4.2.2 电解池及应用 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第2课时 电解的应用 化学反应与电能第四章 第二节 电解池 1 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 电解池示意图 阳极 阴极 电源 溶液中离子 阴离子 阳离子 电极反应 放电顺序 e- e- 应用一：电解饱和食盐水 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阳极 阴极 总反应 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 2Cl- + 2H2O === 2OH- + H2↑+ Cl2↑ 电解 点燃法检验H2 酚酞溶液检验碱性 湿润淀粉KI试纸 检验Cl2 2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 思考：能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？ 2NaCl + 2H2O 电解 H2↑ + 2NaOH + Cl2↑ 阴极区域 阳极 区域 原因一：Cl2 与 NaOH 反应 原因二：H2 与 Cl2 混合易爆炸 H2 + Cl2 2HCl 一定条件 Cl2 + 2OH- ClO- + Cl- + H2O 不能，原因如下： 装置改进 工业生产中，电解饱和食盐水在离子交换膜电解槽中进行。离子交换膜 电解槽是由多个单元槽组成的。 阳离子 交换膜 1、关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　) A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解质转移到烧杯中充分搅拌后溶液呈中性 B 2、如图所示，用石墨电极电解饱和食盐水，下列说法不正确的是（　　） A. a极是阳极 B. 通电使NaCl发生电离 C. Na＋、H＋向b极移动 D. a极产生黄绿色气体 B 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。主要目的是增强金属抗腐蚀能力，增加美观或表面硬度。镀层金属通常是铬、镍、银、黄铜等。 标价900 00 镀银水壶 标价1 000 000 镀金手表 标价5 000 000 镀金金条 应用二：电镀 应用二：电镀 阳极 阴极 镀层金属Cu 镀件金属Fe 含镀层金属离子 CuSO4溶液 电解质溶液的浓度__________ 保持不变 电解液 电极材料 电极反应 Cu - 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- = Cu 应用二：电解精炼铜 阳极 Zn – 2e- = Zn2+ Fe – 2e- = Fe2+ Ni – 2e- = Ni2+ Cu – 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- =Cu 阴极 阳极泥:不活泼的贵重金属（银、金等）沉入槽底形成 硫酸铜溶液 放电顺序： Cu2+＞H+＞Ni2+＞Fe2+＞Zn2+ 【1】利用电解原理，在铁皮表面镀一层锌的有关叙述正确的是（　　） A.用可溶性铁盐作电解质 B.锌元素既被氧化又被还原 C.铁为负极，锌为正极 D.铁为阳极，锌为阴极 B 【2】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.电解时以纯铜作阳极 B.电解时阴极发生氧化反应 C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－=Cu2＋ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 D 应用三：电冶金 使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程 Mn+ + ne- = M 电解熔融 NaCl 制取 Na： 2Cl－－2e－ = Cl2↑ 2Na＋＋2e－ = 2Na 2NaCl（熔融）= 2Na ＋ Cl2↑ 电解 阳极 阴极 总反应 电解池 电解精炼池 电镀池 定义 形成 条件 电极 名称 电极 反应 将电能转变成化学能的装置 ①两电极接直流电源 ②电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 应用电解原理将不纯的金属提纯的装置 ①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极 ②电解质溶液须待提纯金属的离子 阳极：不纯金属； 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置 ①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 ②电镀液须含有镀层金属的离子 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 第二节 电解池 第2课时 电解精炼铜 电镀 装置 产物分析 定义 目的 构成 原理 电冶金 原理 实质 应用 THANKS 谢谢聆听 14 1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 答案　D 解析　如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 2．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－==4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－==Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 答案　B 解析　①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　) A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 答案　B 解析　铜和盐酸或稀硫酸不能自发地进行氧化还原反应，铜和硝酸能自发地进行氧化还原反应，但生成的气体是氮氧化物而不是氢气，所以该反应只能是电解池反应而不是原电池反应，该装置只能构成电解池不能构成原电池；该电解池中，铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，所以该电解池的阳极必须是铜电极，故答案选B。 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 5．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 答案　B 解析　根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。 1．若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 答案　C 解析　电镀原理，若在铜片上镀银时，铜作电解池的阴极与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银；银作电解池的阳极和电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子；电解质溶液为硝酸银溶液。铜片应接在电源的负极上，故①错误；银片应接在电源的正极上，故②正确；在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；在银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；用硫酸铜溶液作电镀液，阴极析出铜，故⑤错误；需用硝酸银溶液作电镀液，故⑥正确。 2．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，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铜和铂，没有锌、铁、镍 答案　D 解析　电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有铜和铂，没有锌、铁、镍。 3．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中，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MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会失电子，所以阳极必须用惰性电极。 4.21世纪是钛的世纪，在800～1 000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．石墨电极上发生还原反应 C．阴极发生的反应为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ D．每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子 答案　C 解析　由O2－的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1 mol Ti，转移0.4 mol电子，D错误。 5．一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(　　)  A．a为直流电源的正极 B．阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH不变 D．若有1 mol离子通过A膜，理论上 阳极生成0.25 mol气体 答案　D 解析　A项，制备铬，则Cr电极应该是阴极，即a为直流电源的负极，错误；B项，阴极反应式为Cr3＋＋3e－===Cr，错误；C项，工作时，甲池中硫酸根移向乙池，丙池中氢离子移向乙池，乙池中硫酸浓度增大，溶液的pH减小，错误；D项，若有1 mol离子通过A膜，即丙池产生1 mol氢离子，则理论上阳极生成0.25 mol氧气，正确。 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $