专题1 第二单元 第5课时 电解原理的应用（配套课件）-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（苏教版2019选择性第一册）河北

第5课时 电解原理的应用 1.变化观念与平衡思想 通过对氯碱工业、电镀、铜的电解精炼等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。 2.证据推理与模型认知 建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 核心素养发展目标 课时对点练 内容索引 一、氯碱工业 二、铜的电解精炼　电镀 一、氯碱工业 1.氯碱工业概念 用电解　　　　　的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2.氯碱工业原理 (1)通电前，氯化钠溶液中含有四种自由移动的离子，它们是__________ 。 (2)通电时，移向阳极的离子是 ， 在阳极放电，移向阴极的离子是 ， 在阴极放电，因 放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显 性。 饱和食盐水 Na＋、Cl－、 H＋、OH－ Cl－、OH－ Cl－ Na＋、H＋ H＋ H＋ 碱 ①电解饱和食盐水的原理示意图 ②阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的　　与阳极产生的____ 混合发生爆炸，也能避免　　与阴极产生的氢氧化钠反应而影响______ 　　　　　　　。 氢气 氯气 氯气 氢氧化 钠的产量和质量 (3)电极反应式和总反应方程式 ①阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：2H＋＋2e－===H2↑； ②总反应的化学方程式为 ； 总反应的离子方程式为 　　　 。 (1)电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(　　) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的为阳极区(　　) (3)电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料(如铁)(　　) (4)电解饱和NaCl溶液可以制取金属钠(　　) (5)利用电解饱和食盐水可制得“84”消毒液(　　) 正误判断 × × × × √ 按如图所示安装仪器，电极材料为石墨，电解质溶液为饱和食盐水(同时滴入几滴酚酞)。 (1)实验所用的电极材料为石墨，能否更换为活泼金属材料？ 深度思考 提示　阴极可以更换为活泼金属材料，但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极；阳极必须用惰性电极。 (2)用惰性电极电解饱和食盐水的过程中，收集到的Cl2的体积一般小于H2的体积，请分析原因。 提示　Cl2在水中的溶解度比H2大，且Cl2会与电解产生的NaOH反应而被消耗。 提示　接通电源后，阴极区溶液变红色。原因：H2O电离出的H＋放电，使c(OH－)增大，即阴极区产生碱，使溶液变红色。 (3)接通电源后，哪个电极附近的颜色发生了变化？为什么？ (4)若用这种装置进行氯碱工业生产有什么缺点？如何改进？ 提示　该装置的缺点是电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，为避免这几种产物混合，需要使反应在特殊的电解槽中进行。工业上在阴极区和阳极区之间设置一个离子交换膜，阻止OH－向阳极区移动，使氯气与氢氧化钠不能发生反应，从而制得烧碱、氯气和氢气。 1.关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是 A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B.若向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C.若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 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 　碱性 应用体验 √ √ 解析　电解NaCl溶液的化学方程式：2NaCl＋2H2O　　　2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，阳极得到Cl2，阴极得到H2，A项错误； 向阳极附近的溶液中滴入KI溶液，由于I－比Cl－更容易失电子，故2I－－2e－===I2，溶液呈棕色，B项正确； 由于阴极区2H＋＋2e－===H2↑，消耗了H＋，造成阴极区c(OH－)相对增大，滴入酚酞溶液，溶液变红，C项错误； 电解后的溶液实质上是NaOH、NaCl和NaClO的混合溶液，呈碱性，D项正确。 2.在新冠肺炎疫情期间，“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和食盐水，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的___极，c为电解池的___极(填“正” “负”或“阴”“阳”)。 (2)d电极上发生的电极反应式：________________，电解产生消毒液的总化学方程式为________________ __________________。 负 阳 2H＋＋2e－===H2↑