第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步课件（人教版·不定项）

该高中化学课件聚焦电解原理的应用，涵盖氯碱工业、电解精炼铜、电镀、电冶金及钒液流电池，通过自主预习（实验现象观察、原理分析）和自我诊断（判断题）衔接电解原理基础，为实际应用搭建学习支架。 其亮点在于结合实验现象（如电解食盐水阳极黄绿色气体）与电极反应书写，融入工业（氯碱工业阳离子交换膜）和生活应用（自制含氯消毒剂），体现化学观念（物质与能量转化）和科学思维（证据推理）。真题演练助学生巩固，教师可提升教学效率。

第2课时　电解原理的应用 学习目标 1.理解并掌握氯碱工业、电解精炼铜、电镀的原理，认识电能与化学能相互转化的实际意义。 2．能正确书写电解池的电极反应和总反应，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 返回导航 内 容 索 引 知识点一 1 1 知识点二 2 知识点三 3 课堂检测 巩固落实 4 知识点一　电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 第一部分 4 自主预习 1．电解饱和食盐水 (1)实验装置 返回导航 (2)实验现象 ①阳极：产生__________气味的__________色气体，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变__________。 ②阴极：产生__________气体，附近溶液__________。 (3)原理分析及电极反应 电解时，__________移向阳极，离子的放电顺序为__________；__________移向阴极，离子的放电顺序为__________。 ①阳极电极反应：__________________，___________反应。 ②阴极电极反应：___________________，___________反应。 有刺激性 黄绿 蓝 无色无味 变红 Cl－和OH－ Cl－>OH－ Na＋和H＋ H＋>Na＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 2H＋＋2e－===H2↑ 还原 返回导航 (4)电解总反应 化学方程式：____________________________________________； 离子方程式：____________________________________________。 2．氯碱工业 工业上，用阳离子交换膜阻止OH－移向__________，则Na＋和OH－可以在__________附近的溶液中富集，这就是电解食盐水制备烧碱的原理，是氯碱工业的基础。 阳极 阴极 返回导航 自我诊断 × √ (1)电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(　　) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区(　　) (3)电解饱和NaCl溶液可制取金属钠(　　) (4)电解饱和食盐水可制得84消毒液(　　) × × 返回导航 对点演练 D 1．(2026·聊城高二调研)用石墨电极电解饱和食盐水，下列分析错误的是(　　) A．得电子能力：H＋＞Na＋，故阴极得到H2 B．电解过程中Na＋的物质的量不变 C．失电子能力：Cl－＞OH－，故阳极得到Cl2 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后，溶液呈中性 返回导航 解析：用石墨电极电解饱和食盐水，得电子能力：H＋＞Na＋，阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，故A正确； 失电子能力：Cl－＞OH－，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，故C正确； 返回导航 C 返回导航 解析：由题图可知，①处的物质为电解池阳极产生的氯气，②处的物质为电解池阴极产生的氢气，A对； 该离子交换膜为阳离子交换膜，只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对； 返回导航 B 返回导航 若用两根铁钉代替两根铅笔芯作为电极，电解过程中阳极上Fe失去电子被氧化，无法产生氯气，则无法获得含氯消毒剂，B错误； 返回导航 电压控制不得当，可能会导致副反应发生，或者反应速率很小，由于电解过程中产生了氯气和氢气，所以要注意开窗通风，防止中毒和发生爆炸，D正确。 返回导航 知识点二　铜的电解精炼　电镀 第二部分 16 自主预习 1．铜的电解精炼 (1)粗铜 ①主要成分：__________。 ②杂质金属：比铜活泼的有____________等，比铜不活泼的有__________等。 Cu Zn、Fe、Ni Ag、Pt、Au (2)电解精炼示意图 返回导航 (3)电极反应 Cu2+＋2e－===Cu (4)电解精炼的结果 粗铜中比铜活泼的_____________等金属失去电子形成的阳离子残留在溶液中，比铜不活泼的_____________金属以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，阴极上得到__________。 Zn、Fe、Ni Ag、Au、Pt 精铜 返回导航 2．电镀 (1)定义：应用__________原理，在金属表面镀上一薄层______________的方法。 (2)目的：提高金属的__________能力、耐磨性能或改善金属制品的外观。 电解 金属或合金 抗腐蚀 (3)实例(铁钉镀铜) ①阴极：待镀铁钉(镀件)；电极反应：________________。 ②阳极：铜片(镀层金属)；电极反应：________________。 ③电解质溶液：____________ (含有镀层金属离子的盐溶液)。 ④现象与结论：铜片逐渐溶解，铁钉表面有红色物质析出。 Cu2+＋2e－===Cu Cu－2e－===Cu2+ 硫酸铜溶液 返回导航 (4)电镀池的设计 一般都是用_________________________作为电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的__________极相连，作为__________极；镀件与直流电源的__________极相连，作为__________极。 含有镀层金属离子的盐溶液 正 阳 负 阴 返回导航 自我诊断 × √ (1)在Fe上镀Ag，应用Fe为阳极，Ag为阴极，AgNO3溶液为电镀液(　　) (2)电解精炼铜和电镀铜，电解质溶液中的c(Cu2+)均保持不变(　　) (3)在镀件上电镀铜时，可以用惰性材料作为阳极，用硫酸铜溶液作为电解质溶液(　　) (4)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(　　) (5)电解精炼铜和电镀铜过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量都相等(　　) × √ × 返回导航 反思归纳 (1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液的浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)镀层金属作为阳极时，电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。 返回导航 对点演练 D 1．(2026·三明高二月考)某同学运用电解原理实现在铁棒上镀铜，设计如下图所示的装置。下列判断不正确的是(　　) A．a极是铁 B．液体c可用硫酸铜溶液 C．该实验过程中c(Cu2+)基本保持不变 D．b极上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu 解析：a极为铁，在a极上Cu2+发生还原反应生成铜，达到镀铜的目的，故A正确； 电解质溶液应含铜离子，可为硫酸铜溶液等，故B正确； 电镀时，阳极消耗铜，阴极析出铜，c(Cu2+)基本保持不变，故C正确； b极上发生氧化反应，电极反应为Cu－2e－===Cu2+，故D错误。 返回导航 2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电器工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯。回答下列问题： (1)电解时粗铜作为__________极，连接电源的________极，电极反应为____________________________________________________；纯铜作为________极，电极反应为________________________________。 阳 正 Cu－2e－===Cu2+，Fe－2e－===Fe2+，Zn－2e－===Zn2+ 阴 Cu2+＋2e－===Cu 返回导航 (2)电解质溶液应选择________(填字母)。 A．CuCl2溶液 B．CuSO4溶液 C．ZnSO4溶液 (3)电解后，电解槽底部会形成含少量____________等金属的阳极泥。 (4)若纯铜片增重6.4 g，则电路中通过电子的物质的量为________mol。 B Ag、Au 0.2 返回导航 第三部分 知识点三　电冶金　钒液流电池 1．电冶金 金属冶 炼本质 使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中置换出来，可表示为Mn＋＋ne－===M 电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属 实 例 冶炼 钠 总反应式：________________________ 阳极反应：________________________ 阴极反应：________________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 自主预习 返回导航 实 例 冶炼 镁 总反应式：____________________________ 阳极反应：____________________________ 阴极反应：____________________________ 冶炼 铝 总反应式：____________________________ 阳极反应：____________________________ 阴极反应：____________________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2+＋2e－===Mg 6O2-－12e－===3O2↑ 4Al3+＋12e－===4Al 返回导航 [说明]　(1)由于AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，因此冶炼铝时，电解的是熔点很高的Al2O3，为了降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)。 (2)电解熔融Al2O3的装置中，若阳极材料为石墨，则阳极生成的氧气会氧化石墨，故石墨需要不断补充。 返回导航 2．钒液流电池 VO2+ V3+ V2+ 可再生能源 返回导航 C 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．阳极可以用活性电极，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 解析：电解MgCl2获取金属镁时，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，则活性电极会失电子，所以阳极必须用惰性电极。 对点演练 返回导航 C 2．21世纪是钛的世纪，在800～1 000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如右图所示，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 解析：由O2-的移动方向可知，b为电源正极，A错误； 石墨电极为阳极，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。 返回导航 D 返回导航 解析：放电时，电子从负极(B极)流出经负载到正极(A极)，A错误； 充电时，原电池的正极(A极)应作为电解池的阳极，与电源正极相连，B错误； 放电时，H＋作为阳离子移向正极(A极区)，C错误； 返回导航 第四部分 课堂检测 巩固落实 B 1．(2026·福州高二质检)下列关于电解的说法错误的是(　　) A．电解过程中，两极分别发生氧化反应和还原反应 B．氯碱工业是指电解熔融的氯化钠 C．工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属 D．电解法是最强有力的氧化还原手段 返回导航 解析：电解的本质是氧化还原反应，电解过程中，两极分别发生氧化反应和还原反应，A正确； 氯碱工业是指电解饱和氯化钠溶液，B错误； 钠、镁、铝的金属性强，工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属，C正确； 电解是在通电的条件下发生氧化还原反应，是最强有力的氧化还原手段，可以实现某些不能自发进行的氧化还原反应，D正确。 返回导航 2．某电化学装置如右图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是(　　) A．电解质溶液中电子从B极移向A极 B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2+)保持不变 C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液的pH增大 D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等 D 返回导航 解析：电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误； 若B为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜溶液，该装置为电解精炼铜装置，则溶液中c(Cu2+)减小，故B错误； 返回导航 3．利用如下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式为Ag＋＋e－===Ag D．电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 C 返回导航 AC 返回导航 电解过程中阳极消耗石墨生成CO2，因此需要补充石墨，D正确。 返回导航 5．工业电解饱和食盐水制烧碱时需阻止OH－移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如下图所示，F处加少量NaOH以增强溶液导电性)。 (1)C、D分别是直流电源的两电极，C是电源________极，D是电源________极。 解析：电解池中，阳离子向阴极方向移动，由Na＋、H＋的移动方向可知，右侧电极为阴极，故C是电源负极，D是电源正极。 负 正 返回导航 (2)电解一段时间后，________由A口导出，________由B口导出。阴极附近碱性增强的原因是(用电极反应式表示)____________________________。 解析：电解一段时间后，左侧电极附近产生Cl2，右侧电极附近产生H2和NaOH，因此Cl2从A口导出，H2从B口导出；阴极附近水电离产生的H＋不断形成氢气逸出，导致溶液中OH－的浓度增大，碱性增强，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。 Cl2 H2 2H＋＋2e－===H2↑ 返回导航 (3)若不采用阳离子交换膜，则OH－向阳极移动，发生的反应可用离子方程式表示为__________________________________________________。 解析：若不采用阳离子交换膜，则OH－向阳极移动，与Cl2发生反应，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 (4)写出电解精制饱和食盐水的离子方程式： __________________________________________________________。 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 返回导航 (5)阳离子交换膜的作用为_________________________________________ ___________________________________________________________________________________。 解析：阳离子可以通过阳离子交换膜，阴离子和气体不能通过阳离子交换膜，这样OH－才能在阴极区富集；电解饱和食盐水时，阳极上Cl－失电子发生氧化反应生成Cl2，Cl2不能通过阳离子交换膜进入阴极区，如果Cl2进入阴极区则易和H2混合发生爆炸，且易和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO而导致制得的NaOH不纯。 阻止OH－移向阳极，使OH－在阴极区富集；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸，阻止Cl2进入阴极区，与OH－发生副反应 返回导航 (6)精制饱和食盐水从图中________(填“E”“F”“G”或“H”，下同)口补充，氢氧化钠溶液从图中________口流出。 解析：Cl2在阳极生成，分析装置图可知，精制饱和食盐水应从阳极区补充，即E口；电解池中阴极上H＋得电子发生还原反应生成H2，OH－浓度不断增大，同时Na＋不断从阳极区进入阴极区，从而在阴极区得到浓度较高的NaOH溶液，NaOH溶液的出口为G。 E G 返回导航 3．(2026·青岛高二统考)液流电池是电化学储能领域的研究热点，其电解液置于电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。下图是全钒液流电池的结构及工作原理示意图。 下列说法正确的是(　　) A．放电时，电子由A极流出经负载到B极 B．充电时，A极应与电源的负极相连 C．放电时，每转移1 mol e－，有1 mol H＋通过质子交换膜移向B极区 D．放电时，正极的电极反应式为VO＋2H＋＋ e－===VO2+＋H2O 4．(双选)(2026·烟台高二联考)工业上，通过电解法制铝的过程中，Al2O3溶解并与冰晶石发生反应：Al2O3＋4AlF===3Al2OF＋6F－。已知，Al2OF在石墨电极参与反应转化为AlF，电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．a接电源的正极 B．阳极的电极反应式：2Al2OF＋12F－＋C－4e－===CO2↑＋4AlF C．电解过程中，电解液中AlF的物质的量不断减少 D．电解一段时间后需要补充石墨 解析：题图中石墨电极产生CO2，C元素化合价由0价升高到＋4价，可知石墨电极为阳极，则b接电源正极，阳极的电极反应式为2Al2OF＋12F－＋C－4e－===CO2↑＋4AlF；a接电源负极，阴极的电极反应式为AlF＋3e－===Al＋6F－，A错误、B正确； $