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

人教版 高二年级 选择性必修二 第二节 第二课时 电解原理的应用 第四章 高中化学 选择性必修一 教学目标 1.掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式和总反应方程式。 2.掌握电解原理的有关计算。 素养目标 1.通过归纳总结电解池的工作原理，认识电解原理在电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等实现物质转化和储存能量中的具体应用，体会电解在人类社会进步的重要贡献发展科学态度与社会责任的学科核心素养。 2.掌握电解原理的有关计算，培养化学变化中的守恒思想。 新课导入 电解原理 应 用 【思考】电解是一种剧烈的氧化还原反应，能把电能转化为化学能，在实际工业生产中都有哪些应用呢？ 氯碱工业 氯碱工业电解槽 电 镀 精炼金属 电冶金 【思+议】 阅读课本P106-P108 回答以下问题 1.电解原理在工业生产中有哪些应用？ 2.氯碱工业，电镀，电冶金的原理是什么？ 2.原理 石墨 石墨 一、氯碱工业 1.概念 习惯上把电解____________的工业生产称为氯碱工业。 其工业产物有_______、______和氢气。 饱和食盐水 烧碱 氯气 阴极 阳极 分析该装置有何缺陷？如何改进该装置呢？ 1.氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是 A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为： 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓 度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减 少能耗 课堂练习 B 一、氯碱工业 3.工业生产 阳极 阴极 Na+ NaCl浓度减小 NaOH浓度增大 阳离子交换膜 如何避免OH－向阳极室移动？ 为什么要加少量NaOH？ 装置 阳极(镀层金属) Cu-2e-=Cu2+ 阴极(镀件) Cu2++2e-=Cu 电解液：含镀层金属阳离子的溶液 （给铁制钥匙表面镀铜） 特点： ①阳极参加反应 ②电解质溶液浓度不变 ③阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 二、电镀 课堂练习 2.若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是： ①将铜片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③在铜上发生的反应是：Ag++e—=Ag ④在银片上发生的反应是：4OH—-4e—=O2↑+2H2O ⑤需用硫酸铜溶液为电镀液 ⑥需用硝酸银溶液为电镀液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ B 通过火法冶炼获得的粗铜含有较多杂质，须经过电解精炼才能获得纯铜。 粗铜成分：Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、Au等 阳极 阴极 (粗铜) (纯铜) Zn - 2e- = Zn2+ Fe - 2e- = Fe2+ Ni - 2e- = Ni2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等 Cu2+ + 2e-= Cu 硫酸铜溶液 阳极泥 Au、Ag可作为提炼金、银等贵金属的原料 - + 电解精炼铜 阴极 特点： ①粗铜被腐蚀，出阳极泥 ②阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等 ③电解质溶液浓度不变 1.已知氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋。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，回答下列问题： (1)阳极材料是_____，发生_____反应，其电极反应式包括：____________________________________。 (1)阴极材料是_____，发生_____反应，其电极反应式包括：_________。 (2)电解过程中，阳极失去的电子和阴极得到的电子的物质的量_______(填“相等”或“不相等”，下同)，阳极减少的质量与阴极增加的质量_______。 (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有______、_____、Ni2＋等。 (4)电解后，电解槽底部含有_______等金属。 课堂练习 粗镍 Ni-2e-=Ni2＋，Fe-2e-=Fe2＋， Zn－2e－=Zn2＋ 不相等 相等 Fe2+ Zn2+ Cu、Pt 氧化 纯镍 还原 Ni2＋+2e-=Ni 三、电冶金 金属活动性增强 富集法 热分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 热还原法 电解法 三、电冶金 1.原理 电解是最强有力的氧化还原手段，所以通过电解冶炼金属是重要的方法。使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来 Mn++ne-=M 2.电解熔融氯化钠 2Na++2e- ＝ 2Na 2Cl－－2e- ＝ Cl2↑ 阴极： 阳极： 总反应： 思考探究 冶炼金属镁、金属铝 冰晶石降低熔融温度 阳极： 6O2- - 12e- = 3O2↑ 阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al 总反应： 电解熔融氯化镁 阴极：Mg++2e- ＝ Mg 阳极：2Cl－－2e- ＝ Cl2↑ 总反应：MgCl2(熔融) ==== Mg+ Cl2↑ 电解 电解熔融氧化铝 $