选择性必修1 化学反应原理 · 人教版
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52 电解池_第1课时

免费读1256字2024-07-22

  老师:亲爱的同学们,大家好,我是北京市第四中学的化学教师孟海燕。大家知道,景泰兰制作工艺是我国国家级非物质文化遗产名录中一颗璀璨的明星。那么当代制备警探兰工艺,从黄铜矿制得紫铜胎体,然后再到景泰兰工艺品,这其中主要的化学反应原理是什么呢?接下来的3节课,我们将来一起揭秘。从铜矿石到景泰兰工艺品的一种工艺流程。是这样的,先是从自然界得到的黄铜矿,用氯化物溶液浸润溶解得到,主要成分有氯化酮和氯化钠的浸出液进出业,经电解得到粗统,再经电解精炼得到精统精通。经工艺处理为紫铜。将紫铜做成不同形状的胎体后,再经过掐丝、点蓝、烧栏、磨光处理,最后经过镀金工艺,一件美丽的景泰兰工艺品方制作完成。下面我们一起从化学的角度,从实验室进出业开始去揭秘其中得粗统、得精统和镀金,最终得到静态蓝工艺品的反应原理。

  老师:我们先来看一下研究的起点,这个进出液中主要的成分有氯化酮和氯化钠,是个复杂的混合体系。为了更好地研究电解基本原理,我们采用化繁为碱的拆分方式,先研究电解氯化铜溶液的基本原理,然后探究电解氯化钠溶液的基本原理,最后再分析电解氯化铜和氯化钠的混合溶液。

  老师:先探究电解氯化酮溶液。提到电解,同学们可能会想到初中学过的电解水,其装置示意图是这样的,主要有外接直流电源导线、两个电极和被电解的物质水四部分。将该装置中的水换成氯化铜溶液,应该即可实现电解氯化铜溶液。归纳一下,也就是说,电解装置的基本构成会有直流电源、电子导体和离子导体三部分。其中与直流电源正极相连的,我们把它叫做阳极,与直流电源负极相连的,我们把它叫做阴极。如右图,连接好装置两个电极材料均为石墨惰性电极,30伏直流电压通电,电解质量分数为25%的氯化铜溶液会发生怎样的变化?让我们一起来看实验视频。如图,连接好装置接通电源后,可以观察到在阳极有大量气泡产生,能使湿润的淀粉碘化钾试质变蓝,证明产生的气体是氯气,在阴极有暗红色固体产生是金属铜,这是加速播放的实验现象。

  老师:看完实验,请同学们思考电解氯化铜溶液生成铜和氯气的原理是什么?宏观上我们看到的现象是,阴极出现了暗红色固体,阳极出现了大量气体。由此可以推测,铜离子在阴极得到电子,被还原出铜,绿离子在阳极失电子被氧化为氯气。而大家已经学过在通电前,微观上,氯化铜溶液中有大量的铜离子和氯离子在无序运动。实验通电时,根据溶液具有菌一性和稳定性的性质,铜离子带正电被阴极吸引,向电解池,阴极移动得到电子生成铜。氯离子带负电被阳极吸引向电解池阳极移动,失去电子生成氯气。我们用化学符号来表示其中的过程应该是这样的,通电前,氯化铜这种盐完全电离成铜离子和氯离子。在学习过电解水和弱电解质电离之后,同学们也会想到水也有极微弱电离。

  老师:溶液中含有极少量的氢离子和氢氧根,那么在通电的时候,带正电的铜离子和氢离子向阴极迁移,带负电的氯离子和氢氧根向阳极迁移。根据实

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