第二单元 化学能与电能的转化 第4课时（教学设计） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦电解原理的应用，涵盖电冶金、电解饱和食盐水、铜的电解精炼、电镀及离子交换膜作用。通过19世纪铝的昂贵与现今普遍应用对比导入，衔接电解原理前序知识，搭建从原理到工业应用的学习支架。 资料以问题驱动结合实验活动，如铁钉镀锌实验设计与操作，体现科学探究与实践。通过电冶金电极反应书写、氯碱工业离子交换膜作用分析，培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养。既激发学生兴趣，又为教师提供系统教学环节与分层训练，提升教学效率。

第二单元 化学能与电能的转化 第4课时 电解原理的应用 一、知识目标 1.通过对电冶金、氯碱工业、电镀、铜的电解精炼等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化，掌握相关电极反应式和总反应式的书写。 2.了解离子交换膜的分类、性能和作用，掌握“隔膜”电解池的解题步骤。 3.理解电冶金、电解饱和食盐水、铜的电解精炼和电镀的工作原理及应用。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识电解原理在工业生产中的应用，从微观上理解离子在电极上的反应及离子交换膜对离子迁移的影响。 2.证据推理与模型认知：通过分析电解应用的实例，建立电解应用问题的分析思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 3.科学态度与社会责任：了解电解原理在工业生产中的重要性，认识化学对社会发展的贡献，增强环境保护意识和可持续发展观念。 一、教学重点 电冶金、电解饱和食盐水、铜的电解精炼和电镀的原理及应用；离子交换膜的作用。 二、教学难点 电解应用问题分析思维模型的建立；离子交换膜在电解过程中的作用及相关计算。 本节教学内容源于苏教版（2019年版）高中化学选择性必修1专题1《化学反应与能量变化》第二单元《化学能与电能的转化》第4课时《电解原理的应用》。电解原理的应用是在学习电解原理之后的重要内容，它是化学能与电能相互转化的具体体现，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用，对于学生理解化学学科的实用性和重要性具有重要意义。 本课时内容主要包括电冶金、电解饱和食盐水、铜的电解精炼和电镀四个方面。教材通过详细介绍这些应用的原理、电极反应式和总反应式，让学生深入理解电解原理在不同领域的具体应用。同时，教材还引入了离子交换膜的概念，介绍了其分类、性能和作用，使学生对电解过程中的离子迁移和物质分离有更深入的认识。此外，教材还安排了基础实验——铁钉镀锌，让学生通过亲身体验，加深对电镀原理的理解。 教学对象是高二学生，他们已经具备了一定的化学知识和实验技能，在之前的学习中已经掌握了电解原理的基本内容，包括电极反应、离子放电顺序等。然而，将电解原理应用到实际生产和生活中，对于学生来说仍然具有一定的挑战性。 在思维能力方面，高二学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们需要更多的实例和实验来帮助理解抽象的化学概念和原理。在学习方法上，学生已经具备了一定的自主学习和合作学习能力，但在分析和解决复杂问题时，还需要教师的引导和启发。 此外，学生对于化学在工业生产和日常生活中的应用有着浓厚的兴趣，通过学习电解原理的应用，能够激发他们的学习热情和探索欲望。但同时，学生可能会对一些工业生产过程中的复杂原理和实际操作存在疑惑，需要教师进行详细的讲解和说明。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合实例和实验，引导学生将所学知识应用到实际问题中，培养学生的分析和解决问题的能力。 教学环节一 新课导入 【展示图片并讲述故事】同学们，老师先给大家展示几张图片。一张是拿破仑三世用铝制刀叉招待贵宾的奢华场景，另一张是1885年华盛顿纪念碑顶帽采用金属铝打造的壮观画面。在19世纪，铝被称为“银色的金子”，它的价格远超金、银等贵金属。这是不是很令人惊讶？当时铝如此昂贵，以至于它成为了一种身份和地位的象征。可是到了现在，铝在我们的生活中随处可见，像铝制的门窗、易拉罐等。这短短一百多年间，铝的价格为何会发生如此巨大的变化呢？ 【引出电解法】其实啊，这背后的关键原因就是电解法的发明和应用。科学家们找到了用电解熔融态氧化铝的方法来大规模制取铝，使得铝的产量大幅增加，价格也就随之大幅下降。利用电解法冶炼金属是电解原理的重要应用之一，除此之外，电解原理在很多化工生产中都有着举足轻重的地位。那电解原理还有哪些其他的应用呢？它的具体原理又是怎样的呢？接下来，就让我们一起走进“电解原理的应用”这节课，去揭开其中的奥秘。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过讲述19世纪铝的特殊地位以及现在铝的普遍应用，形成强烈的对比，引发学生的好奇心和求知欲，使学生对本节课的内容产生浓厚的兴趣，提高他们的课堂参与度。 2.联系历史和生活：将化学知识与历史故事以及生活实际紧密联系起来，让学生感受到化学在社会发展和生活中的重要作用，使抽象的化学知识变得具体而有趣。 3.自然导入新课：从电解法对铝生产的影响引出本节课的主题——电解原理的应用，过渡自然流畅，让学生明确本节课的学习方向，为后续的学习做好铺垫。 教学环节二 电冶金 活动一 工业制活泼金属的原理 【引入】利用电解法冶炼金属是电解原理的重要应用之一。铝是当今社会广泛应用的金属材料之一，然而在19世纪却被称为“银色的金子”，其价格远超金、银等贵金属。据说，拿破仑三世曾以铝制刀叉具招待贵宾，而华盛顿纪念碑的顶帽也于1885年采用金属铝打造。大家知道为什么当时铝的价格如此昂贵吗？其实这和金属的冶炼方法有关，下面我们来学习用电冶金的方法制取活泼金属。 【问题】请同学们思考，为什么钾、钙、钠、镁、铝等活泼金属要用电解法来冶炼呢？ 【学生思考】学生思考后回答，因为这些金属的活动性很强，难以用还原剂将它们从其化合物中还原出来，所以采用电解法。 【讲解】评价、强调：同学们回答得很正确。电解法是利用电能将金属从其熔融态的化合物中还原出来的方法。下面我们以工业制金属钠为例，具体分析其原理。工业上是通过电解熔融态氯化钠来制取金属钠的。 【问题】请同学们写出电解熔融态氯化钠时，阳极、阴极的电极反应式以及总反应式。 【学生活动】学生书写电极反应式和总反应式： 阳极： 阴极： 总反应： 【讲解】评价学生书写情况，强调在书写电极反应式时，要注意离子的放电顺序和电子的得失守恒。同样的方法，工业上还可以通过电解熔融态氯化镁制取金属镁，通过电解熔融态氧化铝制取金属铝。大家自行写出电解熔融态氯化镁和氧化铝的电极反应式和总反应式。 【学生活动】学生书写： 电解熔融态氯化镁： 阳极： 阴极： 总反应： 电解熔融态氧化铝： 阳极： 阴极： 总反应： 【讲解】评价学生书写情况。对于工业制金属铝，还有两个问题需要大家思考：（1）工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用？（2）冰晶石的作用是什么？ 【学生思考】学生结合资料思考回答：（1）为共价化合物，在熔融状态下不电离出离子，不能导电，不能被电解；（2）冰晶石（）是助熔剂，能降低的熔点，从而降低成本。 【总结】强调电冶金是制取活泼金属的重要方法，不同金属的冶炼选择不同的电解质，同时要注意一些辅助物质的作用。 【对应训练1】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 【答案】C 【解析】电解熔融的氯化镁来制取金属镁，若电解氯化镁溶液则得不到金属镁，电极材料阳极可以用惰性电极也可以用金属电极，阴极一般用惰性电极，C正确。 【对应训练2】下列关于工业上金属冶炼的说法不正确的是(　　) A．工业上冶炼钠是电解熔融的 B．工业上冶炼镁是电解熔融，也可用替代 C．工业上冶炼铝是电解熔融的，加入冰晶石的作用是降低的熔点 D．工业上炼铁的原理是用还原铁矿石中的铁 【答案】B 【解析】的熔点很高，电解熔融的需要消耗大量的能量，成本较高，工业上一般用电解熔融的方法制取镁，B错误。 教学环节三 电解饱和食盐水 活动一 电解饱和食盐水的原理和工作过程 【引入】我们已经知道了电冶金的原理和应用，电解原理还有很多其他的应用，比如电解饱和食盐水。在生活中，我们使用的很多化工产品都和电解饱和食盐水有关，下面我们就来学习这一重要的工业生产原理。 【问题】已知电解饱和食盐水时，在氯化钠溶液中存在、、和，请同学们根据所学知识，思考哪些离子优先在电极上发生反应，并写出阴极和阳极的电极反应式。 【学生思考】学生思考后回答，阳极上优先发生反应，阴极上优先发生反应。 阳极： 阴极： 【讲解】评价学生回答情况，强调离子的放电顺序。在阳极，的还原性比强，所以优先放电；在阴极，的氧化性比强，所以优先放电。 【问题】如图所示，电解池的阴极区和阳极区用阳离子交换膜隔开，使得阴极区的不能进入阳极区。请同学们思考，电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的进入阳极区？ 【学生思考】学生讨论后回答，因为会与发生反应：，这样会降低氯气的产量，同时也会生成杂质。 【讲解】评价学生回答情况，总结阳离子交换膜的作用：①防止阴极区的进入阳极区发生副反应；②防止与混合发生爆炸。把电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠的工业生产叫做氯碱工业。 【对应训练1】如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是(　) A．装置出口①处的物质是氯气 B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过 C．装置中发生的反应的离子方程式： D．该装置是将电能转化为化学能 【答案】无错误选项（题目有误，若按照正常情况分析，ABCD四个选项均正确） 【解析】在电解饱和食盐水时，阳极发生反应，出口①处得到氯气；阴极发生反应，出口②处得到氢气，离子交换膜为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，该装置是将电能转化为化学能，总反应离子方程式为。 【对应训练2】（亚氯酸钠）是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．若直流电源为铅蓄电池，则b极为 B．阳极反应式为 C．交换膜左侧 的物质的量不变，气体为D．制备时理论上有由交换膜左侧向右侧迁移 【答案】C 【解析】根据装置图可知，阳极上发生氧化反应，失电子生成，电极反应式为，B错误；阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，同时生成氢氧化钠，交换膜为阳离子交换膜，钠离子向右侧移动，交换膜左侧的物质的量不变，气体为，C正确；的物质的量为，根据电极反应式可知，生成转移电子，理论上有由交换膜右侧向左侧迁移，D错误；若直流电源为铅蓄电池，根据装置中电子流向可知，b极为，A错误。 教学环节三 铜的电解精炼 活动一 铜的电解精炼的原理和特点 【引入】在工业生产中，我们常常需要高纯度的铜，比如用于制造电线电缆等。那么如何得到高纯度的铜呢？这就涉及到铜的电解精炼。下面我们来探究铜的电解精炼原理。 【问题】请同学们阅读教材相关内容，思考铜的电解精炼时，电解池的构成是怎样的，阳极和阴极分别是什么，电解质溶液是什么？ 【学生思考】学生回答，阳极是粗铜（含有铁、锌、银、金等多种杂质），阴极是纯铜，电解质溶液是硫酸酸化的硫酸铜溶液。 【问题】请同学们写出阳极和阴极的电极反应式。 【学生活动】学生书写： 阳极反应式：、、等，不如铜活泼的银、金等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 阴极反应式： 【讲解】评价学生书写情况，强调在阳极，比铜活泼的金属先失去电子进入溶液，而比铜不活泼的金属则以单质的形式沉积在阳极底部形成阳极泥。在阴极，只有得到电子生成铜。 【问题】请同学们思考，电解完后，溶液的浓度有何变化？阴极增重与阳极减重相等吗？ 【学生思考】学生讨论后回答，（1）电解质溶液的浓度不断减小，因为阳极上除了铜失电子，还有比铜活泼的金属失电子，而阴极上只有得电子，所以溶液中浓度减小；（2）阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等，因为阳极上有其他金属溶解，且有阳极泥生成。 【总结】强调铜的电解精炼是通过电解的方法将粗铜提纯的过程，要注意电极材料、电极反应以及溶液浓度的变化等问题。 【对应训练1】利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应是 D．电解后，电解槽底部会形成含少量、等金属的阳极泥 【答案】D 【解析】电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，A错误；阴极发生还原反应，B错误；粗铜连接电源正极，C错误；比铜不活泼的、等金属在阳极不放电，以单质形式沉积在电解槽底部形成阳极泥，D正确。 【对应训练2】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量、、、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：） A.阳极发生还原反应，其电极反应式： 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 和 D.电解后，电解槽底部的阳极泥中含有、等金属 【答案】D 【解析】阳极发生氧化反应，电极反应式有、、等，A错误；阳极上比镍活泼的金属先失电子，还有阳极泥生成，而阴极上只有得电子生成镍，所以阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；电解后，溶液中存在的金属阳离子有、、等，C错误；比镍不活泼的、等金属在阳极不放电，以单质形式沉积在电解槽底部形成阳极泥，D正确。 教学环节四 电镀 活动一 电镀的概念、目的和原理 【引入】在生活中，我们会看到一些金属制品表面光亮美观，而且具有较好的抗腐蚀能力，比如一些饰品、汽车零部件等。其实这些很多都是通过电镀工艺实现的。下面我们来学习电镀的相关知识。 【问题】请同学们阅读教材，思考什么是电镀，电镀的目的是什么？ 【学生思考】学生回答，应用电解的原理在某些金属或其他材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程叫做电镀。电镀的目的：①提升美观和增加表面硬度；②增强材料的抗腐蚀能力，防止金属氧化。 【问题】电镀池的构成是怎样的呢？ 【学生回答】①阳极：镀层金属，通常是一些在空气中或溶液里不易被腐蚀的金属或合金，如铬、镍、银、铜等；②阴极：待镀金属制品，也叫镀件；③电镀液：含有镀层金属离子的溶液。 【讲解】强调电镀池的构成特点，阳极是镀层金属，在电镀过程中失去电子变成金属离子进入溶液，阴极是待镀金属制品，溶液中的镀层金属离子在阴极得到电子沉积在镀件表面。 【问题】我们以铁钉镀锌为例，来具体了解电镀的实验过程。请同学们思考实验需要准备哪些仪器和药品，以及实验的操作步骤是怎样的？ 【学生活动】学生回答，实验准备：仪器：托盘天平、烧杯、试管、玻璃棒、镊子、药匙、导线、细砂纸、直流电源（6 - 9 V）。药品和试剂：铁钉、锌片、溶液、浓盐酸、、、硼酸、浓硝酸、蒸馏水。 实验操作： ① 电镀液配制：依次向烧杯中加入蒸馏水、、、硼酸，搅拌使固体溶解，调节溶液的为5 - 6； ② 镀件的处理：铁钉依次用细砂纸打磨、溶液浸泡、浓盐酸浸泡、稀硝酸浸泡，并洗净； ③ 电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极，铁钉作阴极，接通的直流电源，电镀，观察并记录现象。 【问题】请同学们预测实验现象，并写出阳极和阴极的电极反应式。 【学生活动】学生回答，实验现象：锌片逐渐溶解，铁钉表面逐渐覆盖一层银白色镀层。 阳极：；阴极： 【讲解】评价学生回答情况，强调镀件处理的重要性，以及电镀过程中电极反应的本质。 【问题】请同学们思考，在电解前后电镀液的浓度是否改变？阴极增加的质量与阳极减少的质量是否相等？ 【学生思考】学生回答，电极反应式为：阴极：；阳极：。故含银离子的溶液浓度不变，且阴极增重 = 阳极减重（以铁汤匙镀银为例）。 【总结】强调电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金的工艺，要注意电镀池的构成、电极反应以及电镀液浓度等问题。 【对应训练1】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，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 D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 【答案】C 【解析】通电后，阳离子向阴极移动，向阴极移动，A错误 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 第4课时 电解原理的应用 一、电冶金 1.工业制金属钠 · 原理：电解熔融态氯化钠 · 电极反应式和总反应式 · 阳极：2Cl⁻－2e⁻ = Cl₂↑ · 阴极：2Na⁺ + 2e⁻ = 2Na · 总反应：2NaCl === Cl₂↑ + 2Na 2.工业制金属镁 · 原理：电解熔融态氯化镁 · 电极反应式和总反应式 · 阳极：2Cl⁻－2e⁻ = Cl₂↑ · 阴极：Mg²⁺ + 2e⁻ = Mg · 总反应：MgCl₂ === Cl₂↑ + Mg 3.工业制金属铝 · 原理：电解熔融态氧化铝 · 电极反应式和总反应式 · 阳极：6O²⁻ - 12e⁻ = 3O₂↑ · 阴极：4Al³⁺ + 12e⁻ = 4Al · 总反应：2Al₂O₃(熔融) === 4Al + 3O₂↑ · 思考： · 不用AlCl₃的原因 · 冰晶石的作用 #### 二、电解饱和食盐水 4.电极反应和电解反应 · 思考与讨论问题 5.工作原理 · 电极反应 · 阳极：2Cl⁻－2e⁻ = Cl₂↑ · 阴极：2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻ · 阳离子交换膜的作用 6.离子交换膜 · 分类 · 作用 · “隔膜”电解池的解题步骤 #### 三、铜的电解精炼 7.电解池的构成和电极反应 · 阳极：粗铜 · 阴极：纯铜 · 电解质溶液：硫酸酸化的硫酸铜溶液 · 电极反应式 · 阳极：Zn - 2e⁻ = Zn²⁺、Fe - 2e⁻ = Fe²⁺、Cu - 2e⁻ = Cu²⁺等 · 阴极：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu 8.工作原理 · 思考与讨论 #### 四、电镀 9.概念 10.目的 11.电镀池的构成 · 阳极：镀层金属 · 阴极：待镀金属制品 · 电镀液：含有镀层金属离子的溶液 12.基础实验——铁钉镀锌 · 实验准备 · 实验操作 · 实验现象 1.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu = Cu²⁺ + 2e⁻ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 【答案】D 【解析】A. 电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，A选项错误；B. 电解时阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，B选项错误；C. 粗铜连接电源正极，其电极反应有Zn - 2e⁻ = Zn²⁺、Fe - 2e⁻ = Fe²⁺、Cu - 2e⁻ = Cu²⁺等，C选项错误；D. 不如铜活泼的Ag、Pt等金属在阳极不放电，会沉积下来形成阳极泥，D选项正确。 1. 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含有Cu、Pt等金属 【答案】D 【解析】A. 阳极发生氧化反应，电极反应式有Zn - 2e⁻ = Zn²⁺、Fe - 2e⁻ = Fe²⁺、Ni - 2e⁻ = Ni²⁺等，A选项错误；B. 阳极上比镍活泼的金属（如Zn、Fe）先放电溶解，而阴极上只有Ni²⁺放电析出镍，所以阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B选项错误；C. 电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺等，C选项错误；D. 不如镍活泼的Cu、Pt等金属在阳极不放电，会沉积下来形成阳极泥，D选项正确。 1. 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 【答案】C 【解析】A. 通电后，阳离子向阴极移动，所以Ag⁺向阴极移动，A选项错误；B. 电镀时，镀层金属（银）作阳极，与电源正极相连，B选项错误；C. 阴极上Ag⁺得电子发生还原反应，电极反应式为Ag⁺ + e⁻ = Ag，C选项正确；D. 当电镀一段时间后，将电源反接，银会溶解，但铜牌表面的结构和性质已经发生了变化，不能恢复如初，D选项错误。 1. 某同学欲在铜钥匙上镀锌，下列有关说法正确的是(　　) A. 用铜钥匙作阳极，碳棒作阴极，CuSO₄溶液作电解质溶液 B. Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO₄溶液中 C. Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO₄溶液作电镀液 D. 在电镀过程中，溶液中的Zn²⁺浓度减小，Cu²⁺浓度增大 【答案】C 【解析】A. 电镀时，镀件（铜钥匙）作阴极，镀层金属（锌）作阳极，应选用含镀层金属离子的溶液作电镀液，A选项错误；B. 应将锌片与电源正极相连作阳极，铜钥匙与电源负极相连作阴极，B选项错误；C. 锌作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO₄溶液作电镀液，符合电镀的要求，C选项正确；D. 阳极锌溶解，阴极锌离子得电子析出，溶液中Zn²⁺浓度基本不变，D选项错误。 1. 利用如图装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是(　　) A. 氯碱工业中，X电极上反应式是4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑ B. 在铁片上镀铜时，X是纯铜 C. 电解精炼铜时，Y是粗铜 D. 制取金属铝时，Z是氯化铝溶液 【答案】B 【解析】A. 氯碱工业中，阳极是氯离子放电，电极反应式为2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，A选项错误；B. 在铁片上镀铜时，阳极（X）是纯铜，阴极是铁片，电解质溶液是含铜离子的溶液，B选项正确；C. 电解精炼铜时，阳极（X）是粗铜，阴极（Y）是纯铜，C选项错误；D. 氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，制取金属铝应电解熔融的氧化铝，D选项错误。 1. 以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A. 阴极附近溶液呈红色 B. 阴极逸出气体 C. 阳极附近溶液呈蓝色 D. 溶液的pH变小 【答案】D 【解析】以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI + 2H₂O 2KOH + H₂↑ + I₂（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H₂和KOH，阳极产物是I₂。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液呈碱性），A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。 1. 如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A. 电极A是粗铜，电极B是纯铜 B. 电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C. 溶液中SO₄²⁻向电极A迁移 D. 膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 【答案】D 【解析】A. 电解精炼铜时，粗铜作阳极（A），纯铜作阴极（B），A选项正确；B. 阴极反应式为Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，电路中通过1 mol电子，生成0.5 mol铜，质量为32 g，B选项正确；C. 电解池中阴离子向阳极移动，所以溶液中SO₄²⁻向电极A迁移，C选项正确；D. 膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B是阳离子交换膜，允许阳离子通过，D选项错误。 1. 电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置中，E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。下列说法不正确的是(　　) A. 用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B. 乙装置中E电极反应为2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑ C. 用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的OH⁻浓度是0.1 mol·L⁻¹时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为5.4 g D. 电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则Fe(OH)₃胶体带正电荷 【答案】D 【解析】将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，说明F极附近有OH⁻生成，F极为阴极，则B为负极，A为正极。A. 用甲装置精炼铜时，阳极（C）是粗铜，阴极是纯铜，A选项正确；B. 乙装置中E电极为阳极，溶液中的Cl⁻放电，电极反应为2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，B选项正确；C. 乙中发生反应2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑，当乙中溶液的OH⁻浓度是0.1 mol·L⁻¹，体积为500 mL时，生成OH⁻的物质的量为0.05 mol，转移电子的物质的量为0.05 mol，丙中镀件上析出银的物质的量为0.05 mol，质量为5.4 g，C选项正确；D. 电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，说明Fe(OH)₃胶体粒子向Y极移动，Y极为阴极，则Fe(OH)₃胶体带正电荷，但胶体是电中性的，D选项错误。 在本节课的教学中，通过实例引入电解原理的应用，激发了学生的学习兴趣。在讲解电冶金、电解饱和食盐水、铜的电解精炼和电镀等知识点时，结合了电极反应式和工作原理的分析，有助于学生理解电能与化学能之间的转化。但在教学过程中，发现部分学生对离子交换膜的作用和“隔膜”电解池的解题步骤理解存在困难，在今后的教学中应加强这方面的练习和讲解。同时，实验部分由于条件限制未能现场演示，可考虑采用视频等方式进行补充，以增强学生的直观感受。 / 学科网（北京）股份有限公司 $