱和NaClNaCl溶液制取溶液制取溶液制取溶液制取NaOHNaOH、ClCl2 2和和和和HH2 2，并以它们为原料广泛应用于化学工业、轻工业、纺织并以它们为原料广泛应用于化学工业、轻工业、纺织并以它们为原料广泛应用于化学工业、轻工业、纺织并以它们为原料广泛应用于化学工业、轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2 +Cl+Cl2 2 电解电解电解电解观察与发现观察与发现2NaCl(2NaCl(熔融熔融熔融熔融） 2Na+Cl2Na+Cl2 2 电解电解电解电解2Al2Al2 2OO3 3( (熔融熔融熔融熔融） 4Al+3O4Al+3O2 2 电解电解电解电解 冰晶石冰晶石冰晶石冰晶石2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2 +Cl+Cl2 2 电解电解电解电解2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2 电解电解电解电解电解法制备物质的反应有什么电解法制备物质的反应有什么电解法制备物质的反应有什么电解法制备物质的反应有什么共同点共同点共同点共同点？探秘电解探秘电解电解熔融电解熔融电解熔融电解熔融NaClNaCl电解饱和食盐水电解饱和食盐水电解饱和食盐水电解饱和食盐水电解水电解水电解水电解水 观察观察以上几个电解反应的实验以上几个电解反应的实验装置装置示意示意图，看看它们有什么图，看看它们有什么共同点共同点？ 观察观察这些电解反应这些电解反应产物及产物及出现出现的的场所场所，你，你又又发现了什么发现了什么规律规律？产物产物OO2 2HH2 2ClCl2 2NaNaClCl2 2HH2 2氧化氧化产物产物还原还原产物产物氧化氧化产物产物还原还原产物产物氧化氧化产物产物还原还原产物产物场所场所阳极阳极阳极阳极 阴极阴极阴极阴极 阳极阳极阳极阳极 阴极阴极阴极阴极 阳极阳极阳极阳极 阴极阴极阴极阴极工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠。工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠。 电解电解电解电解2NaCl(2NaCl(熔融）熔融）熔融）熔融） 2Na+Cl2Na+Cl2 2 小组合作：小组合作： 从从微观微观的角度分析，的角度分析，氯气和钠是氯气和钠是怎样生成怎样生成的的？将将讨论讨论结果结果记录记录学案的相应位置！学案的相应位置！原理分析原理分析实验事实：实验事实： 阳极上逸出氯气；阳极上逸出氯气； 阴极上析出金属钠。阴极上析出金属钠。NaCl2NaCl2e-e-Na+ClClNa+ClClNaCl2NaCl2e-e-Na+ClCl 对于一个电解装置，从微观角度我们对于一个电解装置，从微观角度我们能分析获得哪些信息？是如何分析的？能分析获得哪些信息？是如何分析的？认识电解认识电解阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极e-e-阳离子阳离子阳离子阳离子阴离子阴离子阴离子阴离子得电子的得电子的得电子的得电子的还原反应还原反应还原反应还原反应失电子的失电子的失电子的失电子的氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应再再“看看” 电解水电解水 水是取之不尽、用之水是取之不尽、用之不竭的氢源。用石墨电极不竭的氢源。用石墨电极电解水，电解水，生成生成H2和和O2 。 它们分别在哪个电极它们分别在哪个电极上生成？怎样生成的？上生成？怎样生成的？ 说说你的分析过程，并写说说你的分析过程，并写出相应的电极反应式。出相应的电极反应式。应用电解应用电解镁合金的应用分布图镁合金的应用分布图镁合金的应用分布图镁合金的应用分布图“国防金属国防金属”镁镁 在海水中镁的含量在海水中镁的含量仅次于氯和钠，总储量仅次于氯和钠，总储量约约1.81015吨。工业上吨。工业上从从海水提镁海水提镁的过程中，的过程中，涉及这样一步转化：涉及这样一步转化：利利用电解法由用电解法由MgCl2制得制得单质镁。单质镁。我设计我设计小组合作，设计实验小组合作，设计实验： 利用电解法，由利用电解法，由MgCl2制得镁。制得镁。记录：记录：在学案上画出在学案上画出实验装置示意图，实验装置示意图， 标明电极材料和电解质。标明电极材料和电解质。预测：预测：在该设计中，镁将在哪个在该设计中，镁将在哪个电极电极上上 出现？出现？【资料资料】 工业上从海水中提取镁的过程中，工业上从海水中提取镁的过程中，首先是获得首先是获得MgCl26H2O。 然后在干燥的然后在干燥的HCl气体氛围中将气体氛围中将MgCl26H2O加热得到无水加热得到无水MgCl2， 最后最后电解熔融电解熔融MgCl2制得单质镁。制得单质镁。电解电解电解电解MgClMgCl2 2( (熔融）熔融）熔融）熔融） Mg+ClMg+Cl2 2 我验证我验证实验验证实验验证：用石墨电极电解：用石墨电极电解MgCl2溶液溶液。温馨提示：温馨提示：温馨提示：温馨提示：（1 1）如图所示装置进行实验；）如图所示装置进行实验；）如图所示装置进行实验；）如图所示装置进行实验；（2 2）认真）认真）认真）认真观察观察观察观察，及时，及时，及时，及时记录记录记录记录；（3 3）安全安全安全安全用电用电用电用电，检验气体检验气体检验气体检验气体完成完成完成完成 后迅速后迅速后迅速后迅速关闭电源关闭电源关闭电源关闭电源；并将蘸；并将蘸；并将蘸；并将蘸 有有有有NaOHNaOH溶液的棉签堵在溶液的棉签堵在溶液的棉签堵在溶液的棉签堵在 有害气体逸出的支管口，有害气体逸出的支管口，有害气体逸出的支管口，有害气体逸出的支管口， 防止防止防止防止空气空气空气空气污染。污染。污染。污染。 结合观察到的实验现象，分析：结合观察到的实验现象，分析： 为什么工业上从海水中提取镁时，采用的为什么工业上从海水中提取镁时，采用的是电解是电解熔融熔融MgCl2，而不是电解，而不是电解MgCl2溶液溶液？我解释我解释利用电解法提取、回收和精炼金属利用电解法提取、回收和精炼金属电冶金电冶金我们还可以利用电解我们还可以利用电解电镀电镀电镀电镀利用电解法，提高防腐性、耐磨性、导电性、利用电解法，提高防腐性、耐磨性、导电性、利用电解法，提高防腐性、耐磨性、导电性、利用电解法，提高防腐性、耐磨性、导电性、反光性及增进美观。反光性及增进美观。反光性及增进美观。反光性及增进美观。外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法利用电解原理进行金利用电解原理进行金属的电化学防护属的电化学防护 应用应用电解电解探秘探秘电解电解发现发现电解电解认识电解之旅认识电解之旅 冶金工业上用冶金工业上用电解熔融盐电解熔融盐的方法制备的方法制备金属钠。金属钠。 那为什么氯碱工业上用那为什么氯碱工业上用电解饱和食盐水电解饱和食盐水的方法来制备重要的化工原料的方法来制备重要的化工原料NaOH、Cl2和和H2？作业作业1：继续探究继续探究 以以“生活中的电解生活中的电解”为题，寻找并观察生为题，寻找并观察生活中常用的电解产品，猜想它们应用的电解活中常用的电解产品，猜想它们应用的电解原理，并查阅相关的资料进行核实，制作科原理，并查阅相关的资料进行核实，制作科技小报，和老师、同学一起交流！技小报，和老师、同学一起交流！作业作业2：制作科技小报制作科技小报