第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

化学反应与能量转化 第1章 第3节　电能转化为化学能——电解 第2课时　电解原理的应用 课程标准要求 学业质量水平 1．认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2．了解电解原理在工业中的应用(如电冶金，如电解熔融氯化钠或氧化铝，电解精炼铜等)。 1．分析化学能与电能相互转化的原理及在生产和生活中的应用。(水平3) 2．能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量贮存和释放的有实用价值的建议。(水平4) 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 栏目索引 课前预习案 课堂探究案 冲关演练案 课前预习案 1．电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)实验装置 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (2)实验现象及原理 实验现象 电极反 应式 阴极 ________________________ 阳极 ____________________________ 电解反应的 化学方程式 _______________________________________ 2H＋＋2e—===H2↑　 　 2Cl—－2e— ===Cl2↑　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．铜的电解精炼 (1)铜的电解精炼示意图 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (2)原理分析 ①________作为阳极材料，________作为阴极材料， 离子导体为硫酸酸化的_________溶液。 ②阳极主要反应为_______________________， 阴极主要反应为_______________________。 ③粗铜中______________等不如铜活泼的金属不放电，最终沉积在电解池的底部，形成阳极泥。 粗铜　 精铜　 CuSO4　 Cu－2e－===Cu2＋　 Cu2＋＋2e－===Cu　 银、金、铂　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 3．电镀 (1)电镀是一种利用________原理在某些金属表面镀上一薄层______________的加工工艺。电镀最主要目的是提高金属的__________能力、__________能或改善金属制品的________。 (2)铁钉镀铜 ①铜片作阳极，电极反应式为_______________________，铁钉作阴极，电极反应式_______________________，CuSO4溶液作离子导体。 ②电镀时，待镀金属制品作________，镀层金属作________，含____________离子的溶液作电镀液。 电解　 金属或合金　 抗腐蚀　 耐磨性　 外观　 Cu－2e－===Cu2＋　 Cu2＋＋2e－===Cu　 阴极　 阳极　 镀层金属　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 4．电冶金 (1)电解工业上常利用电解法获得钠、镁、氟等元素的单质。 (2)电解熔融NaCl制取金属钠，阳极反应为____________________________， 阴极反应为________________________， 电池总反应为_________________________________。 2Cl－－2e－ ===Cl2↑　 2Na＋＋2e－===2Na　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L ×　 √　 ×　 ×　 √　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 学习任务　电解原理的应用 阅读教材P23～27，结合教材中“电解原理的应用”知识，交流讨论。 课堂探究案 实验1 实验2 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 1．实验1饱和食盐水中存在哪些离子？通电后它们怎样移动？根据离子的性质，判断阴极和阳极的产物。 提示　饱和食盐水中含有Na＋、H＋、Cl－和OH－；通电后Na＋、H＋向阴极移动，Cl－和OH－向阳极移动。阴极上阳离子的氧化性：H＋>Na＋，H＋放电生成H2；阳极上阴离子的还原性：Cl－>OH－，Cl－放电生成Cl2。 2．写出实验1中阴、阳极的电极反应式，并设计实验验证两极的电极产物。 提示　阴极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；用拇指堵住a处试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到“噗”的一声，说明收集到的是H2；b管中碘化钾淀粉溶液变蓝，说明KI被氧化为I2，从而证明反应生成Cl2。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 3．分析实验2中阴、阳极的反应产物。若将两极材料互换，能否在铁钥匙表面镀上一层铜？为什么？ 提示　阳极产物是Cu2＋，阴极产物是Cu；不能；若两极材料互换，铁是活性电极，作电解池的阳极时，在阳极放电生成Fe2＋。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 电解原理在工业上的应用 1．电镀池和电解精炼的比较 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 电镀池 电解精炼 形成 条件 ①镀层金属做阳极，接直流电源正极，镀件做阴极，接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路 ①不纯金属做阳极，纯金属做阴极 ②含该金属离子的可溶盐溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路 电极 反应 (以铁上镀锌为例) 阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn (以精炼铜为例) 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(精铜) 联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 1．下列关于如图装置的说法中正确的是(　　) A．精炼铜时，a极为粗铜，b极为精铜 B．电镀铜时，a极为镀件，b极为铜 C．保护铁时，a极为铁片，b极为锌片 D．用惰性电极电解饱和食盐水时，b极有黄绿色气体产生 答案　A　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 解析　a极与电源正极相连，作电解池的阳极，而电解精炼铜时，用粗铜作阳极，精铜作阴极，A正确；电镀铜时，镀件作阴极，与电源的负极相连，纯铜作阳极，与电源的正极相连，B错误；采用电解原理保护铁时，应将铁片与电源的负极相连，作电解池的阴极而受到保护，C错误；用惰性电极电解饱和食盐水时，b极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产生无色气体，D错误。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．(2020.1·浙江选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图如下，下列说法不正确的是(　　) A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出 D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量 答案　D　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 解析　由图可知，电极A上产生Cl2，则电极A是阳极，发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A正确。电极B是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，为维持电解质溶液呈中性，且得到较纯净的NaOH浓溶液，Na＋透过离子交换膜向电极B迁移，则离子交换膜是阳离子交换膜，B正确。饱和NaCl溶液从a处进，稀NaCl溶液从b处出；稀NaOH溶液从c处进，浓NaOH溶液从d处出，C正确。由于离子交换膜是阳离子交换膜，OH－不能透过交换膜，不能向左侧迁移，故Na＋迁移数目等于导线上通过电子的数目，D错误。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 谢谢观看！ 2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up15(通电),\s\do5(　))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　 2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up15(通电),\s\do5(　))2Na＋Cl2↑　 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(　　) (2)将反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2设计成电解池，应用铜作阳极(　　) (3)用惰性电极电解MgCl2溶液的电池反应为MgCl2eq \o(=====,\s\up15(通电),\s\do5(　))Mg＋Cl2↑(　　) (4)工业上采用电解熔融NaCl和AlCl3的方法冶炼金属Na和Al(　　) (5)电镀银时，用银作阳极，镀件作阴极，AgNO3溶液作电解质溶液(　　) 电镀池 电解精炼 定义 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 利用电解原理提纯金属的装置 装置 举例 2．电冶金 (1)电解法是最强有力的氧化还原手段，适合普通还原剂难以还原的金属(活泼性比Fe强的金属)，如冶炼金属钠和金属铝。 (2)应用举例 ①冶炼金属钠：2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up15(通电))2Na＋Cl2↑ ②冶炼金属铝：2Al2O3(熔融)eq \o(=====,\s\up15(通电),\s\do5(Na3AlF6))4Al＋3O2↑ $$