1.3 .2 电解原理的应用课件--2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解原理的应用，涵盖电冶金、氯碱工业、铜的电解精炼及电镀等核心内容。以戴维用电解发现钾元素的历史故事导入，衔接电解原理与工业、生活实际应用，搭建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合历史情境、实验探究与对比分析，通过氯碱工业实验现象推导电极反应培养科学探究与实践能力，电解精炼与电镀的对比表格助力科学思维养成，离子交换膜作用分析深化化学观念。学生能系统掌握知识，教师可借助案例与习题提升教学效率。

电解原理的应用 第1章 化学反应与能量转化 1807年，英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源，奇迹发生了——阴极附近产生了一种银白色的金属，随即形成紫色火焰。他发现了钾元素！随后他又用电解法相继发现了钠、钙、锶、钡、镁等元素，成为发现化学元素最多的人。 电解，是人类发现新元素、制备新物质的强大工具。今天，我们来探索电解在工业和生活中的具体应用。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 物理方法 热还原法 热分解法 电解法 一、电冶金 使用电解法冶炼像钾、钙、钠、镁、铝等活泼金属的方法 2NaCl === Cl2↑+2Na 电解 MgCl2 === Cl2↑+Mg 电解 2Al2O3(熔融) === 4Al + 3O2 ↑ 电解 冰晶石 二、 氯碱工业（电解饱和食盐水） 阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞， 溶液变红，点燃气体后，有爆鸣声。 阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生， 使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 [实验]电解饱和食盐水 视频 阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑ 阴极：2H++2e－===H2↑ 总反应：2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－ 电解 得电子能力：H+>Na+ 失电子能力：Cl－>OH－ 电解食盐水可以得到三种重要的化工产品——氯气、氢气和烧碱。 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OH-不能进入阳极区。这样的作用是什么？ Na＋不断从阳极区进入阴极区，而阴极区产生的OH－只能留在阴极区，可以得到浓度较高的NaOH溶液。 避免Cl2与NaOH反应，影响NaOH的产量。 防止H2、Cl2混合发生爆炸。 离子交换膜 1.分类：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类： 类型 性能 阳离子交换膜 只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子和分子通过 阴离子交换膜 只允许阴离子通过，不允许阳离子和分子通过 质子交换膜 只允许H＋通过，不允许其他阳离子、阴离子和分子通过 2.作用： (1)能将两极区隔离，阻止两极区生成的物质接触，防止发生副反应。 (2)能选择性通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.“隔膜”电解池的解题步骤： ①分清隔膜类型：隔膜属于阳膜、阴膜还是质子膜，判断允许哪种离子通过 隔膜； ②分析微粒变化：写出电极反应式，判断隔膜两侧离子变化，推断电荷变化， 根据电荷平衡判断离子迁移方向； ③分析隔膜作用：在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物 之间发生反应或避免产物因发生反应而造成危险。 离子交换膜 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 C 2Cl- + 2H+ === Cl2↑+H2↑ 通电 火法炼铜 粗铜 （Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au……） 导电性远不能满足电器工业的要求 三、铜的电解精炼 阴极： Cu2＋＋2e－==Cu 阳极： Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、 Cu－2e－===Cu2+等 【思考】（1）电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ （2）阴极增重与阳极减重相等吗？ 阴极： Cu2＋＋2e－==Cu 阳极： Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、 Cu－2e－===Cu2+等 （1）电解质CuSO4溶液的浓度不断减小，故工业生产中需不断补充电解质； （2）阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 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 D 2．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 D 四、电镀 利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 镀铜 镀铬 镀镍 铁钉镀铜 [实验用品] 铁钉、铜片、石墨棒、CuSO4溶液；烧杯、导线、电源。 [确定阴极] [确定阳极] 阴极材料： 阴极反应物： 阳极材料： 阳极反应物： 是否需要保留待镀金属（镀件）？ 如何使镀层金属或合金沉积在镀件表面？ 是否需要补充消耗的镀层物质？ 铁钉 铜片 Cu Cu2＋ [构成闭合回路] 硫酸铜溶液 导线 离子导体： 电子导体： 【实验现象】铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。 阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu 阳极：Cu－2e－＝Cu2＋ 电镀模型： 阴极：待镀金属——镀件 阳极：镀层金属 （如Cr、Ni、Ag和合金） 电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液 Ⅰ.在铁钉镀铜的实验中，电镀液的浓度是否发生变化？解释原因。 否，阴极上有镀层金属沉积，得到电子的数量和阳极(镀层金属)溶解失去电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。 Ⅱ.可以采用怎样的措施让铜能更好地附着在铁钉上？ 镀层能否很好地附着在镀件上，与镀层表面的洁净和平整程度有很大的关系。电镀时，为了得到均匀、光洁、致密的镀层，往往需要在电镀液中加入有关助剂。 ＞＞＞铜的电解精炼与电镀铜的对比 电解精炼铜 电镀铜 电极材料 阴极 阳极 电极反应 阳极 阴极 电解质溶液 浓度的变化 精铜 粗铜 镀件 纯铜 Cu2＋＋2e－＝Cu Cu－2e－＝Cu2＋等 Cu－2e－＝Cu2＋ Cu2＋＋2e－＝Cu Cu2+减少，有比铜活泼的金属的阳离子进入溶液 电解质溶液成分及浓度均不变 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 C 2．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 C 3．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(　　) D 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 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $