1.3.2 电解原理的应用 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解原理的应用，涵盖电解饱和食盐水、铜的电解精炼、电镀及电解法冶炼金属等核心知识点。通过分析饱和食盐水中离子种类、移动方向及电极反应，搭建从电解理论到工业应用的学习支架，衔接前后知识脉络。 其特色在于以科学探究与实践为核心，如设计实验验证电解饱和食盐水产物，用淀粉碘化钾试纸检验Cl₂、酚酞检验OH⁻；结合氯碱工业离子交换膜应用培养科学态度与责任，通过铜精炼模型构建提升科学思维。助力学生深化理论联系实际，为教师提供结构化探究素材，提升教学效率。

第3节 电能转化为化学能——电解 第2课时 电解原理的应用 授课教师： 孙 榕 第一章 化学反应与能量转化 选 择 性 必 修 一 I H＋ 、Na + H+ OH- H+ Cl- OH- Na+ H+ Na+ OH- Cl- 电极反应： 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2 ↑ 阴极： 2H2O＋2e－===H2 ↑ + 2OH- 如何设计实验验证我们的推测？ 分析饱和食盐水中存在的离子种类及通电后的离子的移动方向和电极反应 ml 一、 电解饱和食盐水 Cl－ 、OH- 石墨电极 石墨电极 Cl- Na+ e- e- 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2 ↑ 阴极： 2H2O＋2e－===H2 ↑ + 2OH- 3 、 总反应式： 2NaCl＋2H2O 通电2NaOH＋H2 ↑+Cl2 ↑ 1 、 实验现象： ①阳极上有带 刺激性气味的黄绿 色气体产生， 并能使湿润的淀粉碘化钾试纸变 蓝色。 ②阴极上有无色气体产生， 阴极附近溶液变红色 。 产生Cl2 产生H2 和碱性物质 ml 一、 电解饱和食盐水 2 、 电极反应： Cl－ 、 OH- H＋ 、Na + 阴 阳 阴极产物 阳极产物 电解饱和食盐水 湿氢气 湿氯气 烧碱 H2 Cl2 含氯漂白剂 NaOH 2NaCl＋2H2O 通电2NaOH＋H2 ↑+Cl2 ↑ 有机合成 、造纸玻璃 、肥皂 纺织 、 印染 ml 一、 电解饱和食盐水 有机合成 氯化物合成 农药 金属冶炼有机合成 氯碱工业 HCl盐酸 阴极产物 阳极产物 思考交流：反应过程中可能存在的副反应？ Cl2+2OH- == Cl-+ ClO-+H2O Cl2+H HCl 电解饱和食盐水要解决的主要问题是什么？ (1) 避免Cl2接触NaOH溶液反应 (2) 避免生成物H2和Cl2 混合爆炸 阴 2NaCl＋2H2O 通电2NaOH＋H2 ↑+ C l 2 ↑ ml 一、 电解饱和食盐水 使用离子交换膜 阳 离子交换膜是一类高分子膜， 它能选择性地使物质通过。 例如， 阳 离子交换膜只能通过阳离子， 而阴离子不能通过。 质子交换膜只能让H+通过。 离子交换膜的作用： ①隔离某些物质， 防止 阴极与阳极产物之间或 产物与电解质溶液之间 发生反应。 ①在阴极富集氢氧化钠； ②避免Cl2接触NaOH溶液反应 ③避免生成物H2和Cl2混合爆炸 Cl2 H2 Na+ ml 一、 电解饱和食盐水 石墨 阳极室 石墨 阴极室 增强溶液导电性 阳离子交换膜 Cl2 淡海水 高浓海水 H2 NaOH 离子交换膜的作用： ②用于制备某些物质： 通过离子定向移动使得阴极区或阳极区得到所制备的新物质； ③对物质进行分离、 提纯等。 用两惰性电极电渗析法淡化海水， 写出阴阳极电极方程式并推断电解产物甲、 乙、 丙、 丁分别是？ 阴极:2H2O + 2e- = 2H2 ↑ + 2OH- 阴极放电能力: H2O>Na+ 阳极:2Cl- -2e- = Cl2 ↑ 阳极放电能力: Cl->H2O 膜技术的巧妙应用——电渗析淡化海水 ml 一、 电解饱和食盐水 粗铜中含Cu约98.5%， 还含有Zn 、 Fe 、 Ni 、 Ag 、 Au等杂质 ml 二、 铜的电解精炼 粗铜精炼 1 、 原理 （1） 装置组成 ①阳极： 粗铜 （含Zn 、 Fe 、 Ni 、 Ag、 Au等杂质） ②阴极： 纯铜 ③电解液： CuSO4 溶液 ml 二、 铜的电解精炼 CuSO4 溶液 纯铜 阴极 粗铜 阳极 1 、 原理 （2） 电极反应 阳极 阳极放电顺序： 金属电极 ＞ OH- ＞ SO42- 金属活泼性： 锌＞铁＞镍＞铜＞银＞金 阳极： Zn－2e－＝Zn2+ Fe－2e－＝Fe2+ Ni －2e－＝Ni2+ Cu－2e－＝Cu2+ 阴极放电顺序： Cu2+ ＞ H+ ＞ Fe2+ 阴极： Cu2+ +2e－＝Cu ml 二、 铜的电解精炼 阴极 Cu2＋ 浓度略减少 被Zn2+ 、 Fe2+ 、Ni2+替换 电极质量变化 纯铜电极质量增加， 粗铜电极质量减少 Zn 、 Fe 、 Ni比Cu先放电转化成离子进入水溶液， Ag 、 Au沉积下来， 与其他不溶性杂质混在一起形成阳极泥而除去。 1 、 原理 （3） 精炼结果 电解质溶液浓度变化 ml 二、 铜的电解精炼 除杂 阳极泥 1 、 定义： 应用电解原理， 在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 2 、 目 的： 增强金属的抗腐蚀能力、 耐磨性或改善金属制品的外观。 ml 三、 电镀 待镀铁钉 （镀件） Cu2+ 铜片 （镀层金属） /石墨棒 Cu CuSO4 溶液 导线 电极反应 ①阴极铁钉(镀件)：Cu2＋ ＋2e－ = Cu ②阳极为铜片(镀层金属/石墨棒)：Cu－2e－ = Cu2 + ml 三、 电镀 【铁钉镀铜】 3 、 电镀模型 （1） 阳极： 镀层金属/惰性电极 镀层金属由电解液提供 阴极： 镀件 （待镀金属） 电解液： 含镀层金属阳离子的盐溶液 （2） 电镀结果 / 电极质量变化 惰性 阴极质量增加， 电极 阳极 （镀层金属做阳极时） 质量减少 含镀层金属阳 电解质溶液浓度变化 不变 金属 镀层 ml 三、 电镀 镀 件 离子的盐溶液 2NaCl Na + Cl MgCl2(熔融) 通 电 Mg + Cl2 ↑ 2Al2O3(熔融 Al+ 3O2 ↑ 阴极 阳极 阴极 阳极 阴极 阳极 1. 电冶金的原理 Mn＋ ＋ne－===M 2. 用 电解法冶炼较活泼的金属， 如钠、 镁、 铝等。 ml 四、 电解法冶炼金属 注意： ①不用AlCl3 ②冰晶石作用： 助熔剂， 降低Al2O3熔点， 节能 ③阳极石墨易被O2 腐蚀， 需定期更换 3. 实例 (1)电解熔融NaCl 2NaCl(熔融) 通电 2Na + Cl2 ↑ 2Al2O3(熔融) 石 4Al+ 3O2 ↑ (2)电解熔融Al2O3 冰晶 通电 ml 四、 电解法冶炼金属 ml 五、 二次电池的充电 （电化学储能技术） Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 放电 充电 1 、 “84”消毒液是环境消毒液之一 。 某学生想制作一种家用环保型消 毒液发生器， 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液， 通电时， 为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液， 设计了如图所示的装置。 c 、 d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的 负_(填“正”“ 负”“ 阴” 或“ 阳”， 下同)极， c为电解池的 阳__极。 (2)d电极的电极反应式： 2H ＋＋2e－===H2 ↑__， 电解产生消毒 液的总化学方程式为 NaCl ＋H2O = =_ =NaClO ＋H2 ↑_。 2 、 以硫酸铜溶液作电解液， 对含杂质Fe 、 Zn 、 Ag的粗铜进行电解精炼。 下列叙述正确的是 ①粗铜与直流电源负极相连 ②阴极发生的反应为Cu2＋ ＋2e－===Cu ③电路中每通过3.01 × 1023个电子， 得到的精铜质量为16 g ④杂质Ag以Ag2SO4 的形式沉入电解槽底部形成阳极泥 A. ①③ B. ②④ C. ③④ √D.②③ $