高中化学人教版三维设计选修四配套课件第四章 第三节 第二课时 电解原理的应用

(4)电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2＋、
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,如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 几乎是惟一可行的工业方法。例如电解熔融的 NaCl制Na：
NaCl 在高温熔融，并发生电离：NaCl===Na＋＋Cl－， 通直流电后，阴极： 2Na＋＋2e－===2Na ，
[例1]
(2011· 北京高考)氯碱工业中电解饱和食盐水
的原理示意图如下图所示。
(1)溶液A的溶质是________。 (2)电解饱和食盐水的离子方程式是 _____________。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化 学平衡移动原理解释盐酸的作用：____________________ ________________________________________________。
3．下列金属只能采用电解法冶炼的是________。 ①Fe ②Na ③Ag ④Cu ⑤Ca ⑥Hg
解析：对于像K、Ca、Na、Mg、Al这样活泼的金属,很 难找到一种合适的还原剂从化合物中将其还原出来,电解
法几乎是惟一可行的方法。
答案：②⑤
主题1：用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液,如何
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：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。 答案：D
成NaOH。
答案：C
[自学教材·填要点] 1．电镀 (1)定义：电镀是应用 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。
(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。
2．电解精炼铜 (1)装置：
粗铜 作阳极, (2)电极反应式,
纯铜 作阴极,
CuSO4溶液 作电解质溶液。
阳极为Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋。 阴极为 Cu2＋＋2e－===Cu 。
[师生互动·解疑难]
(1)电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和
(2)氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极,涂镍
碳钢网作阴极。
(3)用湿润的KI淀粉试纸检验阳极放出的氯气。
1．工业上电解食盐水的阴极区产物是 A．氯气 C．氢气和氢氧化钠 B．氢气和氯气
(
)
D．氯气和氢氧化钠
解析：用惰性电极电解食盐水时,阴极反应式：2H＋
＋2e－===H2↑破坏水的电离平衡,阴极区域OH－与Na＋结合
2．电解总反应式
电解 化学方程式： 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
电解 － 2Cl ＋ 2H O ===== 2OH ＋H2↑＋Cl2↑ 。 2 离子方程式：
－
[师生互动·解疑难] (1)电解饱和食盐水阴极区溶液呈碱性的原因： 电解饱和食盐水过程中,因离子放电顺序为H＋＞Na＋,所 以H＋在阴极上得电子而生成H2,破坏了水的电离平衡,促进了 水的电离,使阴极区溶液中c(OH－)＞c(H＋),所以阴极区溶液呈 碱性。
表面硬度。
(2)电镀时,镀层金属作阳极,待镀金属作阴极,含镀层 金属阳离子的溶液作电解液。 (3)电镀后,电解质溶液中的离子浓度保持不变。
(4)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。 (5)电解精炼铜时,电解液的浓度会减小。
第四 章 电化 学基 础
第 三 节 电 解 池
第 二 课 时
晨背关键语句
电 解 原 理 的 应 用
理 解 教 材 新 知
知识点一 知识点二
知识点三
考向一
考向二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
1 ． 电 解 饱 和 食 盐 水 的 化 学 方 程 式 为 2NaCl ＋ 电解 2H2O=====2NaCl＋H2↑＋Cl2↑。 2．电镀时把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。
通过实验现象判断阴、阳两极？
电极附近变红的一极为电解池的阴极,另一极为阳
甲
极,原因是H＋在阴极上放电(2H＋＋2e－===H2↑), 破坏了水的电离平衡,使此极附近c(OH－)＞c(H＋), 而碱会使酚酞变红
有黄绿色气体产生的一极为电解池的阳极;电极反 乙 应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑;有无色无味气体产 生的一极为电解池的阴极;电极反应式为2H＋＋2e－
===H2↑
丙 能产生使湿润的的KI淀粉试纸变蓝的气体的一极
为电解池的阳极,另一极为阴极
主题2：如何在Fe片上镀一层铜？ 甲 将铁片浸入CuSO4溶液中,可在Fe片上覆盖一薄层铜, 反应方程式为：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
乙
用Fe片作阴极,铜片作阳极,CuSO4溶液作电解质溶液,
形成电镀池,可在铁片上镀一层铜
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,电解熔融氯化钠制取钠,电 解熔融MgCl2制取镁。
[自学教材·填要点]
1．装置及现象
现象
阴极 阳极 生成无色气体 生成黄绿色气体
电极反应式 H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
－－2e－===Cl ↑ 2Cl 2 ， 阳极：
电解 总化学方程式为： 2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。
3．特别提示 (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。