高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能——电解 第2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

第2课时电解原理的应用学习目标：1.运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼，以及电镀的内容。(重点)2.了解电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。[自主预习·探新知]1．电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象①阳极上：产生黄绿色气体。②阴极上：产生无色气体，溶液变红色。(3)原理分析及电极反应电解时，Cl－、OH－移向阳极，Na＋、H＋移向阴极。①阳极离子放电顺序：Cl－＞OH－。电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，氧化反应。②阴极离子放电顺序：H＋＞Na＋。电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，还原反应。(4)电池反应化学方程式2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。离子方程式：2Cl－＋2H2O=====2OH－＋Cl2↑＋H2↑。微点拨：氯碱工业中，为避免电解产物H2与Cl2、Cl2与NaOH的反应，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，阳离子能通过阳离子交换膜，阴离子不能通过。2．铜的电解精炼(1)装置(2)粗铜成分①主要成分：Cu。②杂质金属：比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。(3)电极反应微点拨：(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质，同时间段内两电极改变的质量不相等，但两电极通过的电量相等。(2)电解过程中，阴离子浓度不变，Cu2＋浓度减小，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋浓度增大。3．电镀(1)定义：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。(2)目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。(3)根据电解原理，设计在铁钉上镀铜的实验方案电镀原理阳极：Cu－2e－===Cu2＋阴极：Cu2＋＋2e－===Cu电镀方案电极材料阳极：铜片阴极：铁钉电镀液CuSO4溶液镀件铁钉微点拨：电镀的特点：“一多、一少、一不变”。(1)一多：是指阴极上有镀层金属沉积；(2)一少：是指阳极上有镀层金属溶解；(3)一不变：是指电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)(1)氯碱工业中，阳极区产生H2和NaOH。()(2)用铜作电极电解NaCl溶液可以得到H2、Cl2、NaOH。()(3)精炼铜装置中，粗铜作阴极，精铜作阳极。()(4)精炼铜过程中，电解质溶解中c(Cu2＋)不变。()(5)电镀装置中，镀件作阴极，待镀金属作阳极。()(6)电镀过程中，电解质溶液的浓度减小。()[提示](1)×氯碱工业中，阴极区产生H2和NaOH，阳极区产生Cl2。(2)×电解NaCl溶液Cu作阳极时，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。(3)×精炼铜装置中，粗铜作阳极，精铜作阴极。(4)×精炼铜过程中，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。(5)√(6)×电镀过程中，电解质溶液的浓度不变。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．电解液的成分都保持不变C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===CuD[A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属杂质(如锌)，则阳极还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。][合作探究·攻重难]氯碱工业反应原理按如图所示安装仪器，电极材料为石墨，电解质溶液为饱和NaCl溶液(同时滴入几滴酚酞)。[思考交流]1．实验所用的电极材料为石墨，能否更换为活泼金属材料？[提示]阴极可以更换为活泼金属材料，但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极；阳极必须用惰性电极。2．用惰性电极电解饱和NaCl溶液的过程中，收集到的Cl2的体积一般少于H2的体积，请分析原因。[提示]Cl2在水中的溶解度比H2大，且Cl2会与电解产生的NaOH反应而被消耗。3．接通电源后，哪个电极附近的颜色发生了变化？为什么？[提示]接通电源后，阴极区溶液变红色。原因：H2O电离出的H＋放电，使c(OH－)增大，即阴极区产生碱，使酚酞变红色。4．为了避免电极产物Cl2与NaOH之间发生反应，氯碱工业中常采取什么措施？[提示]氯碱工业生产中，常采用阳离子交换膜将两极产物隔离。[对点训练]1．如图中能验证饱和食盐水(含酚酞)的电解产物的装置是(下列各图中的电极均为惰性电极)()D[电解饱和食盐水时，阳极产物是Cl2，阴极产物是H2、NaOH，根据图中的电子流向先确定装置中电源的正、负极，从而确定电解池的阴、阳极，然后判断电极产物以及检验方...