4.2 第2课时 电解原理的应用 学案 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2 第2课时　电解原理的应用 【学习目标】 1.通过对氯碱工业、铜的电解精炼、电镀、电冶金等原理的分析,了解电解的应用,学会电极反应式的书写。 2.通过探究电镀、电解精炼铜的实验,培养观察、分析、推理及归纳总结能力,建立有电极参与反应的电解原理的模型,形成科学的态度,感受电解的价值。 3.通过练习学会电解的有关计算,建立相关计算的思维模型,加深对电解原理的理解和应用,提升模型认知的核心素养。 【自主预习】 一、电解饱和食盐水 1.电解饱和食盐水的原理 通电前:溶液中的离子是　　　　　　　　　。  通电后:①移向阳极的离子是Cl-、OH-,Cl-比OH-容易失去电子,被氧化成氯气。 阳极:　 (氧化反应)。  ②移向阴极的离子是Na+、H+,H+比Na+容易得到电子,被还原成氢气。其中H+是由　　　　电离产生的。  阴极:　 (还原反应)。  ③总反应: 化学方程式为　 ;  离子方程式为　 。  2.氯碱工业生产流程 烧碱、氯气都是重要的化工原料,习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫作　　　　工业。工业生产中,电解饱和食盐水的反应在　　　　　　　　　中进行。  ①阳离子交换膜电解槽 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和纯度。 3.氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有　　　　、　　　　、　　　　、盐酸、含氯漂白剂。  (2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中应用广泛。 二、电镀与电解精炼 1.电镀是一种利用　　　　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。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。  2.电镀铜 3.电解精炼铜 三、电冶金 1.金属冶炼的本质:使矿石中的金属离子获得电子变成　　　　　　的过程。如Mn++ne-M。  2.电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等),但不能电解其盐溶液,应电解其　　　　态盐或氧化物。  如电解熔融的氯化钠可制取金属钠: 阳极:2Cl--2e-Cl2↑; 阴极:Na++e-Na; 总反应:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 【参考答案】一、1.Na+、Cl-、H+、OH-　①2Cl--2e-Cl2↑　②水　2H2O+2e-H2↑+2OH-　③2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH　2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-　2.氯碱　离子交换膜电解槽 3.NaOH　Cl2　H2 二、电解　Cu　待镀金属制品　Cu2+　Cu-2e-Cu2+　Cu2++2e-Cu　粗铜　纯铜　Zn-2e-Zn2+　Fe-2e-Fe2+　Cu-2e-Cu2+　Cu2++2e-Cu 三、1.金属单质　2.熔融 【效果检测】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)电镀池和精炼池在本质上都是电解池。 (　　) (2)电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极。 (　　) (3)工业上采用电解NaCl溶液来制取苛性钠。 (　　) (4)在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极。 (　　) (5)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2作电解质溶液,由于放电顺序H+>Zn2+,不可能在铁上镀锌。 (　　) (6)通常电解熔融MgCl2和Al2O3冶炼镁、铝,也可以电解MgO和AlCl3。 (　　) (7)电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。 (　　) (8)粗铜电解精炼时,若电路中通过2 mol e-,阴极上增加的质量为64 g。 (　　) 【答案】(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　(8)√ 2.以惰性电极分别电解熔融氯化钠和氯化钠溶液时,电极反应有何差异?写出有关电极反应和总反应方程式。 【答案】两者阴极反应不同。电解熔融氯化钠时,阴极反应为2Na++2e-2Na,总反应为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;电解食盐水时,阴极反应为2H++2e-H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。 【合作探究】 任务1：电解在氯碱工业中的应用 情境导入　工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠(NaOH)、氯气(Cl2)和氢气(H2),并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业