第4章 第2节 第2课时 电解原理的应用(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（人教版2019 双选）

第2课时　电解原理的应用 (一)电解饱和食盐水(氯碱工业) 原理 通电前，氯化钠溶液中含有的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。 通电时，移向阳极的离子是Cl－、OH－，移向阴极的离子是Na＋、H＋ [随笔] ———————————————————————— 阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 因H＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性 化学方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式为2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ 氯碱工业生产流程 阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜的作用 只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量 (二)电镀 电镀 电镀的概念 利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加工工艺 [微点拨] 电镀铜和电解精炼铜的原理相似，但溶液中的Cu2＋浓度变化情况不同：电镀铜c(Cu2＋)不变，电解精炼铜c(Cu2＋)要减小。 目的 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观 装置 构成 ①待镀金属制品作阴极；②镀层金属作阳极；③含有镀层金属离子的溶液作电镀液 电解 精炼 装置构成 以待精炼的铜作阳极，以纯铜作阴极，用硫酸铜溶液作电解质溶液 原理 粗铜中比铜活泼的金属锌、铁等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属银、金等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的铜在纯铜上析出 (三)电冶金 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 [微提醒] ①电冶金时不能有水的存在，否则难以冶炼金属； ②制备铝时应电解熔融的氧化铝，不能用氯化铝，因为氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电。 电解 熔融的 氯化钠 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：Na＋＋e－===Na　　 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ ———————[新知探究(一)]———————————————————————— 电解原理的常规应用 ————————————————————————— [探究活动] 化学课上，某学习小组模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如图所示，装置闭合电键K时，电流表A的指针发生偏转。 1．哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ 提示：甲、乙构成原电池，丙是电解池。 2．a、b、c、d电极名称分别是什么？ 提示：a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。 3．若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？ 提示：c电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。 4．若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？ 提示：c电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Ag－e－===Ag＋，阴极：Ag＋＋e－===Ag。 5．若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？ 提示：c电极用粗铜，d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。 [生成认知] 1．电镀铜与电解精炼铜的比较 电镀铜 电解精炼铜 能量转变 电能转化为化学能 电能转化为化学能 阳极材料 纯铜 粗铜(含锌、银、金等杂质) 阴极材料 镀件 纯铜 阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Ni－2e－===Ni2＋ Cu－2e－===Cu2＋等 阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液及其变化 硫酸铜溶液保持不变 反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小 　 　2.电冶金——Al、Mg的冶炼 电极反应 总反应 铝 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：Al3＋＋3e－===Al 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 镁 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 　　[注意] (1)冶炼铝时，用冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，电解熔融Al2O3。 (2)冶炼Mg时，电解熔融MgCl2，不能电解熔融MgO，因MgO的熔点很高。 塑料电镀 同学们在选购衣服时可能会注意到，一些衣服上金闪闪或银灿灿