2019人教版高中化学选择性必修1 第4章 第2节 第2课时-电解原理的应用(新课标教案设计)

生产叫做氯碱工业。

阳极:2Cl--2e-Cl2↑(氧化反应);
阴极:2H2O+2e-H2↑+2OH-(还原反应)。

总反应离子方程式:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。

微思考: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。

(2)主要生产过程
微点拨: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反应而影响氢氧化钠的产量。

2.电镀与电解精炼
Cu-2e-Cu2+Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+等
Cu2++2e-Cu Cu2++2e-Cu
反应溶
液变化硫酸铜溶液浓度保持
不变
Cu2+浓度减小,金、银等金属沉积
形成阳极泥
微点拨:(1)电解精炼过程中的“两不等”:电解质溶液浓度在电解前后不相等;阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。

(2)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。

3.电冶金
金属冶炼的
本质使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程:M n++ne-M
电冶金电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些活泼金属单质的制取,如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属
实例(电解熔融的氯化
钠) 阳极反应:2Cl--2e-Cl2↑
阴极反应:2Na++2e-2Na
总反应式:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
NO.2互动探究·提升能力
模拟电解原理在化工生产中的应用,实验装置如图所示,装置闭合电键K时,电流计G的指针将发生偏转。

探究1 电解原理的应用
问题1:若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气,如何选用电极材料和电解质溶液?
提示:c电极用Pt或石墨,d电极用铁丝(导体均可),X溶液为饱和食盐水。

问题2:若模拟电镀生产,在铁件上镀一层金属银,如何选用电极材料和电解质溶液?电极反应式如何书写?
提示:c电极用Ag,d电极用Fe,X溶液为AgNO3溶液;阳极:Ag-e-
Ag+,阴极:Ag++e-Ag。

问题3:若模拟电解精炼铜,如何选用电极材料和电解质溶液?
提示:c电极用粗铜,d电极用纯铜,X溶液为CuSO4溶液。

探究2 原电池、电解池、电镀池的判断
问题1:原电池、电解池、电镀池有什么区别?
提示:电解池和电镀池都必须有外接电源,而原电池无外接电源。

问题2:电镀池是一类特殊的电解池,电镀池和电解池有何区别和联系?
提示:装置中有外接电源,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,通常电解质溶液中含镀层金属阳离子的为电镀池,否则为一般的电解池。

1.原电池、电解池和电镀池的比较
原电池电解池电镀池
定义将化学能转变成
电能的装置
将电能转变成化
学能的装置
用电解原理在镀件
表面镀上一层其他
金属的装置
①活动性不同的
两个电极;
②电解质溶液;
③构成闭合回
路;④能自发进
行氧化还原反应
①与电源相连的
两个电极;②电
解质溶液或熔融
电解质;③构成
闭合回路
①镀层金属接电源
正极,待镀金属接电
源负极;②电镀液为
含有镀层金属阳离
子的盐溶液;③构成
闭合回路
负极:金属失电
子,发生氧化反
应;
正极:溶液中阳
离子得电子,发
生还原反应
阳极:溶液中阴
离子或电极金属
失电子发生氧化
反应;
阴极:溶液中阳
离子得电子发生
还原反应
阳极:金属电极失电
子;
阴极:电镀液中阳离
子得电子
负极正极
电源负极阴
极;
阳极电源正
极
同电解池
铜—锌—硫酸原
电池:
负极:Zn-2e-
Zn2+;
正极:2H++
2e-H2↑;
总反应:Zn+2H+
Zn2++H2↑
电解CuCl2溶液:
阳极:2Cl--
2e-Cl2↑;
阴极:Cu2++2e-
Cu;
总反应:CuCl2
Cu+Cl2↑
铁上镀铜:
阳极:Cu-2e-
Cu2+;
阴极:Cu2++2e-
Cu;
溶液中Cu2+浓度不变
①比较金属活动
性;②加快氧化
还原反应速率;
③制造化学电
源;④金属的防
护等
①电解食盐水;
②电解精炼铜;
③电冶金(冶炼
K、Ca、Na等)
①增强金属抗腐蚀
能力;②增加美观和
表面硬度
2.电解原理及应用中常见的误区。