第1章 第2节 电能转化为化学能—电解（课件）-2021-2022学年高中化学选修4【导与练】高中同步全程学习（鲁科版）

化学 化学 第二课时　电解原理的应用 化学 化学 [新课导入] (教师用书备用) 某晚报有一篇题为《电解“魔水”风靡美国》的文章,说的是在自来水中加少许食盐,通过电解得到的溶液,既能去污又能除油,还能治疗脚癣。它在俄罗斯和日本等地获得了广泛使用,而在美国这种溶液正取代各种“有毒”化学品,成为商家新宠。你知道电解食盐水的电解原理吗? [学习目标] 1.了解电解食盐水的原理。 2.了解电解精炼铜和电镀的原理。 化学 课前预习 课堂探究 化学 化学 课前预习 知识衔接 1.电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2.阴、阳极上离子放电顺序。 3.冶炼金属的方法:热分解法适用于制取不活泼的金属,如Hg、Ag等;热还原法适用于冶炼活动性在 Fe～Cu的金属;电解法适用于制取活泼的金属单质,如Na、Mg、Al等。 化学 化学 教材新知 一、电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 1.装置 产生有刺激性气味的黄绿色气体 2.现象 (1)阳极: 。 (2)阴极:产生无色无味的气体,附近溶液变 。 红 化学 化学 3.电极反应 阴极: (还原反应), 阳极: (氧化反应)。 4.电解总反应方程式 。 [思考1] 用惰性电极电解饱和食盐水,一段时间后得到的溶液具有漂白性,可使有色布条退色,这是何原因? 2H++2e-H2↑ 2Cl--2e-Cl2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 答案:电解时在阳极上生成Cl2,溶液中生成NaOH,随着电解进行,OH-向阳极移动,生成的Cl2与OH-反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,得到NaClO溶液,具有漂白性,可使有色布条退色。 化学 化学 [自我诊断] 1.(2019·福建永泰县第一中学高一期中)如图为电解饱和食盐水的实验装置。据此,下列叙述不正确的是(　 　) A.装置中a管能产生氢气 B.b管导出的是能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体 C.在石墨棒电极区域有NaOH生成 D.以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业” C 化学 化学 2.工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。如图为离子交换膜法电解原理示意图: 化学 化学 请回答下列问题: (1)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,这种阳离子交换膜,只允许溶液中的　　　　(填下列微粒的编号)通过,而两边的水不能自由流通。  ①H2　②Cl2　③H+　④Cl-　⑤Na+　⑥OH- (2)A极为电解槽的　　　　极,电极反应式为　 　　　　　　　,B极为电解槽的　　　　极,电极反应式为　 。  (3)如果没有阳离子交换膜,阴阳两极的某两种产物在常温下会在溶液中发生反应而使烧碱不纯,其反应的离子方程式为　 。  答案:(1)③⑤ (2)阳　2Cl--2e-Cl2↑　阴　2H++2e-H2↑ (3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O 化学 化学 二、铜的电解精炼 1.装置 2.粗铜成分 (1)主要成分: 。 (2)杂质金属:比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等,比铜不活泼的有Ag、Au、 Pt等。 Cu 化学 化学 3.电极反应 Ag、Au、Pt 化学 化学 [思考2] 粗铜电解精炼时,电解液的浓度是否变化? 答案:由于在阳极上,Fe、Zn、Ni比Cu活泼,都能失电子进入溶液,而在阴极上,溶液中较多的Cu2+会优先于H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+得电子,所以CuSO4溶液浓度随着精炼生产过程的进行会越来越低,而杂质离子浓度会越来越高。当杂质离子浓度达到一定数值,则会更换整个精炼池的电解质溶液。 化学 化学 [自我诊断] 1.粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极　　　　(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为　　　　　 　　　　;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为　  　。  答案:c　Cu2++2e-Cu　Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液 化学 化学 2.(2019·山东枣庄八中高二期中)以硫酸铜溶液作电解质溶液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述错误的是(　 　) A.粗铜与直流电源正极相连 B.粗铜电解精炼过程中,硫酸铜溶液的浓度不变 C.当得到的精铜质量