高中化学 第4章 化学反应与电能 第2节 第2课时 电解原理的应用教案 新人教版选择性必修第一册-新人教版高中选择性必修第一册化学教案VIP免费

第2课时电解原理的应用发展目标体系构建1.通过对电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。2.建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。一、电解饱和食盐水1．概念：习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。2．原理：(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时，移向阳极的离子是Cl－、OH－，移向阴极的离子是Na＋、H＋。(2)阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；因H＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性。(3)电解的总反应式化学方程式为2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；离子方程式为2Cl－＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH－。3．氯碱工业生产流程：(1)阳离子交换膜电解槽(2)阳离子交换膜的作用：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氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠溶液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量。微点拨：氯碱工业规律的记忆口诀：氢气烧碱出阴极，氯气阳极相隔离。①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应，Cl2和NaOH会发生反应，因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水，一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分，以避免电解产物之间发生反应。②阳极区Cl－放电生成Cl2，生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性。二、电镀1．电镀的概念：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。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。2．某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。请回答下列问题：(1)铜片为镀层金属，与直流电源的正极相连，作阳极；铁件为待镀金属，与直流电源的负极相连，作阴极；硫酸铜溶液为电镀液，含有镀层金属离子。(2)阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。(3)可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。(4)硫酸铜溶液浓度的变化是不变。3．电镀的特点是阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。微点拨：(1)电镀规律记忆口诀：镀层阳极待镀阴，镀层离子溶液跟。我与电解共原理浓度不变要记真。(2)电镀特点：“1多、1少、1不变”。“1多”是指阴极上有镀层金属沉积，“1少”是指阳极上有镀层金属溶解，“1不变”是指电解质溶液的浓度不变。电镀铜实验装置中若两极上的材料互换，能在铁钥匙的表面镀上一层铜吗？为什么？[提示]不能。若两极材料互换，则Fe作阳极，其电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故在Fe的表面不会镀上铜。三、电解精炼铜1．粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用硫酸铜溶液作电解质溶液。2．阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。3．电解精炼铜的原理：粗铜中比铜活泼的金属锌、铁等，失去电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属银、金等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的铜在纯铜上析出。四、电冶金1．金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程，从它们的化合物中还原出来。如Mn＋＋ne－===M。2．电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠：阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应式为2Na＋＋2e－===2Na；总反应方程式为2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。(√)(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(×)(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。(×)(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。(×)2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH...