第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版教程】创新导学案word（鲁科版）

第2课时　电解原理的应用 电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气 实验步骤及装置 在U形管里装入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根石墨棒做阴极。同时向两边管里各滴入几滴酚酞溶液，接通直流电源并用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极放出的气体 实验现象 阳极产生黄绿色、有刺激性气味的气体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；阴极附近溶液变红，收集阴极放出的气体，将气体点燃时发生爆鸣 续表 现象分析 在饱和食盐水中，存在Na＋、Cl－、H＋、OH－，通电后，Na＋、H＋移向阴极，由于H2O电离出的H＋比Na＋得电子能力强，H＋先放电； Cl－、OH－移向阳极，由于Cl－比OH－失电子能力强，Cl－先放电。溶液中发生如下反应： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 铜的电解精炼 目的 冶炼铜矿石所获得的铜是粗铜，含杂质多，这些杂质的存在使铜的导电能力减弱，不能用于工业生产，必须通过电解法除去这些杂质以得到精铜 续表 装置 电极材料 阳极：粗铜；阴极：精铜 电解质溶液 硫酸酸化的CuSO4溶液 电极反应式及电极产物分析 阳极 Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Ni－2e－===Ni2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 粗铜中除铜外还含有少量较活泼的Zn、Fe、Ni以及不如铜活泼的Au、Ag、Pt等。Cu失电子形成Cu2＋时，Zn、Fe、Ni等优先放电，形成Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋等进入电解质溶液；比铜活动性差的Au、Ag、Pt等不发生反应，以金属单质的形式沉积在阳极区，从而形成阳极泥 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 电解过程中，Cu2＋比H＋、Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋等优先在阴极放电而析出，Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋等则留在溶液中 电镀——铁钉镀铜 概念 应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法 目的 增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观 构成条件(以在铁钉上镀铜为例) 阴极 待镀的金属制品：铁钉 阳极 镀层金属：铜 电镀液 含有镀层金属离子的盐溶液：CuSO4溶液 构成条件(以在铁钉上镀铜为例) 装置图 电极反应 阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氯碱工业是非常重要的化工生产，在电解饱和食盐水时，在阴极上得到的产物为H2和NaOH。(　　) (2)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阳极。(　　) (3)电解法精炼粗铜，用纯铜做阳极。(　　) (4)电解法精炼粗铜时，电解质溶液中各离子浓度一定不变。(　　) (5)在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2．在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是(　　) A．都是轻金属 B．都是活泼金属 C．成本低廉 D．化合物熔点较低 答案　B 解析　金属冶炼方法选取的主要依据是金属的活动性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解方法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。 3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以精铜做阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 答案　D 解析　电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故D正确。 4．下列描述中，不符合生产实际的是(　　) A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁做阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜做阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌做阳极 答案　A 解析　电解池的阳极上失电子发生氧化反应、阴极上得电子发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，阳极损耗严重且时间稍长Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。 探究一　工业电解食盐水制备烧碱 工业电解食盐水制NaOH