1.3 课时2 电解原理的应用 课件 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

电解原理的应用 1.认识电解原理在氯碱工业、电镀及电冶金等工业生产中的实际应用。 2.深化对电解原理的理解。 活动 · 探究 活动 · 探究 阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞， 溶液变红，点燃气体后，有爆鸣声。 阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生， 使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 [实验]电解饱和食盐水 视频 阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑ 阴极：2H++2e－===H2↑ 总反应：2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－ 电解 得电子能力：H+>Na+ 失电子能力：Cl－>OH－ 一、电解食盐水可以得到三种重要的化工产品——氯气、氢气和烧碱。 工业电解食盐水制备烧碱 离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 离子交换膜是一类高分子膜，它能选择性地使物质通过。阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子则不能通过。 Na＋不断从阳极区进入阴极区，而阴极区产生的OH－只能留在阴极区，可以得到浓度较高的NaOH溶液。 防止H2、Cl2混合发生爆炸。 避免Cl2与NaOH反应，影响NaOH的产量。 阳极区 阴极区 火法炼铜 粗铜 （Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au……） 导电性远不能满足电器工业的要求 二、铜的电解精炼 阴极： Cu2＋＋2e－==Cu 阳极： Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、 Cu－2e－===Cu2+等 两个电极上通过的电子数一样;两个电极的质量变化不相等。 在粗铜的精炼中,阴极和阳极通过的电子数相等吗?阴极和阳极两个电极上的质量变化一样吗? 思考与讨论 三、电镀 利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 镀铜 镀铬 镀镍 活动 · 探究 活动 · 探究 铁钉镀铜 [实验用品] 铁钉、铜片、石墨棒、CuSO4溶液；烧杯、导线、电源。 [确定阴极] [确定阳极] 阴极材料： 阴极反应物： 阳极材料： 阳极反应物： 是否需要保留待镀金属（镀件）？ 如何使镀层金属或合金沉积在镀件表面？ 是否需要补充消耗的镀层物质？ 铁钉 铜片 Cu Cu2＋ [构成闭合回路] 硫酸铜溶液 导线 离子导体： 电子导体： 【实验现象】铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。 阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu 阳极：Cu－2e－＝Cu2＋ 电镀模型： 阴极：待镀金属——镀件 阳极：镀层金属 （如Cr、Ni、Ag和合金） 电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液 Ⅰ.在铁钉镀铜的实验中，电镀液的浓度是否发生变化？解释原因。 否，阴极上有镀层金属沉积，得到电子的数量和阳极(镀层金属)溶解失去电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。 Ⅱ.可以采用怎样的措施让铜能更好地附着在铁钉上？ 镀层能否很好地附着在镀件上，与镀层表面的洁净和平整程度有很大的关系。电镀时，为了得到均匀、光洁、致密的镀层，往往需要在电镀液中加入有关助剂。 思考与讨论 铜的电解精炼与电镀铜的对比 电解精炼铜 电镀铜 电极材料 阴极 阳极 电极反应 阳极 阴极 电解质溶液 浓度的变化 精铜 粗铜 镀件 纯铜 Cu2＋＋2e－＝Cu Cu－2e－＝Cu2＋等 Cu－2e－＝Cu2＋ Cu2＋＋2e－＝Cu Cu2+减少，有比铜活泼的金属的阳离子进入溶液 电解质溶液成分及浓度均不变 电解工业上还常利用电解法获得钠、镁、氟等元素的单质。 K、Ca 、 Na、 Mg、Al等金属的还原性很强,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼.如工业冶炼 NaCl— Na MgCl2—Mg Al2O3—Al 物质转化 能量储能 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (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)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3(　　) (3)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(　　) (4)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2溶液作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌(　　) (5)若把Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑设计成电解池，应用Cu作阳极，稀H2SO4作电解液(　　) × × √ × √ 2.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　) A．锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有锌离子 B．铂做阴极，镀件做阳极，溶液中含有锌离子 C．铁做阳极，镀件做阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌做阴极，镀件做阳极，溶液中含有亚铁离子 A 3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt，没有Zn、Fe、Ni D 4.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是(　　) A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 D 5.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是(　　) A．通电后，Ag＋向阳极移动 B．银片与电源负极相连 C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－=Ag D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 C Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$