第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第2课时　电解原理的应用 课程标准要求 学业质量水平 1．认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2．了解电解原理在工业中的应用(如电冶金，如电解熔融氯化钠或氧化铝，电解精炼铜等)。 1．分析化学能与电能相互转化的原理及在生产和生活中的应用。(水平3) 2．能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量贮存和释放的有实用价值的建议。(水平4) 1．电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)实验装置 (2)实验现象及原理 实验现象 电极反 应式 阴极 2H＋＋2e—===H2↑ 阳极 2Cl—－2e— ===Cl2↑ 电解反应的 化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．铜的电解精炼 (1)铜的电解精炼示意图 (2)原理分析 ①粗铜作为阳极材料，精铜作为阴极材料，离子导体为硫酸酸化的CuSO4溶液。 ②阳极主要反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极主要反应为Cu2＋＋2e－===Cu。 ③粗铜中银、金、铂等不如铜活泼的金属不放电，最终沉积在电解池的底部，形成阳极泥。 3．电镀 (1)电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的加工工艺。电镀最主要目的是提高金属的抗腐蚀能力、耐磨性能或改善金属制品的外观。 (2)铁钉镀铜 ①铜片作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，铁钉作阴极，电极反应式Cu2＋＋2e－===Cu，CuSO4溶液作离子导体。 ②电镀时，待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的溶液作电镀液。 4．电冶金 (1)电解工业上常利用电解法获得钠、镁、氟等元素的单质。 (2)电解熔融NaCl制取金属钠，阳极反应为2Cl－－2e－ ===Cl2↑，阴极反应为2Na＋＋2e－===2Na，电池总反应为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　×　) (2)将反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2设计成电解池，应用铜作阳极(　√　) (3)用惰性电极电解MgCl2溶液的电池反应为MgCl2Mg＋Cl2↑(　×　) (4)工业上采用电解熔融NaCl和AlCl3的方法冶炼金属Na和Al(　×　) (5)电镀银时，用银作阳极，镀件作阴极，AgNO3溶液作电解质溶液(　√　) 学习任务　电解原理的应用 阅读教材P23～27，结合教材中“电解原理的应用”知识，交流讨论。 实验1 实验2 1．实验1饱和食盐水中存在哪些离子？通电后它们怎样移动？根据离子的性质，判断阴极和阳极的产物。 提示　饱和食盐水中含有Na＋、H＋、Cl－和OH－；通电后Na＋、H＋向阴极移动，Cl－和OH－向阳极移动。阴极上阳离子的氧化性：H＋>Na＋，H＋放电生成H2；阳极上阴离子的还原性：Cl－>OH－，Cl－放电生成Cl2。 2．写出实验1中阴、阳极的电极反应式，并设计实验验证两极的电极产物。 提示　阴极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；用拇指堵住a处试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到“噗”的一声，说明收集到的是H2；b管中碘化钾淀粉溶液变蓝，说明KI被氧化为I2，从而证明反应生成Cl2。 3．分析实验2中阴、阳极的反应产物。若将两极材料互换，能否在铁钥匙表面镀上一层铜？为什么？ 提示　阳极产物是Cu2＋，阴极产物是Cu；不能；若两极材料互换，铁是活性电极，作电解池的阳极时，在阳极放电生成Fe2＋。 电解原理在工业上的应用 1．电镀池和电解精炼的比较 电镀池 电解精炼 定义 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置 利用电解原理提纯金属的装置 装置 举例 形成 条件 ①镀层金属做阳极，接直流电源正极，镀件做阴极，接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路 ①不纯金属做阳极，纯金属做阴极 ②含该金属离子的可溶盐溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路 电极 反应 (以铁上镀锌为例) 阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn (以精炼铜为例) 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(精铜) 联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池 2．电冶金 (1)电解法是最强有力的氧化还原手段，适合普通还原剂难以还原的金属(活泼性比Fe强的金属)，如冶炼金属钠和金属铝。 (2)应用举例 ①冶炼金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ ②冶炼金属铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 1．下列关于如图装置的说法中正确的是(　　) A．精炼铜时，a极