高中化学(人教版,选修4) 第四章电化学基础 第三节第2课时

第2课时　电解原理的应用

[目标要求]　1.了解氯碱工业，电镀，冶金的原理。2.掌握电解原理及其应用。

电解原理的应用

1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。

电极的反应式(并注明反应类型)

阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑　(氧化反应)；

阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑　(还原反应)。

总反应式：2NaCl ＋2H 2O

2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2

↑。=====电解 其中阴极反应中的

H ＋是由水电离产生的。2．电镀

(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。

(2)电镀Error!在电镀过程中，电镀液的浓度不变。

3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银)

(1)粗铜作阳极，电极反应Cu －2e －===Cu 2＋；

精铜作阴极，电极反应Cu 2＋＋2e －===Cu ；

电解质溶液CuSO 4溶液。

(2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。

4．电冶金制取金属

Na 、Ca 、Mg 、Al 等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：阴极：2Na ＋＋2e －===2Na ，阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑，

总反应式：2NaCl(熔融)2Na ＋Cl 2↑。=====电解 知识点一　氯碱工业

1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )

A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaCl

B ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaCl

C ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaCl

D ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl

答案　B

解析　电解饱和食盐水的方程式为2NaCl ＋2H 2O 电解,2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，NaOH 在阴极区生成，Cl 2在阳极区生成。按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，不能完全与NaOH 反应。显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH 吸收。反应为

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池

的电极。与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极，则b为正极。

2.如图Ⅰ所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置，请填空：

(1)X的电极名称是__________极，发生的电极反应式为______________，Y极的电极材

料是____________，检验X极产物的方法是________________________________。

(2)某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收集到预期产物，一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X极附近出现了白色沉淀，此沉淀是________(填化学式)，其形成原因是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________，

该沉淀在空气中放置，现象是______________________。

(3)

工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图Ⅱ所示)，其

目的是________________，阳极室(A处)加入____________，阴极室(B处)加入__________，

离子交换膜只许__________离子通过。

答案　(1)阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　Fe　用湿润的淀粉碘化钾试纸放在X极附近，若试

纸变蓝，说明生成了Cl2

(2)Fe(OH)2　铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－

===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2　先变灰绿色，后变红褐色

(3)防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯　饱和食盐水　纯水(或NaOH稀溶液)　Na＋

解析　与电源正极相接的为电解池的阳极，与电源负极相接的为电解池的阴极，若接反

则金属Fe失去电子而产生Fe(OH)2沉淀。

知识点二　电镀池及电冶金

3．在铁制品上镀上一层锌层，以下电镀方案中合理的是( )

A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2＋

B．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Zn2＋

C．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3＋

D．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Zn2＋

答案　D

解析　要在铁制品上镀锌，应该用锌作阳极，铁制品作阴极，含有Zn2＋的溶液作电镀液，所以D项正确。

4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高

纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

答案　D