4.2.3电解原理的应用 课件-2024-2025学年高二上学期人教版化学选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解原理的应用，涵盖氯碱工业、电镀、电解精炼铜及电冶金。以氯碱工业为导入，通过原理分析、产物验证、装置改进等思考问题，搭建从电解原理到实际应用的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于采用问题驱动与实验设计，如氯碱工业中分析装置缺点并改进体现科学思维，电镀和精炼铜的装置设计培养科学探究与实践能力，结合归纳总结深化化学观念。助力学生提升分析解决问题能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

人教版(2019)·选择性必修1 第三课时 电解原理的应用 第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 本课作业 电解原理课后练习卷 复习卷 环节一：氯碱工业 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 阳极 电极反应： 现象： 阴极 电极反应： 现象： 1.原理分析 2NaCl + 2H2O 电解 H2↑ + 2NaOH + Cl2↑ 2H2O+2e- = H2↑+2OH- 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极 阴极 阳极 有气泡冒出 有气泡冒出 环节一：氯碱工业 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 1.原理分析 2NaCl + 2H2O 电解 H2↑ + 2NaOH + Cl2↑ 阴极 阴极 阳极 【思考1】如何证明两极上的生成物？ 【思考2】试说明阴极区为什么会有NaOH产生？ 阴极区H2O ⇌ H++OH-，2H++2e－=H2↑，使水的电离平衡正向移动，阴极区生成OH- ，使溶液呈碱性 NaOH H2 Cl2 酚酞试液 点燃法，发出爆鸣声 湿润的淀粉KI试纸 环节一：氯碱工业 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 1.原理分析 2NaCl + 2H2O 电解 H2↑ + 2NaOH + Cl2↑ 阴极 阴极 阳极 【思考3】电解NaCl溶液的一般装置有哪些缺点? 缺点一：Cl2 与 NaOH 反应 缺点二：H2 与 Cl2 混合易爆炸 H2 + Cl2 2HCl 点燃或光照 Cl2 + 2OH- ClO- + Cl- + H2O 如何改进？ 避免OH-向阳极移动 阳离子交换膜 环节一：氯碱工业 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 2.工业生产法——离子交换膜法 阳离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网(有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室 【归纳总结】阳离子交换膜的作用： ①可以防止阴极产生的_____与阳极产生的_____混合发生爆炸 ②避免_____与阴极产生的_______反应而影响氢氧化钠的产量 ③平衡 。 H2 Cl2 Cl2 NaOH 电荷 环节一：氯碱工业 烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业 2.工业生产法——离子交换膜法 环节一：氯碱工业 【练习】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，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( ) A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl 环节二：电镀 【思考】请设计电解池为铁钥匙镀铜，画出装置图，标出电解质溶液、电极名称并写出两极反应式? 阳极：Cu – 2e- = Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 思考：电解完后，溶液的浓度有何变化？ 不变 环节二：电镀 1. 电镀：利用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他_______或________的加工工艺 2. 目的：使金属 抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观 3. 电镀池的构成： 阳极材料：__________， 阴极材料：__________， 电镀液：含有 金属离子的溶液 4. 特点：电解质溶液浓度 。 5. 实质： 。 电解 金属 合金 增强 镀层金属 待镀金属 镀层 不变 M – ne- = Mn+， Mn+ + ne- = M 保证电镀液镀层金属离子的浓度不变，避免其他离子竞争 环节三：电解精炼铜 【思考】请设计电解池进行粗铜的精炼，画出装置图，标出电解质溶液、电极名称并写出两极反应式 环节三：电解精炼铜 阳极 阴极 (粗铜) (纯铜) Zn-2e-= Zn2+ Fe-2e-= Fe2+ Ni-2e-= Ni2+ Cu-2e-= Cu2+ Cu2+ + 2e-= Cu 硫酸铜溶液 银、金等金属杂质的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，故以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 【装置及原理分析】 环节三：电解精炼铜 【电解精炼铜的原理】 ①粗铜(粗铜含 Zn、Fe、 Ni、Ag、Au等杂质)失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中) ②比铜不活泼的金属银、金等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥) ③粗铜中的铜在纯铜上析出 【思考1】精炼铜时，电解液中的Cu²⁺浓度有何变化? 【思考2】阴极增加的质量和阳极减少的质量相等吗? 减小或基本不变 一般不相等 环节四：电冶金 $