2017-2018学年高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池（第2课时）电解原理的应用导学案 新人教版选修4

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1、第2课时　电解原理的应用　1.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼和电冶金的原理，并能正确书写电极反应式和总反应方程式。2．学会利用守恒法、关系式法进行电解的相关计算。　电解原理的应用1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。(1)电极反应式(并注明反应类型)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)；阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。(2)总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。其中阴极反应中的H＋是由水电离产生的。2．电镀(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合

2、金的方法。(2)电镀3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等)(1)粗铜作阳极，主要的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋；纯铜作阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；电解质溶液为CuSO4溶液。(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。4．电冶金制取金属K、Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：阴极：2Na＋＋2e－===2Na，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，

3、总反应式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。(2)工业上用电解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg；用电解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。151．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。(　　)(2)电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。(　　)(3)电解精炼铜时，用纯铜作阳极，粗铜作阴极。(　　)(4)工业上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。(　　)(5)用U形管做电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的

4、两端滴加几滴石蕊试液，通电后阳极处溶液变蓝。(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×2．下列有关电化学的图示，完全正确的是(　　)　　　答案：A1．电解饱和食盐水阴极区溶液呈碱性的原因放电的H＋来源于水，在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，溶液中c(OH－)＞c(H＋)，使阴极区溶液呈碱性。2．阳极泥：电解精炼铜时，活泼性比Cu强的金属(如锌、铁等)先于铜放电，以金属阳离子的形式进入溶液。粗铜中的银、金等活泼性差的金属不放电，以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。3．原电池、电

5、解池、电镀池的判断方法(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路，则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。154．电镀铜与精炼铜的比较电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等阴极反应Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－

6、===Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液浓度保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小(1)电镀池中，电解液的浓度不变；精炼池中，电解液的浓度减小。(2)H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电镀条件下，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)远远大于c(H＋)，则在阴极上先放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此，阴极上的主要产物为Fe或Zn。　某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：(1)通入氢气的电极为____(填“正极”或“

7、负极”)，负极的电极反应式为____________________________________。(2)石墨电极为____(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，____(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将____(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为_________________________。[解析]　(1)通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以该电极反应式为H2－2e－＋2OH－

8、===2H2O。(2)由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H＋在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，15该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，因为粗铜