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1、
最新魯科版選修四《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
——電解》教案 1——電
解》教案 1 電解氯化銅溶
液拓展資料
一、電解飽和食鹽水的原理
在 NaCl 溶液中 ,NaCl 電離出 Na 和 Cl , H2 O 電離出 H 和OH ．通電后 ,在電場的作用下 , Na 和H 向陰極移動(dòng) , Cl 和 OH 向陽極移動(dòng)．
在陽極 ,由于 Cl 比OH
容易失去電子 ,所以 Cl 失去電子 被氧化生成 Cl 2 ．
在陰極
2、 , Na 不得電子而
H 得到電子被還原生成 H 2 ． H 得電子后 ,使 H 2 O 電離向右
移動(dòng) ,因此 ,陰極產(chǎn)物包括 H 2 和OH ．
陽極：
2Cl
2e
Cl 2
陰極：
2H
2e
H 2
總反應(yīng)： 2Cl
電解
H 2
2OH
2H 2 O
Cl 2
或
2NaCl
電解
Cl 2
H 2
2NaOH
2H 2O
工業(yè)上電解飽和食鹽水是用涂有鈦、釕等氧化物的鈦網(wǎng)作陽極 ,用碳鋼網(wǎng)作陰極
二、電解飽和食鹽水制燒堿必須解決兩個(gè)主要問題
1 /
3、3
第一個(gè)問題是：避免生成物 Cl 2與 H 2 混合和 Cl 2 接觸 NaOH 溶液．因?yàn)?Cl 2 和H 2 混合
遇火或遇強(qiáng)光會(huì)爆炸 , Cl 2 接觸 NaOH 溶液會(huì) 反應(yīng)生成 NaCl 和 NaClO, 使產(chǎn)品不純．
第二個(gè)問題是：飽和食鹽水必須精制．因?yàn)榇蛀}水電解會(huì)損壞離子交換膜．
(1)離子交換膜
使用離子交換膜能解決上述第一個(gè)問題．
離子交換膜屬于功能高分子材料．離子交換膜分為陽離子交換膜和陰離子交換膜 ,陽離
子交換膜只允許陽離子穿過 ,不許陰離子和氣體分子穿過；陰離子交換膜只允許陰離子穿過 ,
不許陽離子和
4、氣體分子穿過．
在電 解飽和食鹽水制燒堿的工業(yè)上 ,使用陽離子交換膜如圖 4－ 16 所示．陽離子交換膜
把電解槽分成陰極室和陽極室 ,使陰極 產(chǎn)物 H 2 和 NaOH 溶液與陽極產(chǎn)物 Cl 2 分開 ,避免混合
和接觸．
另外 ,在電解過程中
,陽極室 Cl 減少 ,陰極室 H
減少而 OH
增多 , Na 從陽極室穿過陽
離子交換膜進(jìn)入陰極室
,使溶液中 的電荷得以平衡．
工業(yè)上通過電解飽和食鹽水而獲得氯氣、氫氣和氫氧
5、化鈉溶液．再通過蒸發(fā)氫氧化鈉
溶液而獲得固體氫氧化鈉．
注意： 為什么強(qiáng)調(diào)電解飽和食鹽水
,是因?yàn)?Cl 2 在飽和食鹽水中的溶解量較?。?
三、電解氯化銅溶液
2+
－
+－
(1)通電前電離 (離子自由移動(dòng) )CuCl 2===Cu + 2Cl H2 O
H +OH
(2)通電時(shí) (離子定向移動(dòng) )Cu 2+、 H+ →陰極 Cl － 、 OH－ →陽極
(3)兩極放電 (依據(jù)離子放電順序
)
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6、
陰極： Cu2+＞ H+ 陽極： Cl － ＞ OH－
電極反應(yīng)為
陽極： 2Cl － - 2e=Cl 2↑ (氧化反應(yīng) )
陰極： Cu 2++2e= Cu(還原反應(yīng) )
(4)pH 變化判斷
只出 H 2, pH 升高 (H +放電 )如 NaCl 、 KBr 、 HCl
只出 O2, pH 降低 (OH - 放電 )如 CuSO4、 AgNO 3
H2、O2 同時(shí)出 (H + 、OH－ 放電 , 實(shí)質(zhì)電解水 )
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