高中化学 第四章 第三节 第2课时电解原理的应用学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

电解原理的应用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．学会电解的相关计算。知识点一电解原理的应用阅读教材P80～P82，思考并填空。1．电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气(1)装置及现象现象电极反应式阴极放出无色气体2H＋＋2e－===H2↑阳极放出黄绿色气体2Cl－－2e－===Cl2↑(2)电解总反应式化学方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，离子方程式：2Cl－＋2H2O=====2OH－＋Cl2↑＋H2↑。2．电镀(1)定义：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。电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。(2)电镀池的构成(3)实例(往铁件上镀铜)①阴极材料：Fe，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu；②阳极材料：Cu，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋；③电解质溶液：CuSO4溶液。3．电解精炼铜(1)装置：如图所示。(2)电极反应式：阳极为Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋等；阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。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，电极反应通式为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在高温熔融条件发生电离：NaCl===Na＋＋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↑。(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。(2)工业上用电解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg；用电解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。1．判断正误(1)在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。()(2)电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。()(3)电解精炼铜时，用纯铜作阳极，粗铜作阴极。()(4)工业上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。()(5)用U形管做电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊试液，通电后阳极处溶液变蓝。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2．工业上电解食盐水的阴极区产物是()A．氯气B．氢气和氯气C．氢气和氢氧化钠D．氯气和氢氧化钠解析：选C。用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，破坏了水的电离平衡，阴极区域OH－与Na＋结合成NaOH。1．原电池、电解池、电镀池的判断方法(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路，则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。2．电镀铜与精炼铜的比较电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等阴极反应Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液浓度保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小电解精炼铜时，粗铜中的银、金等活泼性差的金属会以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥；而活泼性比Cu强的金属(如Zn、Ni等)会以金属阳离子的形式进入溶液。某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：(1)通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为____________________________。[解析](1)通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以该电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。(2)由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞...