高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.2 电能转化为化学能——电解（第1课时）电解原理的应用学案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学学案VIP免费

电解原理的应用学习目标：1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.掌握电解的有关计算。学习重难点：电解方程式的书写及电解的计算自主学习【知识回顾】1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，电解的化学方程式是2KCl＋2H2O=====2KOH＋H2↑＋Cl2↑。电解后溶液的pH变化是增大；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是HCl气体。2．在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应式是2Cu2＋＋4e－===2Cu，电解的化学方程式是2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，电解过程中溶液的浓度变化是不变。(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是Zn－2e－===Zn2＋，电解过程中两极的变化是阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加。【自主探究】探究点一电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时Na＋、H＋移向阴极，H＋放电，Cl－、OH－移向阳极，Cl－放电。电极反应式为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)因H＋放电，导致水的电离平衡H2OH＋＋OH－向右移动，致使生成NaOH。(2)电解的总反应式化学方程式：2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；离子方程式：2Cl－＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH－；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。2．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。其电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜迁移到纯铜上。3．电镀(1)根据图，回答下列问题：①电极反应式阳极：Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。②可观察到的现象是铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解。③硫酸铜溶液浓度的变化是不变。(2)电镀①电镀是应用电解原理，在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：一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。[归纳总结](1)氯碱工业：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。[活学活用]1．关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，下列叙述正确的是()A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】B【解析】电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后附近溶液变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是()A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子【答案】A【解析】本题考查的是电镀的原理。电镀原理是...