电解法冶金的原理及应用
电解原理
Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ K+ 得电子能力逐渐减弱
(3)若阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则 放电顺序如下： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根离子 失电子能力逐渐减弱
4OH- -4e=2H2O+O2↑
2H2O -4e=4H++O2↑
7.电解问题基本思路：（以惰性电极为例） (1)通电前，电解质溶液中含有哪些阴、阳 离子(包括水电离出的H＋和OH－)；
C
A池
C HCl
Pt
Pt
B池
AgNO3
从左到右，四个电极上电解产物的物 质的量之比为 ；若B池中析出5.4g Ag，则A池中放出标况下 L H2。
指出下列装置的名称、电极名称，写出电极 反应式，并表示出电子移动方向。
e e
-
e
-
e +
-
e
-
原电池
－
阳
阴
电解池
Ⅰ
Ⅱ
二、电解原理的应用
1、铜的电解精炼
CuCl2=Cu2++2Cl-； 通电前： H2O H++OH-； 阳极：2Cl--2e- = Cl2↑;（氧化反应） 通电后： 阴极：Cu2++2e- =Cu;（还原反应）
CuCl2== Cu+Cl2↑;
电解
一、电解原理
1.将电能转变为化学能的装置叫做电解池 或电解槽。 2.使电流通过电解质溶液在阴、阳两极上 引起氧化还原反应的过程叫做电解。
电解原理
实验现象：
1.与电源正极相连的碳棒（阳极）有气泡生成， 且有刺激性气味，能使湿润的KI淀粉试纸变 蓝 2.与电源负极相连的碳棒（阴极）上有一层红 色的固体析出
新教材高中化学第4章第2节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1ppt
4．电冶金 (1)金属冶炼的本质。 使矿石中的金属离子____获__得__电__子____变成金属单质的过程：Mn＋＋ ne－═══M。 (2)电冶金。 电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__活__泼__金__属__单质， 如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠。 阳极反应：___2_C_l_－_－__2_e_－_═__═_═__C_l_2↑_______； 阴极反应：___2_N__a_＋_＋__2_e_－_═__═_═_2_N__a____； 总反应：____2_N_a_C__l(_熔__融__)_═_电═_═解__═_2_N__a_＋__C_l_2↑_____。
【解析】(1)铜极增重，说明银在铜极上析出，则铜极为阴极，X 为 负极。(2)C 中铜极增重 2.16 g，即析出 0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol 电子。由 4e－～O2，可知 B 中产生的 O2 只有 0.005 mol，即 112 mL。但 B 中共收集到 224 mL 气体，说明还有 112 mL 气体是 H2，即 Cu2＋全部 在阴极放电后，H＋接着放电产生了 112 mL H2，则通过 0.01 mol 电子时， Cu2＋恰好完全被还原。由 2e－～Cu，可知 n(Cu2＋)＝0.005 mol，则 c(CuSO4) ＝0.000.25 Lmol＝0.025 mol·L－1。
(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ 【答案】甲 、乙构成原电池，丙是电解池。 (2)a、b、c、d电极名称分别是什么？ 【答案】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。 (3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电 解质溶液？ 【答案】c 电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱 和食盐水。
锌的湿法冶金方法概述
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金是指使用水溶液作为冶炼锌的介质，其主要包括电解法、酸浸法和氨浸法等几种方法。
1.电解法：将锌精矿放入电解槽中，加入电解液（主要成分为硫酸和氯化铵），在外加
电流的作用下，锌离子被还原成金属锌沉积在阴极上。
这种方法具有效率高、能耗低等优点，是目前最主要的生产方式。
2.酸浸法：将锌精矿浸入硫酸水溶液中，利用硫酸的氧化作用将锌离子溶解出来。
这
种方法适用于高品位的锌矿石，但浸出过程中会产生大量的酸性废水，对环境造成污染。
3.氨浸法：将锌精矿浸入氨水溶液中，通过氨水的配位作用将锌离子溶解出来。
这种
方法对锌矿石的品位要求较低，同时产生的废水为碱性废水，对环境污染较小。
但该方法的操作成本较高。
以上三种方法各有优缺点，应根据不同情况选择合适的冶炼方式。
除了上述的电解法、酸浸法和氨浸法外，还有其他一些较为次要的湿法冶金方法。
4.氯化法：将锌精矿与氯气反应，生成氯化锌，再通过还原反应得到金属锌。
这种方
法主要应用于高品位的锌矿石，但因为氯气对环境的危害性较大，所以逐渐被淘汰。
5.氧化焙烧法：将锌精矿加入到反应炉中，通过高温氧化反应，将锌矿石中的锌转化
为氧化锌，再通过还原反应得到金属锌。
这种方法主要适用于低品位的锌矿石，但因为会产生大量的氧化废气，对环境造成了污染。
总的来说，湿法冶金方法相对于干法冶金方法来说，工艺流程更为复杂，但其适用范围更广，能够处理更多种不同品位的锌矿石，且可以生产出较为高纯度的金属锌。
但湿法冶金方法中会产生大量的废水和废气，需要进行处理和净化，以减少对环境的影响。
【精品文档】冶金原理
可见，两种电解是有差别的，但它们的理论基础 都遵循电化学规律。 一、电解过程
电解过程是阴、阳两个电极反应的综合。 当直流电通过阴极和阳极导入装有水溶液电解质 的电解槽时，水溶液电解质中的正、负离子便会分别 向阴极和阳极迁移，并同时在两个电极与溶液的界面 上发生还原与氧化反应，从而分别产出还原物与氧化 物。 在电极与溶液的界面上发生的反应叫做电极反应。
H2O+e→H2 + OH— (在碱性介质中) （2b）
O2+2H2O+4e→4OH—
(3)
Mei z+ + zie→Mei
(4)
M h z e(zhzl)e M lh le
(5)
上述电化学过程可以分为三个类型。属于第一类型
的过程有：
（1）在阴极析出的产物，呈气泡形态从电极表 面移去并在电解液中呈气体分子形态溶解；
电解实践表明，任何一个电极反应都不是一步完成的， 而是一个连续的复杂过程。一般说来它包括下列几个过程：
（1）反应离子由溶液本体向双电层外界移动并继 续经双电层向电极表面靠近。这一阶段，在很大程度 上靠扩散速度来实现，扩散则是由于溶质在溶液本体 与双电层外界的浓度差引起的；
（2） 反应离子在电极表面或双电层中进行电极 反应前的转化过程，例如表面吸附或发生化学变化；
电极的平衡电极电位是可以根据电解过程实际发 生的电极反应、电解液组成和温度等条件，按能斯 特公式进行计算，这就是说，某一电解质的理论分 解电压是可以通过计算而知的。
电解原理及其应用 新高考化学 考点详细分析 深入讲解 提升解题能力 化学高考必看 最新版
中性的pH不变;②电解过程中,无H2和O2产生,pH几乎不变;③电解过程 中,只产生H2,溶液中OH-浓度增大,pH变大;④电解过程中,只产生O2,溶 液中H+浓度增大,pH变小。
解题能力提升
命题角度3 “活泼阳极”电解池电解产物的判断 示例3 [2017全国卷Ⅱ,11,6分]用电解氧化法可以在铝制品表面形成 致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。 下列叙述错误的是 A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极 C.阴极的电极反应式为Al3++3e- Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
必备知识通关
2.惰性电极电解电解质溶液的规律
必备知识通关
深度学习·分析解释 电解后电解质溶液的恢复 解决电解质溶液恢复原状的问题,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少” 的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素组成的化合 物。如用惰性电极电解CuSO4溶液(不考虑电解水),要恢复电解质溶液,可 向电解后的溶液中加入CuO。但不能加入Cu(OH)2,因Cu(OH)2能与生成 的H2SO4反应使溶液中水的量增加。加入物质的物质的量需根据电路中 的得失电子守恒进行计算。
反应式为2H++2e-
H2↑,选项C错误。电解时,电解池中的阴离子向阳
极移动,选项D正确。
答案 C
解题能力提升
考法归纳·迁移创新
“活泼阳极”产物的判断
用金属活动性顺序表中Ag或Ag以前的金属(如Cu、Fe、Al等)作电解池
第八章电解冶金及有关功能材料的制取
第八章电解冶金及有关功能材料的制取第一节电解制取金属及合金材料的重要意义和电解冶金的分类金属和合金材料在国民经济中具有很重要的地位，在自然界中，金属元素一般都是以化合物存在金属冶炼与合金材料的制取是必不可少的。
金属化合物还原为金属的两种方法：①热还原法，用还原剂如碳、氢、镁、钠在一定温度下把金属化合物还原为金属；②电解法，包括电解提取(或称电解生产)、电解精炼以及粉末金属的制取。
电解法制取金属的优点：①还原能力强，用还原剂方法不能还原的活泼金属如钠，电解是其惟一的制备方法；②不用还原剂，引入杂质较少，可获纯度较高的金属；③与火法冶金相比，水溶液电解放入大气中的烟尘和废气较少，有利于环境保护。
因此，已有不少金属采用电解法进行生产或精炼。
电解冶金：分为水溶液电解和熔盐电解两种。
水溶液电解大多数是电解金属氯化物或硫酸盐，电流效率高、操作条件简单。
熔盐电解制取碱金属、碱土金属、稀土金属、铝、钛等活泼金属。
在有机溶剂电解液中也可电沉积某些活泼金属及合金。
金属电沉积:包括金属电解提取、电解精炼和粉末金属的制取，电镀。
电解提取：矿物经化学处理，制成氧化物或盐类，进行电解以制取金属。
例如电解提取铜，其主要流程为铜精矿焙烧→焙烧产物(氧化铜、硫酸铜)的稀硫酸浸出和净化→硫酸铜溶液→电沉积铜。
电解时使用不溶性阳极，氯化物溶液常用石墨(或钛钌阳极)阳极，硫酸盐溶液常用铅或铅合金阳极。
电解精炼：利用电解方法将含有杂质的金属进行提纯。
把被精炼的金属作阳极，欲制取的纯金属或不被电解液腐蚀的其他金属作阴极，在适当的电解液中进行电解。
阳极上电位正于被精炼金属的杂质仍然留在电极上或成为粉末状沉淀，称为阳极泥。
其他电位比被精炼金属更负的杂质金属，则与被精炼的金属一起溶到电解液中，但只有被精炼的金属才能沉积在阴极上。
例如铜的电解精炼以粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液为酸性硫酸铜溶液，在阴极上析出纯铜。
电解制取金属粉末：在粉末冶金、有机合成等方面都要用到金属粉末。
电解原理的应用【共18张PPT】
③合并两个电极反应式,得电解总反应式。
(1)根据守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。
知识点1
知识点2
电镀和电冶金
【例题2】 金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
。
a.Fe2O3 b.NaCl
最后根据总反 先写出电极反应式, , (2) : 若X、Y都是惰性电根极,据a是饱总和反NaC应l溶液式,实计验开算始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,再则:写出总反应式
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是
。
应式计算。
(3)根据关系式计算:根据得失电子守恒关系,在已知量与未知量之间,建立 计算所需的关系式。
反应中铜、硫元素化合价升高,Cu2S作还原剂,由关系式5O2~20e-可知,1 mol O2反应时还原剂所失电子的物质的量为4 mol。因CuSO4溶液水解呈酸 性,故加入镁条产生气体为H2。
(3)电解精炼时阳极为含有杂质的金属,因此 a 极为粗银。b 极产 生红棕色气体为 NO2,则 b 电极的反应物为 NO3- ,故其电极反应式为 NO3- +2H++e- NO2↑+H2O。
若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴
入几滴酚酞溶液,则:
(1)电解池中X极上的电极反应式是
,在X极附近观察到的现象
是
。
(2)Y电极上的电极反应式是
,检验该电极反应产物
的方法是
。
知识点1
知识点2
解析:本题通过电解饱和 NaCl 溶液实验来考查电极反应式的书 写问题。由题意或图形可知,此池为电解池,X 极为阴极,Y 极为阳极。 电极为惰性电极,饱和 NaCl 溶液中存在 Na+、Cl-、H+、OH-,在阴极 上,H+放电能力强于 Na+,故阴极上发生的电极反应为 2H++2eH2↑,因而导致 X 极附近有气体放出,溶液呈碱性,溶液颜色由无色变 为红色;在阳极上,Cl-放电能力强于 OH-,故阳极上发生的电极反应为 2Cl--2e- Cl2↑。
铜电解技术发展现状
铜电解技术发展现状电解技术在铜生产中扮演着重要的角色，广泛应用于铜的提取和精炼过程。
本文旨在简要介绍铜电解技术在铜生产中的重要性和应用，并概述本文的目的和结构。
铜电解技术是一种通过电解法从铜离子溶液中还原出金属铜的技术。
铜离子溶液可来源于铜矿石的浸出液，经过浸出、浓缩等工序后得到含铜离子较高的溶液。
铜电解技术可以高效地将这些溶液中的铜离子还原为纯净的金属铜，在铜生产中起到至关重要的作用。
铜电解技术广泛应用于铜的提取和精炼过程。
它是铜生产中最主要的方法之一，因其高效、环保和经济等特点而备受青睐。
铜电解技术不仅可以从铜离子溶液中提取出金属铜，还可以用于提纯和精炼金属铜，以满足各类铜制品的生产需求。
本文的目的是全面介绍铜电解技术在铜生产中的发展现状。
首先，我们将简要概述铜电解技术的基本原理和工作过程。
接着，我们将详细探讨当前铜电解技术的发展动态，包括技术改进、设备创新和应用拓展等方面。
最后，我们将总结现有的挑战和机遇，展望铜电解技术未来的发展方向。
以此为基础，本文将为读者提供对铜电解技术发展现状的全面认识，以及对相关行业发展的启示和参考。
通过本文的介绍，读者将对铜电解技术在铜生产中的重要性和应用有更深入的了解，并了解铜电解技术的发展现状以及未来的发展趋势。
铜电解技术在铜行业的可持续发展中起着不可替代的作用，我们有理由相信，随着技术的不断改进和创新，铜电解技术将在未来发挥更大的作用。
回顾铜电解技术的起源和发展过程，重点介绍关键的里程碑和突破。
铜电解技术作为一种重要的冶金技术，具有悠久的历史，其起源可以追溯到19世纪初。
最早的铜电解过程是通过将铜质阳极和铜质阴极放置在电解液中，使用电流进行电解反应，将铜离子从阳极转移到阴极上，形成纯铜的过程。
这种初期的电解技术在当时主要用于提取铜金属。
随着科学技术的不断进步，铜电解技术经历了多次重要的突破和改进。
其中最重要的里程碑之一是法国化学家___于1832年发明了铜的电解法。
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电解法冶金的原理及应用
1. 电解法冶金的原理
电解法冶金是一种利用电解现象来分离金属和非金属的方法。
它基于电解质溶
液中正负电荷的吸引和排斥作用，通过施加电流使得金属离子在电极上还原成金属，从而实现金属的提取。
电解法冶金的基本原理包括以下几个方面：
1.1 电解质溶液
电解质溶液是由溶解了金属盐的水或其他溶剂组成的。
在电解质溶液中，金属
盐分解成正离子和负离子。
正离子是要提取的金属离子，负离子是要排除的非金属元素。
1.2 电流作用
施加外部电流时，正极（阳极）接受电子，金属阳离子在电极上还原成金属；
负极（阴极）释放电子，负离子与电子结合形成物质，并从溶液中脱离。
1.3 电解反应
在阳极上，金属阳离子被氧化生成金属离子，并释放出电子。
在阴极上，金属
离子被还原成金属，与电子结合形成金属。
1.4 应用范围
电解法冶金广泛应用于金属提取、镀层制备和电化学合成等领域。
它可以提取
多种金属，包括铜、锌、铝等。
电解法还可以用于制备金属镀层，如镀铬、镀金等。
此外，电解法还可以用于电化学合成有机物和制备纯净的化学品。
2. 电解法冶金的应用
电解法冶金在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：
2.1 金属提取
电解法冶金是提取金属的重要方法之一。
以铜为例，电解法冶金可以用来从铜
矿石中提取铜。
首先，将铜矿石破碎并浸泡在硫酸铜溶液中，形成含有铜盐的溶液。
然后，在电解槽中施加电流，使铜离子在阴极上还原成金属铜，从而得到纯铜。
2.2 金属镀层制备
电解法冶金可以用于制备金属镀层，如镀铬、镀金等。
这一过程称为电镀。
在
电镀过程中，金属离子从电解质溶液中被还原到工件表面，并与工件表面的金属结合形成金属镀层。
电镀可以改善工件的外观、增加耐腐蚀性和硬度。
2.3 电化学合成
电解法冶金可以用于电化学合成有机化合物。
通过在电解槽中施加合适的电压
和电流，可以引发有机化合物的电化学反应。
这种方法在有机合成中具有重要的应用，可以实现高效、选择性和环境友好的合成路线。
2.4 纯化化学品
电解法还可以用于制备纯净的化学品。
通过控制电解条件，可以实现对特定物
质的选择性提取。
电解法可以用于分离混合物中的杂质，并得到纯净的化学品。
这在药物制剂、食品添加剂等领域有重要应用。
结论
电解法冶金是一种利用电解现象来分离金属和非金属的方法。
它在金属提取、
金属镀层制备、电化学合成和纯化化学品等领域发挥着重要作用。
随着科技的发展，电解法冶金将继续创新和改进，为工业生产和科学研究提供更多可能性。