(共39张PPT)
第二节 电解池
第二课时 电解原理的应用
第四章 化学反应与电能
1. 分析电解饱和食盐水、电镀、精炼铜和电冶金的反应原理。
2. 认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，体会电解对人类社会进步的重要贡献。
二、电解原理的应用
电冶金
氯碱工业
电 镀
粗铜精炼
电有机合成
应用
阳极：
2Cl－－2e－=== Cl2↑
阴极：
2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－
总反应：
2Cl－＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH－
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
电解
电解
1.电解饱和食盐水（氯碱工业）
缺点：
1. 阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合可能会引起爆炸;
2. 阳极产生的Cl2与移向阳极的OH-反应影响烧碱的产量与纯度.
【问题探究】
下图装置是氯碱工业的原理，直接这样进行氯碱工业有什么缺点？工业上是通过什么方式解决这个问题的？
－
+
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
阳离子交换膜
阳极
钛网（涂有钛、钌的氧化物涂层）
阴 极
碳钢网
阳极室
阴极室
离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图
粗盐中的杂质：
精制食盐水
除杂过程:
泥沙 、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-
注意：①Na2CO3加在BaCl2后面，②过滤后再加盐酸。
电解饱和食盐水
液碱
湿氯气
湿氢气
NaOH
含氯漂白剂
Cl2
H2
HCl
有机合成
造纸
玻璃
肥皂
纺织
印染
有机合成
氯化物合成
农药
盐酸
有机合成
金属冶炼
氯碱工业产品及其应用
练习1、右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
下列说法不正确的是 （ ）
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．标准状况下每生成22.4 LCl2，便产生2 mol NaOH
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等离子，
精制时先加Na2CO3溶液
AD
2.电镀
（1）概念：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属(如锌、铜、铬、镍等)或合金的加工工艺。
（2）目的：是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
【思考】如果想在铁制品表面镀上铜，该如何设计实验？
阳极：Cu - 2e- = Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
（3）电镀池结构
①阴极 — 待镀金属
②阳极 — 镀层金属
③电镀液 — 含镀层金属离子的溶液
+
镀件
镀层金属
－
含镀层金属离子的盐溶液
2.电镀
练习2、在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是( )
①将铜片接在电源的正极
②将银片接在电源的正极
③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－=Ag
④在银片上发生的反应是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O
⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液
⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
C
3、电解精炼铜
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
阳极： Zn －2e－＝Zn2+
Fe－2e－＝Fe2+
Ni －2e－＝Ni2+
Cu－2e－＝Cu2+
阴极： Cu2+ +2e－＝Cu
CuSO4溶液
精铜
粗铜
阳极泥
电解一段时间CuSO4溶液的浓度略减小
练习3、利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）
A. 电解时以精铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu - 2e-= Cu2+
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
D
4.电冶金
电解熔融氯化钠冶炼钠:
阴极：2Na+ + 2e- = 2Na
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
总反应：2NaCl（熔融） ====== 2Na+Cl2↑
电解
金属冶炼实质：Mn+ + ne- = M
练习4、海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是( )
A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
C
5.电有机合成
阅读课本P109资料卡片了解电有机合成
丙烯（CH3CH=CH2）
丙烯腈（CH2=CHCN）
己二腈(NC(CH2)4CN）
电解
阳极：H2O - 2e- = 2H+ + O2↑
阴极：2CH2=CHCN + 2e- + 2H+ = NC(CH2)4CN
总反应：2CH2=CHCN + 2H2O ===== NC(CH2)4CN + O2
电解
合成己二腈：
【例1】 下列关于用惰性电极电解 水溶液的叙述正确的是( @42@ )。
A.若在阴极附近的溶液中滴入石蕊试液，溶液呈无色
B.若在阳极附近的溶液中滴入 溶液，溶液呈棕色
C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
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
B
【例2】 氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置如图所示。下列说法错误的是
( @44@ )。
A. 为阳极， 发生氧化反应生成氯气
B. 极的电极反应式为
C.电解时， 穿过离子交换膜进入阴极室
D.饱和食盐水从 处进入，淡盐水从 处流出
D
【例3】 利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( @52@ )。
A.通电后， 向阳极移动
B.银片与电源负极相连
C.该电解池的阴极反应式为
D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
C
【例4】 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 、 、 、 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是( @54@ )。（已知：氧化性 ）
A.阳极发生还原反应，其电极反应式为
B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 和
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中金属只有 和
D
【例5】 中学阶段介绍的应用电解法制备的金属主要有钠、镁、铝。下列关于这三种金属工业制备方法的说法正确的是( @64@ )。
A.电解法制金属钠的阳极反应式：
B.工业上电解氯化铝生产铝，阴极反应式：
C.工业上电解氯化镁溶液生产镁，阳极反应式：
D.金属钠的冶炼和氯碱工业都用到了 ，在电解时它们的阳极都是 失电子
D
【例6】 下图中电极 、 分别为 电极和 电极，电极 、 都是石墨电极。通电一段时间后， 、 两极无气体产生，在 、 两极上共收集到 （标准状况）气体。回答下列问题：
（1） 直流电源中， 为_____极。
正
（2） 电极上生成的物质是_____，其质量为_______ 。
2.16
（3） 电源输出的电子，其物质的量与电极 、 、 分别生成的物质的物质的量之比为 ____:____:____。
4
1
2
（4） 溶液的浓度_______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），硫酸的浓度_______。
不变
增大
随堂检测
1.某同学设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。下列叙述中正确的是( @80@ )。
A.铅笔端作阳极，发生还原反应 B.铂片端作阴极，发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生 D. 端是负极， 端是正极
D
2.利用电解法可将含有 、 、 、 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( @82@ )。
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是
D.电解后，电解槽底部会形成含少量 、 等金属的阳极泥
D
3. 、 两个电解池中的电极均为铂，在 池中加入 溶液， 池中加入 溶液，进行电解（所加物质均足量）。 、 、 、 四个电极上所析出或逸出的物质的物质的量之比是( @84@ )。
A. B. C. D.
A
4.[2020年1月浙江选考] 在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是( @86@ )。
A.电极 为阳极，发生氧化反应生成氯气
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.饱和 从 处进， 溶液从
D. 迁移的数量等于导线上通过电子的数量
D
5.[2021年广东卷] 钴 的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。水溶液中电解制备金属钴的装置示意图如图所示。下列说法正确的是( @88@ )。
A.工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大
B.生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D.电解总反应：
D
练习与应用
（课后习题）
1.写出下列电极反应和总反应。
（1）电解熔融氯化钙：阳极反应为 ；阴极反应为 ；
总反应为 。
（2）电解稀的氢氧化钠溶液：阳极反应为 ；阴极反应为 ；
总反应为为 。
2.从原理上分析，电解精炼铜与电镀铜有何相似之处？写出电解精炼铜的电极反应。
3.若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源的 极相连，铁制品应与电源的 极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为 、 。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会 （填“增大”“减小”或“不变”)。
4.下列有关电解的叙述中错误的是（ ）。
A.与电源正极相连的是阳极 B.与电源负极相连的是阴极
C.在阴极上发生氧化反应 D.阴离子向阳极方向迁移
5.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是( ）。
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极上发生的反应为 Cu2++2e-=Cu
C.粗铜连接电源的负极，其电极反应为 Cu2++2e-=Cu
D.电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥
6.用电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：
Cr2O72-+6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中错误的是（ ）。
A.阳极反应为Fe-2e- = Fe2+
B.电解过程中废水的pH不会发生变化
C.电解过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子，最多有1mol Cr2O72-被还原
7.根据电解原理，写出铅酸蓄电池充电时的电极反应和总反应。
8.电解足量的饱和食盐水时，从阴极析出1.12L氢气（标准状况)。试分析从阳极析出什么气体？该气体的体积（标准状况）是多少？
9.用铂作电极电解某金属氯化物（MCI2）的溶液，当收集到1.12L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g。试计算：
（l）电路中通过的电子的物质的量。
（2）该金属M的相对原子质量。
1．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为Mg-2e- = Mg2+
B．阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等(共39张PPT)
第二节 电解池
第二课时 电解原理的应用
第四章 化学反应与电能
1. 分析电解饱和食盐水、电镀、精炼铜和电冶金的反应原理。
2. 认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，体会电解对人类社会进步的重要贡献。
二、电解原理的应用
电冶金
氯碱工业
电 镀
粗铜精炼
电有机合成
应用
阳极：
2Cl－－2e－=== Cl2↑
阴极：
2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－
总反应：
2Cl－＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH－
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
电解
电解
1.电解饱和食盐水（氯碱工业）
缺点：
1. 阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合可能会引起爆炸;
2. 阳极产生的Cl2与移向阳极的OH-反应影响烧碱的产量与纯度.
【问题探究】
下图装置是氯碱工业的原理，直接这样进行氯碱工业有什么缺点？工业上是通过什么方式解决这个问题的？
－
+
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
阳离子交换膜
阳极
钛网（涂有钛、钌的氧化物涂层）
阴 极
碳钢网
阳极室
阴极室
离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图
粗盐中的杂质：
精制食盐水
除杂过程:
泥沙 、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-
注意：①Na2CO3加在BaCl2后面，②过滤后再加盐酸。
电解饱和食盐水
液碱
湿氯气
湿氢气
NaOH
含氯漂白剂
Cl2
H2
HCl
有机合成
造纸
玻璃
肥皂
纺织
印染
有机合成
氯化物合成
农药
盐酸
有机合成
金属冶炼
氯碱工业产品及其应用
练习1、右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
下列说法不正确的是 （ ）
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．标准状况下每生成22.4 LCl2，便产生2 mol NaOH
D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等离子，
精制时先加Na2CO3溶液
AD
2.电镀
（1）概念：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属(如锌、铜、铬、镍等)或合金的加工工艺。
（2）目的：是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
【思考】如果想在铁制品表面镀上铜，该如何设计实验？
阳极：Cu - 2e- = Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
（3）电镀池结构
①阴极 — 待镀金属
②阳极 — 镀层金属
③电镀液 — 含镀层金属离子的溶液
+
镀件
镀层金属
－
含镀层金属离子的盐溶液
2.电镀
练习2、在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是( )
①将铜片接在电源的正极
②将银片接在电源的正极
③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－=Ag
④在银片上发生的反应是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O
⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液
⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
C
3、电解精炼铜
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
阳极： Zn －2e－＝Zn2+
Fe－2e－＝Fe2+
Ni －2e－＝Ni2+
Cu－2e－＝Cu2+
阴极： Cu2+ +2e－＝Cu
CuSO4溶液
精铜
粗铜
阳极泥
电解一段时间CuSO4溶液的浓度略减小
练习3、利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）
A. 电解时以精铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu - 2e-= Cu2+
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
D
4.电冶金
电解熔融氯化钠冶炼钠:
阴极：2Na+ + 2e- = 2Na
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
总反应：2NaCl（熔融） ====== 2Na+Cl2↑
电解
金属冶炼实质：Mn+ + ne- = M
练习4、海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是( )
A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
C
5.电有机合成
阅读课本P109资料卡片了解电有机合成
丙烯（CH3CH=CH2）
丙烯腈（CH2=CHCN）
己二腈(NC(CH2)4CN）
电解
阴极：2CH2=CHCN + 2e- + 2H+ = NC(CH2)4CN
电解
合成己二腈：
B
【例2】 氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置如图所示。下列说法错误的是
( @44@ )。
D
【例3】 利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( @52@ )。
C
D
D
正
2.16
4
1
2
不变
增大
随堂检测
1.某同学设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。下列叙述中正确的是( @80@ )。
D
D
A
4.[2020年1月浙江选考] 在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是( @86@ )。
D
D
练习与应用
（课后习题）
1.写出下列电极反应和总反应。
（1）电解熔融氯化钙：阳极反应为 ；阴极反应为 ；
总反应为 。
（2）电解稀的氢氧化钠溶液：阳极反应为 ；阴极反应为 ；
总反应为为 。
2.从原理上分析，电解精炼铜与电镀铜有何相似之处？写出电解精炼铜的电极反应。
3.若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源的 极相连，铁制品应与电源的 极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为 、 。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会 （填“增大”“减小”或“不变”)。
4.下列有关电解的叙述中错误的是（ ）。
A.与电源正极相连的是阳极 B.与电源负极相连的是阴极
C.在阴极上发生氧化反应 D.阴离子向阳极方向迁移
5.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是( ）。
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极上发生的反应为 Cu2++2e-=Cu
C.粗铜连接电源的负极，其电极反应为 Cu2++2e-=Cu
D.电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥
6.用电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：
Cr2O72-+6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中错误的是（ ）。
A.阳极反应为Fe-2e- = Fe2+
B.电解过程中废水的pH不会发生变化
C.电解过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子，最多有1mol Cr2O72-被还原
7.根据电解原理，写出铅酸蓄电池充电时的电极反应和总反应。
8.电解足量的饱和食盐水时，从阴极析出1.12L氢气（标准状况)。试分析从阳极析出什么气体？该气体的体积（标准状况）是多少？
9.用铂作电极电解某金属氯化物（MCI2）的溶液，当收集到1.12L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g。试计算：
（l）电路中通过的电子的物质的量。
（2）该金属M的相对原子质量。
1．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为Mg-2e- = Mg2+
B．阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
