4.2 电解原理的应用导学案- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2026-01-07

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人教版选择性必修1第四章第二节

《电解原理应用》学案

【学习目标】

1.证据推理与模型认知：通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的精炼，了解这些比较复杂体系中所发生的反应以及电解的使用价值。建立电池与电解相统一的电化学认识模型。

2.科学探究与创新意识：通过活动探究，提高实验能力和分析能力。

3.科学精神与社会责任：通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的、电解原理的另一种应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。

【学习过程】

教学环节一：氯碱工业——电解饱和食盐水

【问题1】根据电解原理，分析使用惰性电极电解食盐水时，如何制得氯气和烧碱？

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【问题2】根据上述分析写出电极反应式和总反应式。

【问题2】此装置是否能实现工业上大批量、安全稳定生产氯气和烧碱呢?

【问题3】如何改进装置实现工业上大批量、安全稳定生产氯气和烧碱呢?

【问题4】若不用离子交换膜，电解一段时间后，将电解液充分混合，能获得何种物质？电解过程中，电解液组分（如浓度、质量）是否发生变化?

【练习】

1.氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是（）

A.电解池的阴极反应式为

4-108 2H2O＋2e-===H2↑＋2OH-

B.通入空气的电极为负极

C.电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2

D.a、b、c的大小关系为a>b＝c

2.(2023·苏州高二月考)如图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是（）

4-184 A.X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜

B.a极反应为CH3COO-＋2H2O－8e-===2CO2＋7H+，产生的H+向b极移动

C.b极为正极

D.当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH

教学环节二：粗铜精炼

【问题1】当今社会是一个信息化的社会，信息的传递就离不开导线，我们通常使用的导线是铜制导线，要求铜有很高的纯度，而铜通常来自于很多杂质的黄铜矿——称为粗铜，如何从粗铜制得精铜呢？

【问题2】分析电解池的阴阳极材料和电解质溶液使用什么溶液？

【问题3】电解过程中，电解液组分(如浓度、酸碱性)是否发生变化？

教学环节三：电镀

【问题1】请应用电解原理，设计实验方案，在铁钉上镀铜。

【问题2】分析电极材料和电镀液，并且写出电极反应。

【问题3】电镀过程中，电镀液组分(如浓度、酸碱性)是否发生变化？

教学环节四：电冶金