2018高中化学第四章电化学基础第三节电解池第2课时导学案新人教版选修4

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1、第2课时　电解原理的应用[学习目标定位]　1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.学会电解的有关计算。一　电解原理的应用1.在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应式是2Cu2＋＋4e－===2Cu，电解的化学方程式是2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，电解过程中溶液的浓度不变。(3)若阳极为锌片，阴

2、极为铜片，则阳极反应式是Zn－2e－===Zn2＋，电解过程中阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加。2.用惰性电极电解熔融NaCl，阳极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应式是2Na＋＋2e－===2Na。提醒　书写电极反应式时，应注意看电极材料和电解质状态。3.电解饱和食盐水(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时Na＋、H＋移向阴极，H＋放电，Cl－、OH－移向阳极，Cl－放电。电极反应式为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)；阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)；因H＋放电，导致

3、水的电离平衡H2OH＋＋OH－向右移动，致使生成NaOH。(2)电解的总反应式化学方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH；离子方程式：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。4.电镀(1)根据下图，回答下列问题：①电极反应式阳极：Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。②可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。③硫酸铜溶液浓度的变化是不变。(2)电镀的概念是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。(3)电镀池的构成：一般都是用含有镀

4、层金属离子的电解质溶液作电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。5.电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单

5、质的形式沉积在电解槽的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在纯铜上析出。6.电冶金(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。如Mn＋＋ne－===M。(2)电解法用于冶炼较活泼的金属如：K、Na、Mg、Al等，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠：阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应式：2Na＋＋2e－===2Na；总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。归纳总结电解原理的应用(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品

6、。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。1.下列关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)的叙述正确的是(　　)A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案　B解析　电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极

7、：2H＋＋2e－===H2↑总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。2.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)A.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子答案　

8、A解析　本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解