(教案)第4章 第2节 第2课时 电解原理的应用-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

第2课时　电解原理的应用 学习任务目标 1．能理解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会书写电极反应及化学方程式。 2．能运用电子守恒、关系式、总方程式进行相关计算。 3．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 活泼金属常采用电解法进行冶炼，如钠、镁、铝，化学方程式分别为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 一、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 1．装置及现象 电极 现象 电极反应 阴极 放出无色气体 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极 放出黄绿色气体 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2．电解总反应 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑， 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。 二、电镀 1．定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 2．目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 3．电镀装置 4．实例(在铁件上镀铜) (1)阴极：a.材料：Fe，b.电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu； (2)阳极：a.材料：Cu，b.电极反应：Cu－2e－===Cu2＋； (3)电解质溶液：CuSO4溶液。 三、电解精炼铜 四、电冶金 1．金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来，如Mn＋＋ne－===M。 2．电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。 3．电解熔融的氯化钠 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极反应：2Na＋＋2e－===2Na； 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极。 (√) (2)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极。 (√) (3)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。 (×) (4)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 (×) (5)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。 (×) 2．(双选)用石墨作电极，电解盛放在U形管的饱和NaCl溶液(滴有酚酞)，如图，下列叙述正确的是(　　) A．通电后，NaCl才能发生电离 B．通电一段时间后，阴极附近溶液先变红 C．当阳极生成0.1 mol气体时，整个电路中转移了0.1 mol e－ D．电解饱和食盐水的总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ BD　解析：NaCl为强电解质，无论是否通电，在溶液中都发生电离，A错误；阳极生成氯气，阴极生成NaOH，则阴极附近溶液先变红，B正确；阳极发生氧化反应，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.1 mol氯气时，转移电子为0.2 mol，C错误；电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D正确。 3．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．当得到的精铜质量为32 g，转移电子数为6.02×1023个 D．杂质Ag以单质形式沉入电解槽底部形成“阳极泥” B　解析：电解精炼铜时，粗铜应作阳极，与直流电源正极相连，故A正确；由于粗铜中含有Fe、Zn等金属要先于铜溶解，而阴极只有铜离子得电子生成铜单质，故电解过程中硫酸铜溶液浓度减小，故B错误；根据电极反应：Cu2＋＋ 2e－===Cu，电路中每通过6.02×1023个即1 mol电子，得到的精铜质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g，故C正确；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．若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag ④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ C　解析：①将铜片接在电源的负极上，故①错误；②将银片接在电源的正极上，故②正确；③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；④在银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；⑤用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，不能选用硫酸铜溶液为电镀液，故⑤错误；⑥用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，可以选用硝酸银溶液为电镀液，故⑥正确