2021年高中化学第4章第2节第2课时电解原理的应用课件人教版必修一.ppt

二、电镀 1．电镀的概念：利用 电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他 金属 或合金的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力， 增加表面硬度和美观。
2．某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。
请回答下列问题： (1)铜片为镀层金属，与直流电源的正极相连，作阳极； 铁件为待镀金属，与直流电源的负极相连，作阴极； 硫酸铜溶液为 电镀液，含有镀层金属离子。 (2)阳极反应式为__C_u_－__2_e_－_=_=_=_C__u_2_＋____； 阴极反应式为__C_u_2_＋_＋__2_e_－_=_=_=_C__u____。
D [氯碱工业中阳极是 Cl－放电生成 Cl2；电解精炼铜时阳极上 粗铜溶解，阴极上 Cu2＋放电析出 Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等 杂质，电解质溶液中 Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁 片，阳极是纯铜。]
关键 能力
核心突破
探究电解原理的应用 (素养养成——宏观辨识与微观探析)
硫酸铜溶液作电解质溶液。
2．阳极反应式为 Cu－2e－===Cu2＋ 、 Zn－2e－===Zn2＋ 、
Fe－2e－===Fe2＋
等；阴极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu 。
3．电解精炼铜的原理：粗铜中比铜活泼的金属 锌、铁等，失去 电子形成阳离子而溶解(残留在溶液中)；比铜不活泼的金属 银、金 等，以金属单质的形式沉积在电解槽的底部(形成阳极泥)；粗铜中的 铜在纯铜上析出。
阴极反应式为_2_H__＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑______； 因 H＋ 放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显 碱 性。
(3)电解的总反应式 化学方程式为2NaCl＋2H2O=电==解==H2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式为2Cl－＋2H2O=电==解==H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 。
电镀铜实验装置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。
三、电解精炼铜
1．粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方
法进行精炼。电解池的构成是用粗铜作阳极，用 纯铜作阴极，用
四、电冶金 1．金属冶炼就是使矿石中的金属离子 获得电子变成金属单质的 过程，从它们的化合物中还原出来。如 Mn＋＋ne－===M。 2．电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不 能电解其盐溶液，应电解其熔融态。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠： 阳极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑ ； 阴极反应式为 2Na＋＋2e－===2Na ；
3．氯碱工业生产流程： (1)阳离子交换膜电解槽
(2)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溶 液反应而影响氢氧化钠溶液的产量和质量。
微点拨：氯碱工业规律的记忆口诀：氢气烧碱出阴极，氯气阳 极相隔离。①因为阳极产物 Cl2 和阴极产物 H2 会发生反应，Cl2 和 NaOH 会发生反应，因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水， 一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分，以避免电解产物之间 发生反应。②阳极区 Cl－放电生成 Cl2，生成的 Cl2 少量溶于水会使 阳极区呈酸性。
1．概念：习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 2．原理： (1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子是 Na＋、Cl－、H＋、OH－ 。 通电时，移向阳极的离子是 Cl－、OH－ ，移向阴极的离子是 __N_a_＋_、__H__＋____。
(2)阳极反应式为_2_C__l－_－__2_e_－_=_=__=_C_l_2↑___；
(3)可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。 (4)硫酸铜溶液浓度的变化是不变 。
3．电镀的特点是阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓 度、溶液 pH 等保持不变。
微点拨：(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。
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。
甲
乙
丙
[问题 1] 哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？ [提示] 甲、乙构成原电池，丙是电解池。 [问题 2] a、b、c、d 电极名称分别是什么？ [提示] a 是负极，b 是正极，c 是阳极，d 是阴极。 [问题 3] 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。
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池 第2课时 电解原理的应用
发展目标 1.通过对电解饱和食盐水、电镀、电 解精炼铜、电冶金等原理的分析，认 识电能与化学能之间的能量转化。 2.建立电解应用问题的分析思维模型 和电解相关计算的思维模型，加深对 电解原理的理解和应用。
体系构建
必备 知识
自主预习
一、电解饱和食盐水
总反应方程式为 2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶
液作电解液。
(√ )
(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。 (×)
(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2＋)均保持不变。
(×)
(4)电解冶炼镁、铝通常电解 MgCl2 和 Al2O3，也可以电解 MgO
和 AlCl3。
பைடு நூலகம்
(×)
2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列 说法正确的是( )
A．氯碱工业中，X 电极上的反应式是 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜 D．制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁