第四章 第二节　第2课时　电解原理的应用 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案配套教参（人教版，单选）

第2课时　电解原理的应用 　电解原理的应用 授课提示：对应学生用书第105页 1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。 (1)电极反应(并注明反应类型) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。 (2)总反应：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。 (3)离子交换膜电解槽 ①离子交换膜电解槽电解饱和食盐水的原理示意图如下： ②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反应而影响氢氧化钠的产量。 2．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其他金属或合金的加工工艺。 (2)电镀 3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等) (1)粗铜作阳极，主要的电极反应为Cu－2e－===Cu2+；纯铜作阴极，电极反应为Cu2+＋2e－===Cu；电解质溶液为CuSO4溶液。 (2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银等形成阳极泥。 4．电冶金制取金属 钠、钙、镁、铝等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原出来，因此通常用电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠： 阴极：Na＋＋e－===Na， 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑， 总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，不正确的画“×”。 1．用惰性电极电解NaCl水溶液一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性。(×) 2．电解精炼铜时，电解质溶液中的Cu2+浓度变小。(√) 授课提示：对应学生用书第106页 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，电流计A的指针将发生偏转。 问题1：哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ 答案：甲、乙构成原电池，丙是电解池。 问题2：若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气。 (1)如何选用电极材料和电解质溶液？ (2)若c、d电极均为Pt，c电极上的产物是什么？d电极上的产物是什么？ 答案：(1)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。 (2)c电极为阳极，产物为氯气；d电极为阴极，产物为氢气和氢氧化钠。 问题3：若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银。 (1)若c电极用Ag，如何选用阴极材料和电解质溶液？反应前后电解质溶液中的浓度如何变化？ (2)若c电极用石墨，电极反应如何书写？反应前后电解质溶液中的浓度如何变化？ 答案：(1)d电极用铁件，X溶液为AgNO3溶液，电解前后硝酸银溶液的浓度基本不变。 (2)阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：Ag＋＋e－===Ag。电解后电解质溶液的浓度降低。 问题4：若模拟电解精炼铜。 (1)如何选用电极材料和电解质溶液？ (2)若原粗铜中含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等杂质，电解后这些金属分别存在什么物质中？ 答案：(1)c电极用粗铜，d电极用精铜，X溶液为CuSO4溶液。 (2)比铜活泼的金属形成离子进入溶液，不如铜活泼的金属如Ag、Au、Pt形成阳极泥沉积在阳极底部。 1.“五步法”书写电极反应 步骤 内容 判 判断阴、阳极 看 阳极要看清电极材料。对于铁、铝、铜、银等活泼电极，则阳极金属电极失电子变成阳离子进入溶液(Fe变成Fe2+)，阴离子不失电子；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨等)材料，应是溶液中的阴离子失电子 分 将离子分成阳离子组、阴离子组(注意：水溶液中一定不要丢掉H＋、OH－)，阳离子向阴极移动，在阴极得电子；阴离子向阳极移动，在阳极失电子。根据得失电子能力对离子排序，得电子能力：Ag＋>Fe3+>Cu2+>H＋；失电子能力：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根 写 由放电顺序及信息确定放电产物和电极反应 平 依据质量守恒、电荷守恒进行配平 2.电解“三池”的比较 电解池 电解精炼池 电镀池 定义 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理将不纯的金属提纯的装置 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 形成条件 ①两电极接直流电源 ②电极插入电解质溶液 ③形成闭合回路 ①不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极 ②电解质溶液须含有提纯金属的离子 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液含有镀层金属的离子 电极名称 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连 阳极：不纯金属 阴极：纯金属 阳极：镀层金属 阴极：镀件 电极反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 阳极：氧化反应 阴极：还原