高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第四课时 电解原理的应用学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

第四课时电解原理的应用—————————————————————————————————————[课标要求]1．了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。2．掌握电解原理的有关计算。1．电解饱和食盐水(1)饱和食盐水中存在的离子有Na＋、Cl－、OH－、H＋。通电后，Na＋、H＋向阴极移动，H＋优于Na＋放电，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；Cl－、OH－向阳极移动，Cl－优于OH－放电，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；总反应方程式为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。(2)电解过程中，由于阴极区H＋浓度变小，使阴极区溶液中水电离的OH－富集。因此，如果设法用隔膜阻止OH－移向阳极，则氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到NaOH。2．电镀(1)概念应用电解原理，在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，叫作电镀。(2)电镀的目的增强材料的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观性。(3)电镀池的构成①阳极：镀层金属。②阴极：待镀金属。③电解质溶液：含镀层金属离子的溶液。(4)实例：在餐具上镀银。①图示(如右)：②两极反应：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。1.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。3．电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。4．电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融MgCl2制取镁，电解熔融NaCl制取钠。电解原理的应用3．铜的电解精炼(1)含义：利用电解原理提纯铜。(2)电解池的构成①阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag等杂质)。②阴极：精(纯)铜。③电解质溶液：含Cu2＋的电解质溶液。(3)装置如右图所示：(4)电极反应①阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋。②阴极：Cu＋2e－===Cu③阳极泥：阳极不溶解的金属银等沉积在阳极底部，构成阳极泥。4．钠、镁、铝的冶炼(1)电解熔融NaCl：2NaCl=====2Na＋Cl2↑(2)电解熔融MgCl2：MgCl2=====Mg＋Cl2↑。(3)电解熔融Al2O3：2Al2O3=====4Al＋3O2↑。[特别提醒](1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制，以除去食盐水中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质。(2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小。1.如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是()A．从E口逸出的气体是Cl2B．从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C．标准状况下每生成22.4LCl2，便产生2molNaOHD．完全电解后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度解析：选AD由图中Na＋的移动方向可知，左边为阳极室，右边为阴极室，阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极2H＋＋2e－===H2↑，同时产生NaOH，电解反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。由题意可知A项错误、B项正确；C项，由化学方程式得到产生1molCl2，便产生2molNaOH，正确；D项，完全电解后要恢复到电解前的浓度，应通入HCl气体至溶液呈中性，错误。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－===Cu解析：选DA项，电镀时镀件作阴极，错误；B项，电解精炼铜时，电解液成分发生变化，错误；C项，电解精炼铜时，比铜活泼的金属杂质(如锌)，比铜更易被氧化Zn－2e－===Zn2＋。1．计算方法有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的c(H＋)或c(OH－)及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：电子守恒法计算用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算关系式计算根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式2.等量关系(1)当电流通过一个或多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电子的物质的量相等。...