1.2.4 电解原理的应用-【划重点】2023-2024学年高二化学同步讲与练（苏教2019选择性必修1）

第4课时 电解原理的应用 目标导航 课程标准 课标解读 1．化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．能运用电解原理判断电极产物的一般思路，分析氯碱工业、电镀、铜的电解精炼、金属的电冶炼过程中的能量与物质的转化。 1．电解、电镀、精炼铜行业是一个耗能高、有污染的行业，运用化学知识进行改善。能共环境问题出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。（科学态度与社会责任） 2．用电解原理实现通常方法难以制备的物质的制备。（科学探究与创新意识） 一、电解饱和食盐水的工作原理 1．电极反应和电解反应 （1）阳极：优先放电的离子：_____，电极反应式：____________________，反应类型：_____反应。 （2）阴极：优先放电的离子：_______________，电极反应式：____________________ ，反应类型：______反应。 （3）电解方程式：________________________________________。 2．电解饱和食盐水的工作原理 （1）电解过程中，阳极室_____离子浓度减小，_____离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室_____离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 （2）阳极产物为_____，阴极产物为：_______________。 （3）阳离子交换膜的作用 ①防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为____________________。 ②防止H2与Cl2混合发生_____。 电解饱和食盐水的知识要点 (1)饱和食盐水中存在着：Na+、Cl-、H+、OH-四种离子。通电时，Na+、H+向阴极移动，Cl-、OH-向阳极移动，由于放电能力H+>Na+，Cl->OH-，因此两极上的电极反应分别为 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应) 阴极：2H++2e-=H2↑(还原反应) (2)接通电源，电极表面出现的现象：在两个极上都有气体放出，且阳极放出的气体具有刺激性气味。用镊子夹一块湿润的淀粉KI试纸靠近阳极，发现试纸变蓝，则说明阳极放出的气体是Cl2。用一干燥的小试管在阴极收集产生的气体，待收集满后，用拇指堵住管口，移到酒精灯火焰旁，松开拇指，若听到“噗”的一声，则说明收集的气体是H2；向阴极区滴入少量的酚酞试液，若溶液变红，证明有碱性物质生成。 (3)电极反应式和总反应式 阴极 阳极 现象 有无色无味的气体产生 有无色但有刺激性气味的气体产生 电极反应 2H++2e-=H2↑(还原反应) 2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应) 总反应 2NaCl +2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑ 【即学即练1】如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是(　　) A．装置出口①处的物质是氯气 B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过 C．装置中发生的反应的离子方程式：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑ D．该装置是将电能转化为化学能 二、铜的电解精炼 1．电解池的构成和电极反应 粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 （1）电解池的构成：用_____作阳极，用_____作阴极，用_________________________作电解质溶液。 （2）电极反应式 阳极反应式：_______________________________________________________等。 阴极反应式：____________________。 2．电解精炼铜的工作原理 (1)阳极反应 金属铜和比铜活泼的_____等金属转化为阳离子进入溶液中，不如铜活泼的________等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 (2)阴极反应 溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先_____电子，成为金属铜析出。 (3)电解质溶液中Cu2+浓度_________________________。 【即学即练2】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．电解时以精铜作阳极 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=Cu2++2e- D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 三、电镀 1．电镀 （1）概念：应用_____的原理在__________或__________表面镀上一薄层__________或_____的过程。 （2）目的： ①提升_____和增加__________； ②增强材料的__________能力，防止金属_____。 （3）镀层金属通常是一些_______________的金属或合金。 2．基础实验——铁钉镀锌 （1）实