2017-2018学年人教版选修4 第4章第3节 电解池（第2课时） （课件+教案+作业）

-*- 第2课时　电解原理的应用 学 习 目 标 思 维 脉 络 1.理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜,电冶金的原理,会书写电极反应式及化学方程式。 2.学会电解的有关计算。 自主阅读 自主检测 1.电解饱和食盐水——氯碱工业 (1)电极反应式: 阳极:发生氧化反应2Cl--2e-Cl2↑。 阴极:发生还原反应2H++2e-H2↑。 (2)总反应式: 化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 离子方程式:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。 自主阅读 自主检测 2.电镀 (1)定义:电镀是应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方法。 (2)电镀池的构成: (3)电镀目的:使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度。 自主阅读 自主检测 3.电解精炼铜 自主阅读 自主检测 4.电冶金 (1)金属冶炼的本质。 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。如Mn++ne-M。 (2)电解熔融的NaCl制Na。 对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法。例如电解熔融的NaCl制Na。NaCl在高温下熔融,并发生电离:NaClNa++Cl-。通直流电后,阴极:2Na++2e-2Na,阳极:2Cl--2e-Cl2↑。总化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 自主阅读 自主检测 1.关于电解NaCl水溶液,下列叙述中正确的是(　　) A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色 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 答案:B 2.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.Fe和AgNO3溶液 D.Pt和Ag2SO4溶液 答案:B 自主阅读 自主检测 3.在冶金工业中,常用电解法得到钠、镁、铝等金属,其原因是(　　) A.都是轻金属 B.都是活泼金属 C.成本低廉 D.这些金属的化合物熔点较低 答案:B 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 电解原理的应用  实验目的:模拟电解原理的应用。 实验装置:如下图所示: 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 讨论探究  (1)若用如图所示装置,模拟氯碱工业,则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么?电极反应式和总反应式分别是什么?用这种装置进行氯碱工业生产有什么缺点?如何改进? (2)若用如图所示装置,模拟铁制品上镀铜,则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么?电极反应式分别是什么?电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化? (3)若用如图所示装置,模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、Ag等杂质),则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么?电极反应式分别是什么?电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化? 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 探究提示:(1)若用如图所示装置,模拟氯碱工业,则电解质溶液c是NaCl溶液、电极a、电极b的电极材料分别为Pt电极或石墨。电解时,阳极发生氧化反应:2Cl--2e-Cl2↑,阴极发生还原反应:2H++2e-H2↑,电解的总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。该装置的缺点是生成的NaOH和Cl2以及Cl2与H2容易混合反应。改进的方法是在两极之间加一个离子交换膜。 (2)若用如图所示装置,模拟铁制品上镀铜,则电极a是Cu,电极b是铁制品,电解质溶液是CuSO4溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 (3)若用如图所示装置,模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、Ag等杂质),则电解质溶液c为CuSO4溶液、电极a为粗铜、电极b的电极材料是纯铜。电解精炼过程中,阳极上发生的反应依次为Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Cu-2e-Cu2+,阴极上发生的反应为Cu2++2e-Cu,电镀过程中电解质溶液的浓度先减小后增大。 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 1.氯碱工业的电解槽 由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。如图表示一个单元槽的示意图。 电解总反应式: 2NaCl+2H2O+Cl2↑ 　　 　　　　　阴极产物 　阳极产物 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点 2.电镀与电解精炼的比较 电镀 电解精炼 定义 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金 利用电解原理提纯金属 举例 以铁上镀锌为例 以精炼铜为例 装置 情景导入