第四章 第三节 第2课时 电解原理的应用

－
3．产物验证方法 (1)用湿润的 KI淀粉试纸检验阳极放出的氯气。 (2)用酚酞试液检验产物 NaOH。
[成功体验] 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＋结合成 NaOH。
1．用惰性电极电解饱和食盐水时，两极 得到的气体是什么？如何检验阳极 产生的气体？
提示：两极产生的气体是 H2 和 Cl2；用湿润的淀粉KI 试纸 检验 Cl2 的存在。
2．饱和食盐水含有 Ca2 、Mg2 、SO2 4 ，如何除去食盐水中
＋ ＋ －
的这些杂质离子？
提示：精制食盐水的过程为： Na 、Cl (Ca 、Mg
－ － －
2＋
2＋
2－ ＋过量BaCl2溶液 、SO4 ――――――――→Na＋、
＋过量NaOH溶液 ＋ Cl (Ca 、Mg 、Ba )――――――――→Na 、Cl－ (Ca2＋、Ba2
2＋ 2＋ 2＋
＋
＋过量Na2CO3溶液并过滤 ＋ － － 、OH ) ――――――――――――→ Na 、Cl－(CO2 、 OH ) 3
－
＋适量盐酸 ＋ － ――――――→Na 、Cl 。
3．工业上如何制备 Na、Mg、Al 等活泼金属？
提示：工业上制取 Na、Mg、Al 分别用电解熔融的 NaCl、熔融 MgCl2 和熔融的 Al2O3 来制取。
电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气
[新知探究] 下图是电解饱和食盐水的装置：
探究 1 方向如何？
－ ＋
探究 3
按图 2 装置电解精炼铜：
图2 写出图 2 装置中阴、阳两极上的电极反应式。
提示：阳极(粗铜)：Zn－2e ===Zn2 ，Fe－2e ===Fe2 ，
－ ＋ － ＋
Cu－2e ===Cu2
－
＋
阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
探究 4
粗铜中含有锌、铁、镍、银、金属杂质，在精炼
知识点一 第 2 课 电 解 原 理 的 应 用
理解·教 材新知
知识点二
第 四 章
第 三 节 电 解 池
知识点三
命题点一 命题点二 命题点三
把握·命 题热点
应用·落 实体验
课堂双基落实 课下综合检测
第三节
第 2 课时
电解池
电解原理的应用
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，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，电解熔融氯化钠制取钠，电解熔融 MgCl2 制取镁。
－ ＋
溶解，Cu2＋进入溶液中；阴极发生： Cu2＋＋2e－===Cu，钥匙表面逐 渐镀上了一层红色的铜。
探究 2 图 1 中若两极上的材料互换， 能在铁钥匙的表面 镀上一层铜吗？为什么？
提示：不能。若两极材料互换，则 Fe 作阳极，其电极反 应式为 Fe－2e ===Fe2 ，故在 Fe 的表面不会镀上铜。
[必记结论] 1．装置及现象
现象 阴极 生成无色气体
电极反应式 2H＋＋2e－=Hale Waihona Puke Baidu=H2↑
－ －
阳极 生成黄绿色气体 2Cl －2e ===Cl2↑
2.电解总反应式 电解 化学方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 电解 － 离子方程式：2Cl ＋2H2O=====2OH ＋H2↑＋Cl2↑。
＋
2．电镀铜与精炼铜的比较
电镀铜
精炼铜
能量转变
阳极材料 阴极材料 阳极反应 阴极反应
电能转化为化学能
精铜 镀件 Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
电能转化为化学能
粗铜(含锌、银、金等杂质) 纯铜 Zn－2e－===Zn2＋Cu－2e －===Cu2＋等 Cu2＋＋2e－===Cu 反应后硫酸铜溶液中混有 Zn2＋等，Cu2＋浓度减小
－ ＋ －
答案：D
电镀
[新知探究] 探究 1 按如图 1 所示装置， 向烧杯中倒入饱和硫酸
铜溶液，用铜作阳极，一个钥匙(铁制)作阴极。接通 K 后，你观察到哪些现象？你能解释你观察到的现象吗？
提示：实验现象：阳极铜片逐渐溶解，阴极铁制钥匙表面慢慢出 现一层红色的物质。通电后阳极发生： Cu－2e ===Cu2 ，铜片逐渐
饱和食盐水中存在哪些离子？通电后它们的移动
提示：饱和食盐水中存在的离子是 Na 、H 、Cl 、OH ，通 电后，Na＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动。
＋
＋
－
－
探究 2 式。
如何判断阴、阳两极的产物？书写两极反应方程
提示：由于阳极上阴离子的放电顺序为 Cl－>OH－，Cl－首 先放电， 电极反应式为 2Cl －2e ===Cl2↑， 故阳极产物为 Cl2。 阴极上阳离子放电顺序为 H＋>Na＋， H＋放电， 电极反应式为 2H
答案：C
2．如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ( )
解析：电解 NaCl 溶液时，阳极反应为 2Cl－－2e－===Cl2↑， 阳极产物为 Cl2；阴极反应为 2H ＋2e ===H2↑，阴极放出 H2 ； Cl2 可用 KI淀粉溶液检验。 因 H2 密度小， 在阴极生成， 结合 e 转移方向知 D 正确。
铜的过程中，杂质金属为什么不在阴极析出？精炼铜的过程 中溶液中 Cu2＋的浓度是否有变化？
提示：因氧化性 Cu2 大于 Fe2 、Zn2 、Ni2 ，故在阴极
＋ ＋ ＋ ＋
上 Cu2 得到电子析出单质铜，电解精炼铜时，溶液中 Cu2 的
＋ ＋
浓度减小。
[必记结论] 1．电镀池、电解精炼铜的构成条件 (1)电镀池： ①镀层金属作阳极； ②待镀金属制品作阴极； ③含镀层金属阳离子的溶液作电解液。 (2)电解精炼铜： ①粗铜作阳极； ②精铜作阴极； ③含 Cu2 的溶液(如 CuSO4)作电解液。
＋ － －
＋2e ===H2↑，故阴极产物为 H2。
－
探究 3 如何通过实验证明阴、阳两极产物？
提示：用湿润的淀粉KI 试纸检验阳极产物：Cl2，若试纸 变蓝，证明是 Cl2。用爆鸣实验检验阴极产物 H2，用小试管收 集气体，管口向下，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松 开拇指，若听到“噗”的声音，说明收集的是 H2。