专题1 第二单元 第五课时 电解原理的应用（学习讲义）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理学生用书word（苏教版）

本讲义聚焦电解原理的应用这一核心知识点，系统梳理电解饱和食盐水（氯碱工业）、铜的电解精炼、电镀及电冶金的原理，构建从电极反应、总反应到工业实践的学习支架，帮助学生形成物质转化与能量储存的化学观念。 该资料通过“交流讨论”“探究活动”设计真实问题，如分析阳离子交换膜作用、设计家用消毒液发生器，培养学生科学思维与科学探究能力。归纳总结“三注意”等规律，课中辅助教师引导学生深度理解，课后对点训练和随堂演练助力学生查漏补缺，强化知识应用。

第五课时　电解原理的应用 知识点一 2.（1）a　2Cl－－2e－Cl2↑　氧化　（2）b　2H2O＋2e－H2↑＋2OH－　还原 探究活动 交流讨论 1.提示：H2　Cl2　Cl2　NaOH 2.提示：电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，该学生的目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，d电极的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，Cl2和NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。 对点训练 1.B　粗盐提纯时，少量Ca2＋用Na2CO3除去，Mg2＋用NaOH除去，A错误；A室为阳极室，Cl－放电生成Cl2，Cl2与水发生的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，则适当降低阳极电解液的pH使平衡向左移动，有利于Cl2逸出，B正确；A室发生的电极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，故a处得到的是稀NaCl溶液，C错误；B室发生的电极反应为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，若电路中通过0.2 mol电子，计算可得n（H2）＝0.1 mol，即b处可得到标准状况下2.24 L气体，D错误。 2.（1）阴极 （2）两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色 （3）将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近N出口，试纸变蓝则说明是Cl2 （4）2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 解析：根据电子的流向可知，a电极连接的是直流电源电子流出的一极，因此a电极是电解池的阴极，b电极为电解池的阳极，b电极产物为Cl2，检验Cl2的方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近N出口，试纸变蓝即说明是Cl2。 知识点二 1.（3）粗铜　Zn－2e－Zn2＋　Cu－2e－Cu2＋　纯铜　Cu2＋＋2e－Cu　减小　2.（1）电解　金属　合金　抗腐蚀能力　（2）Zn－2e－Zn2＋　Zn2＋＋2e－Zn　锌片　铁钉 教材挖掘 提示：铁钉上镀锌阳极上发生的反应为Zn－2e－Zn2＋，阴极上发生的反应为Zn2＋＋2e－Zn，电镀过程中电解质溶液中Zn2＋的浓度保持不变。 3.（3）①Mg2＋＋2e－Mg　2Cl－－2e－Cl2↑　MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑　②4Al3＋＋12e－4Al　6O2－－12e－3O2↑　2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 探究活动 1.（1）提示：Zn、Fe等杂质以Fe2＋、Zn2＋形式存在于电解质溶液中，Ag、Au等杂质以单质的形式存在于阳极下方的阳极泥中。 （2）提示：减小 （3）提示：C 2.（1）提示：阳　Cu－2e－Cu2＋ （2）提示：阴　Cu2＋＋2e－Cu （3）提示：不变 3.提示：MgCl2是离子化合物，在熔融状态时导电，而AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故制取金属铝用的是熔融的氧化铝。 对点训练 1.B　在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极，镀层金属银作阳极，电镀液是含有银离子的溶液，AgCl的溶解度太小，AgCl溶液不适合作电镀液，硝酸银溶液满足条件，B正确。 2.B　铁板作阳极时电解过程中电极本身失电子，电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，A正确；阴极是H＋得到电子生成氢气，H＋被消耗，在反应Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O中，也消耗H＋，所以反应过程中溶液中的c（H＋）减小，溶液pH增大，B错误；反应过程中消耗了大量H＋，使得Cr3＋和Fe3＋都转化为氢氧化物沉淀，C正确；电路中每转移12 mol电子，有6 mol Fe2＋生成，根据反应Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O可知，最多有1 mol Cr2被还原，D正确。 【随堂演练】 1.D　A为原电池，锌应为负极；B为电解精炼铜的装置，粗铜应为阳极；C为电镀池，镀件铁片应该为阴极；D为电解饱和食盐水并检验其产物的装置，电流流入的一极为阳极，阳极析出氯气，用淀粉碘化钾溶液检验氯气，阴极析出氢气，用向下排空气法收集。 2.D　镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，A错误；镀铜时，电解液中Cu2＋浓度基本不变，电解精炼铜时，电解液中Cu2＋浓度减小，B错误；由于粗铜中含有金属性强于铜的锌、铁等杂质，电解精炼铜时，活泼金属首先失去电子，所以还有其他阳极反应，C错误。 3.D　由题图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C＋2O2－－4e－CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－Ca，C错误；该电解池工作过程中，O2－向阳极移动，A错误；将熔融CaF2-CaO换成Ca（NO3）2溶液，阴极上H＋放电，无法得到金属Ca，B错误；钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－Ca，钙还原TiO2的化学方程式为2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，通电条件下该装置总反应为C＋TiO2CO2↑＋Ti，则制备金属钛前后，CaO的量不变，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五课时　电解原理的应用 1.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体作用。 2.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理。 3.能根据电解池的工作原理设计简单的电解池。 知识点一　电解饱和食盐水 1.氯碱工业 把电解饱和食盐水的工业生产叫作氯碱工业，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料——烧碱和氯气。 2.电解饱和食盐水的原理 （1）阳极（　　　极）反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　　　反应）。 （2）阴极（　　　极）反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　　反应）。 （3）总反应： 化学方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。 　工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。 【交流讨论】 1.阳离子交换膜的作用是只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的　　　　与阳极产生的　　　　混合发生爆炸，也能避免　　　与阴极产生的　　　反应而影响氢氧化钠的产量。 2.“84”消毒液是环境消毒液之一。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，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： （1）a为电源的　　　　（填“正”“负”“阴”或“阳”，下同）极，c为电解池的　　　　极。 （2）d电极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.如图为氯碱工业的简易装置示意图，其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是（　　） A．粗盐水中含有的少量Ca2＋和Mg2＋可用NaOH除去 B．适当降低阳极电解液的pH有利于Cl2逸出 C．a处得到的是浓NaOH溶液 D．若电路中通过0.2 mol电子，理论上b处可得到标准状况下1.12 L气体 2.如图是电解饱和氯化钠溶液（含酚酞）的装置。 收集有毒气体的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。 （1）a电极的名称是　　　　。 （2）电解过程中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 （3）鉴定N出口的气体最简单的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 （4）电解总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 知识点二　铜的电解精炼、电镀和电冶金 1.铜的电解精炼 （1）装置 （2）粗铜成分 主要成分为Cu，还含有比铜活泼的Zn等，活动性较弱的有Ag、Au等。 （3）电极反应 阳极材料：　　　　，电极反应：　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　； 阴极材料：　　　　，电极反应：　　　　　　　　　　　　； 电解质溶液：Cu2＋浓度　　　　，金、银等金属沉积形成阳极泥。 2.电镀 （1）概念 应用　　　　的原理在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他　　　　或　　　　的过程。电镀除了提升美观和增加表面硬度之外，更主要的目的是增强材料的　　　　　　，防止金属氧化等。 （2）基础实验——铁钉镀锌 根据电解原理，设计在铁钉上镀锌的实验方案。 电解原理 阳极：　　　　　　　　　　　　， 阴极：　　　　　　　　　　　　 电镀方案 电极材料 阳极：　　　　，阴极：　　　　 【教材挖掘】 　教材探究铁钉上镀锌讲述了电解原理的应用。电镀过程中电解质溶液中Zn2＋的浓度如何变化？ 3.电冶金 （1）原理：比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，使金属离子得电子被还原。 （2）实质：Mn＋＋ne－M。 （3）实例 ①电解熔融氯化镁制镁 阴极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 阳极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②电解熔融氧化铝制铝 阴极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 阳极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.在铜的电解精炼中： （1）比铜活泼的Zn、Fe等杂质以什么形式存在于何处？比铜不活泼的Ag、Au等杂质以什么形式存在于何处？ （2）电解质溶液的浓度逐渐　　　　。 （3）关于电解精炼铜，下列说法正确的是　　　　（填字母）。 A．阳极减少的质量和阴极增加的质量相等 B．阳极质量减少64 g，电路中转移的电子数为2NA C．阴极质量增加64 g，电路中转移的电子数为2NA 2.电镀是一种利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加工工艺。目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 按如图所示装置，向烧杯中倒入饱和硫酸铜溶液，接通K后： （1）铜片作　　　　极，电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）钥匙作　　　　极，电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）CuSO4溶液的浓度　　　　。 3.工业生产金属镁和金属铝均采用电解法，制取Mg时电解的是熔融的MgCl2，而制取Al时电解的却是熔融的氧化铝，不是AlCl3，这是为什么？ 归纳总结 1.电解原理应用中的三注意 （1）电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得到电子变成金属单质沉积在阴极上。 （2）电镀的特点是“一多、一少、一不变”：一多是指阴极上有镀层金属沉积，一少是指阳极上有镀层金属溶解，一不变是指电解质溶液的浓度不变。 （3）电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增加的质量不等于阳极减少的质量，并且溶液中c（Cu2＋）减小。 2.电冶金 （1）电解法用于冶炼较活泼的金属（如钠、钙、镁、铝等）。 （2）电解法冶炼金属，不能电解其盐溶液，因为金属离子的放电能力小于氢离子的放电能力，而应电解其熔融态化合物。 1.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是（　　） A．Ag和AgCl溶液　 B．Ag和AgNO3溶液 C．Pt和Ag2CO3溶液　　 D．Pt和Ag2SO4溶液 2.（人教版习题）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去，下列说法不正确的是（　　） A．阳极反应为Fe－2e－Fe2＋ B．电解过程中溶液pH不会变化 C．过程中有Fe（OH）3沉淀生成 D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2被还原 1.下面有关电化学的图示，完全正确的是（　　） 2.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是（　　） A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的浓度保持不变 C．阳极反应都只有Cu－2e－Cu2＋ D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－Cu 3.研究发现，可以用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF2－CaO作电解液，利用如图所示装置获 得金属钙，并用钙作还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是（　　） A．该电解池工作过程中，O2－向阴极移动 B．将熔融CaF2－CaO换成Ca（NO3）2溶液也可以达到相同目的 C．TiO2在阴极表面放电 D．制备金属钛前后CaO的量不变 完成课后作业　专题1　第二单元　第五课时 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $