文档介绍：第四章电化学基础
第三节电解池 (第三课时)
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二、电解原理的应用
思考:
(1)通电前,饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?
(2)在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料,为什么?(3)通电后,溶液中的离子运动发生了什么变化?
(4)通电后,溶液中的在阴、阳放电的是什么离子?
(5)电解后,在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么?怎样初步检验两极产物的生成?
二、电解原理的应用
1、***碱工业(电解饱和食盐水以制造烧碱、***气和氢气的工业)
阳极:
2Cl - -2e- == Cl2↑
阴极:
2H+ + 2e- == H2 ↑
总反应:
2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
食盐水中存在的离子:
Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-
离子放电顺序:
阳离子 H+ > Na+
阴离子 Cl- > OH-
电极反应:
H+
Na+
Cl-
OH-
阴极
阳极
氧化反应
还原反应
若电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为:
___________ ,两极极板上都有气体产生,如何检验气体的种类?
阴极附近的溶液无色变为红色
阳极:产生刺激气体使湿润KI
淀粉试纸变蓝色.
阴极:产生无色、无味气体
实验装置
(2)避免生成物H2和Cl2混合,
因为: .
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,
反应方程式: .
第一个问题:
Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O
混合遇火或遇强光爆炸
解决方法:使用离子交换膜
电解饱和食盐水必须解决两个主要问题
(1)生产设备名称:离子交换膜电解槽
阴极:碳钢阳极:钛
阳离子交换膜:只允许阳离子通过(Cl-、OH-离子和气体不能通过),把电解槽隔成阴极室和阳极室。
(2)离子交换膜的作用:
a、防止氢气和***气混合;
b、避免***气和氢氧化钠反应生成,而影响氢氧化钠的产量。
***碱工业:离子交换膜法制烧碱
-
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O(含少量NaOH)
离子交换膜
阳极
金属钛网
阴极
碳钢网
阳极室
阴极室
提示:
第二个问题: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?
电解饱和食盐水必须解决两个主要问题
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-
精制盐水
含***漂白剂
有机合成、造纸
玻璃、肥皂
纺织、印染
有机合成
***化物合成
农药
金属冶炼
有机合成
HCl
盐酸
电解饱和食盐水
以***碱工业为基础的化工生产
H2
NaOH
湿***气
湿氢气
液碱
Cl2