【推荐】专题4-3-2+电解原理的应用（导学案）-2017-2018学年高二化学同步精品课堂（选修4）

【推荐】专题4-3-2+电解原理的应用（导学案）-2017-2018学年高二化学同步精品课堂（选修4）

‎【学习目标】‎ 了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 ‎【教学重点】‎ 电解原理的应用 ‎【教学难点】‎ 电极反应式的书写 ‎【自主学习】‎ ‎1、氯碱工业：电解 制 、 和 。‎ 食盐溶液中，含有的离子包括 ‎ 离子放电顺序有：阳离子： 阴离子： ‎ 现象：阳极： ‎ 阴极： ‎ 电极反应方程式：‎ 阳极： ‎ 阴极： ‎ 总方程式 ‎ ‎ 该电解池中阳极可用 作电极（金属、惰性）‎ ‎2．电镀：‎ ‎ 电镀是应用 的方法。‎ 电镀的主要目的是 ‎ 电镀的原理：电镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，用含有 作电镀液。在 作用下，镀件表面就覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。‎ 电解精炼铜：‎ 电解时，通常把 作阴极， 中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属，用作阳极，用 作电镀液。‎ 电极反应：阳极： 阴极： ‎ 粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成 ‎ ‎3.电冶金 ‎（1）金属冶炼就是使矿石中的 。‎ 电解是最强有力的 手段。‎ ‎（2）对于 、 、 、 这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。‎ 工业上用电解 的方法制取金属钠，方程式 ‎ 工业上用电解 的方法制取金属镁，方程式 ‎ 工业上用电解 的方法制取金属铝，方程式 ‎ 合作探究 ‎【问题1】电解饱和食盐水时，中间的阳离子交换膜的作用是什么？用惰性电极电解氯化镁溶液与电解食盐水的离子方程式是否相同？‎ ‎【问题2】精炼铜时，溶液中Cu2＋浓度的变化？‎ ‎【问题3】‎ 电解池 精炼铜 电镀池 定义 形成条件 电极名称 电极反应 ‎【自主练习】判断正误 ‎（1）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料 ‎ ‎（2）根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等 ‎ ‎（3）任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应 ‎1．下列图示中关于铜电极的连接错误的是 ‎ ‎2．下列叙述中不正确的是 ‎ A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极 C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用 D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 ‎3．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ‎ A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 ‎ B．若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶液呈无色 ‎ D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 ‎4.下列描述中，不符合生产实际的是 ‎ A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 ‎ B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 ‎ D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 ‎5.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Cl2被 完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则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 ‎6．电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是 A．0.10 mol/L Ag＋ B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋‎ ‎7．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重‎0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为 A．1×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L C．4×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/L ‎8．如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：‎ ‎（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：‎ ‎①有红色物质析出的是甲池中的__________棒，乙池中的__________ 棒。‎ ‎②乙池中阳极的电极反应式是：________________。‎ ‎（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：①写出乙池中总反应的离子方程式：__________________.‎ ‎②甲池中碳极的电极反应式是__________ ，‎ 乙池碳极的电极反应属于__________(填“氧化反应”或“还原反应”)。‎ ‎③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试验变蓝，解释其原因：。‎ ‎9．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。用如图所示电解装置可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。‎ ‎（1）a极材料应为_________，电极反应式为_______________ 。‎ ‎（2）电解液c可以是(　　 )‎ A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2‎ ‎（3） d为苯，其作用为__________，在加入苯之前 对c应作何简单处理___________________________‎ ‎（4）为了较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源的电压 C．适当减小两极间的距离 D．适当降低电解液的温度 自主学习 ‎2．电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金 使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面的硬度 待镀的金属制品 镀层金属 镀层金属离子的溶液 直流电 纯铜 粗铜 CuSO4溶液 ‎ Cu－2e－=Cu2＋ Cu2＋＋2e－=Cu 阳极泥 ‎ ‎3.电冶金 金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。‎ 氧化还原 Na、K、Ca、Mg、Al 熔融状态的氯化钠 2NaCl2Na＋Cl2↑ 熔融状态的氯化镁 MgCl2Mg＋Cl2↑ 熔融状态的氧化铝 2Al2O34Al＋3O2↑‎ 合作探究 ‎【问题1】电解饱和食盐水的离子反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2和Cl2混合在光照条件下发生爆炸，氯气和NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO，只允许阳离子通过，即阴离子和气体不能通过，避免氢气和铝混合发生爆炸，以及氯气和NaOH的反应；Mg2＋与OH－不能大量共存，生成Mg(OH)2沉淀，电解总反应是MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎【问题2】精炼铜时，阳极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，阴极反应式Cu2＋＋2e－=Cu，消耗的Cu和生成Cu的量是相同，但是粗铜还有比铜活泼的金属，如锌和铁，它们先失电子，造成溶液Cu2＋量减少，但是杂质的量较少，因此溶液Cu2＋物质的量浓度基本保持不变。‎ ‎【问题3】‎ 电解池 精炼铜 电镀池 定义 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理将不纯的金属提纯的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。‎ 形成条件 ‎①两电极接直流电源 ‎②电极插人电解质溶液 ‎③形成闭合回路 ‎①不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极 ‎②电解质溶液须待提纯金属的离子 ‎①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 ‎②电镀液须含有镀层金属的离子 电极名称 阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连 阳极：不纯金属；‎ 阴极：纯金属 阳极：镀层金属；‎ 阴极：镀件 电极反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 ‎ 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 ‎ 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 ‎ ‎【自主练习】 ×× √‎ ‎ ‎