第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（鲁科2019 双选版）

第2课时　电解原理的应用 [素养发展目标]　1．认识电解在实现物质转化中的具体应用。2．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。 一、电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气 1．电解饱和食盐水(工业生产中称为氯碱工业) 实验 装置 实验 操作 在U形管中装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用石墨棒作阳极，铁棒作阴极。把湿润的淀粉­碘化钾试纸放在阳极附近。接通直流电源后，观察U形管内产生的现象及试纸颜色的变化 实验 现象 电流表的指针发生偏转，U形管内阴极区溶液变红且有无色无味的气体产生，阳极放出有刺激性气味的黄绿色气体，湿润的淀粉­碘化钾试纸变蓝 实验 结论 阳极产生的气体是Cl2；阴极产生的气体是H2，同时生成碱性物质NaOH 2．原理分析及电极反应 ①通电前，氯化钠溶液中含有的离子Na＋、Cl－、H＋、OH－。 ②通电后，Na＋、H＋移向阴极，Cl－、OH－移向阳极。 阳极：离子放电顺序为Cl－＞OH－，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：离子放电顺序为H＋＞Na＋，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑； 因H＋放电，故阴极区生成NaOH。 ③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，用隔膜阻止OH－移向阳极，则Na＋和OH－可以在阴极附近的溶液中富集，这就是电解食盐水制备烧碱的原理，也称作氯碱工业。 二、电解精炼铜 1．装置与原理 阳极材料用粗铜，阴极材料用精铜，离子导体用硫酸酸化的硫酸铜溶液。 实验装置 反应原理 粗铜中含杂质(Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)，比铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)只溶解，不析出；比铜不活泼的金属(Au、Ag)不溶解 阳极(粗铜)： 阴极(精铜)：Cu2＋＋2e－===Cu 2．电解特点 电解结束后，阳极泥中含有Au、Ag等，电解质溶液中的金属阳离子有Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋、Cu2＋等，阴极得到纯铜。 3．电解目的 (1)降低粗铜中的杂质含量，从而提高铜的性能。 (2)回收粗铜中的金、银等贵金属。 三、电镀 1．电镀的概念 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 2．电镀池的构成(以铁锈镀铜为例) 设计思路及依据 实验装置 实验现象 确定阴极 阴极材料 铁钉 铜片溶解；铁钉表面有红色物质生成 阴极 反应物 铜离子 确定阳极 阳极材料 铜片 阳极 反应物 铜 构成闭合回路 离子导体 CuSO4 溶液 电子导体 导线 3．电镀的原理 在直流电的作用下，阳极金属失电子，溶解在溶液中形成阳离子，移向阴极，溶液中该金属离子在阴极获得电子被还原为金属，覆盖在镀件上。 电镀铜过程中电极反应式为 阳极：Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 4．电镀的目的 电镀的目的主要是增强金属抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 1．下列关于用惰性电极电解NaCl溶液的叙述正确的是(　　) 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，充分搅拌后溶液呈中性 B　[用惰性电极电解NaCl溶液，阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，有Cl2生成；阴极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈红色，A、C项错误。Cl2可与KI反应生成I2，I2溶于水呈棕色，B项正确。电解液中有NaOH生成，溶液呈碱性，D项错误。] 2．电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是(　　) A．电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极 B．粗铜与直流电源负极相连，发生氧化反应 C．阴极上发生的反应是Cu2＋＋2e－===Cu D．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 C　[电解精炼铜时，粗铜作阳极，与直流电源正极相连，A、B项错误；阴极Cu2＋得电子，被还原为Cu，C项正确；Fe、Zn等金属活动性强于Cu，在阳极失电子，以离子的形式进入电解液中，而不活泼的Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，D项错误。] 3．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　) A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Zn2＋ B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Zn2＋ C．铁作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2＋ D．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Zn2＋ A　[本题中镀层金属为锌，即金属锌作阳极；铁制品为待镀金属制品，即