(讲义)专题1 第2单元 基础课时7 电解原理的应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(苏教版2019)

基础课时7　电解原理的应用 1．通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。 2．通过建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 1．电解饱和食盐水 (1)装置 电解饱和食盐水的原理示意图 (2)现象 阳极上有黄绿色气体产生；阴极上有无色气体产生。 (3)原理分析及电极反应 电解时，Cl－、OH－移向阳极，H＋、Na＋移向阴极。 ①阳极离子放电顺序：Cl－>OH－， 电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 ②阴极离子放电顺序：H＋>Na＋， 电极反应：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。 ③电池反应 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑， 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 微点拨：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH反应影响烧碱质量。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ (×) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区 (×) (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)利用电解饱和食盐水可制得“84消毒液” (√) 2．铜的电解精炼 (1)铜的电解精炼示意图 铜的电解精炼示意图 (2)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。电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用硫酸铜溶液作电解质溶液。 (3)阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。 (4)电解精炼铜的原理：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。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解精炼铜和电镀铜，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变 (×) (2)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料 (√) (3)电解精炼铜和电镀铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加都相等 (×) (4)电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区 (√) 3．电镀 (1)电镀的概念：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。电镀可以使金属更加美观耐用，抗腐蚀性能增强。 (2)某电镀银实验装置(电镀池)如图所示。 电镀银原理示意图 请回答下列问题： ①银为镀层金属，与直流电源的正极相连，作阳极；待镀金属与直流电源的负极相连，作阴极；含银离子溶液为电镀液，含有镀层金属离子。 ②阳极反应式为Ag－e－===Ag＋(氧化反应) 阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag(还原反应) ③可观察到的现象是待镀金属表面镀上一层光亮的银，银不断溶解。 ④含银离子溶液浓度的变化是不变。 (3)电镀的特点是阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在Fe上镀Ag，应用Fe作阳极，Ag作阴极，用AgNO3溶液作电镀液 (×) (2)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极 (×) (3)电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH基本不变 (√) 电镀及铜的电解精炼 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其他材料制品的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀)，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。 [问题1]　电镀池应该具备什么条件？电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化？ [提示]　条件：镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。 [问题2]　在铁上镀锌时，溶液中的阳离子有两种，为什么在阴极是锌离子得电子而不是氢离子得电子被还原？ [提示]　因为锌离子浓度远大于氢离子浓度，所以是锌离子得电子。 [问题3]　粗铜中含有锌、铁、镍、银、金等金属杂质，在精炼铜的过程中，杂质金属为什么不在阴极析出？精炼铜的过程中溶液中Cu2＋的浓度是否有变化？ [提示]　因氧化性Cu2＋大于Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，故在阴极上Cu2＋得到电子析出单质铜，比铜活泼的金属锌、铁、镍被氧化，比铜活泼性弱的金属Ag、Au形成阳极泥。电解精炼铜时，阳极产生锌离子、亚