专题1 第二单元 第4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】创新导学案全书word（苏教版）

第4课时　电解原理的应用 [明确学习目标]　1.了解电解在氯碱工业中的应用。2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。3.学会电解的有关计算。 点击播放视频材料 电解饱和食盐水 1．氯碱工业 (1)阳离子交换膜电解槽示意图 (2)电极反应 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．铜的电解精炼 装置 示意图 　 点击播放视频材料 电解精炼铜 电极 材料 阳极材料：粗铜(含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质)；阴极材料：精铜 续表 电解质溶液 硫酸酸化的CuSO4溶液 电极 反应 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 Cu－2e－===Cu2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Zn－2e－===Zn2＋ 电极产物 阴极 铜 阳极 粗铜中，铜及比铜活泼的金属以离子形式进入溶液，不如铜活泼的金属(银、金等)与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池底部，形成阳极泥 3．电镀 以铁上镀银为例 原理 应用电解原理在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他金属或合金的过程称之为电镀。电镀可以增强材料的抗腐蚀能力，增加表面的硬度和美观性 装置 示意图 续表 电解质溶液 含镀层金属离子的可溶性盐溶液(AgNO3溶液) 电极 材料 阴极 待镀金属制品(铁) 阳极 镀层金属(Ag) 电极 反应 阴极 Ag＋＋e－===Ag(还原反应) 阳极 Ag－e－===Ag＋(氧化反应) 4．其他 利用电解熔融盐的方法制取比较活泼的金属，如电解熔融氯化钠制取钠、电解熔融氧化铝制取铝等。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应：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”。(　　) (6)在Fe上镀Ag，应用Fe作阳极，Ag作阴极，用AgNO3溶液做电镀液。(　　) (7)电解精炼铜和电镀铜，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变。(　　) (8)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ (6)×　(7)×　(8)× 2．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，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 答案　A 3．以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是(　　) ①粗铜与直流电源的负极相连　 ②阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu　 ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16 g　 ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽底部形成阳极泥 A．①③ B．②④ C．③④ D．②③ 答案　D 4.按如图所示的装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质溶液中含有足量的Cu2＋。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A极合金中Cu、Zn的原子个数比为(　　) A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．5∶3 答案　B 解析　由题意可写出两电极发生的电极反应，阳极(A极)：Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋，阴极(B极)：Cu2＋＋2e－===Cu。B电极上析出的铜为7.68 g，物质的量为0.12 mol，所以电解过程中共转移电子0.24 mol；溶液质量增加的原因是进入溶液的锌的质量比同时在阴极上析出的铜的质量大，设n(Zn)＝x mol，则此时析出的n(Cu)＝x mol，根据题意可得65x－64x＝0.03，解得x＝0.03，根据电子守恒可知合金中n(Cu)＝＝0.09 mol。综上可知，A极合金中n(Cu)∶n(Zn)＝0.09 mol∶0.03 mol＝3∶1。 知识点一　电解原理的应用 1．氯碱工业中阳离子交换膜的作用 阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na＋通过，而Cl－、OH－和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 2．在铜的电解精炼过程中，随着反应