4.2.2电解原理的应用学案高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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
【学习目标】
1．通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。
2．能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
【预习案】
一、电解原理的应用
1．电解饱和食盐水(氯碱工业) （阅读课本P106）
离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图
阳极反应 ____________________________　(________反应)
阴极反应 ____________________________　(________反应)
总反应(离子反应) ____________________________　
应用 制备氢气、氯气和烧碱
2.电镀（阅读课本P107）
(1)定义：利用______________原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或______________的加工工艺。
(2)主要目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
(3)实例——铁件上镀铜
阳极材料：______________，阴极材料：______________，电镀液：含有：______________的溶液(CuSO4溶液)
阳极反应 ____________________________　
阴极反应 ____________________________　
溶液变化 电解质溶液的浓度______________
3.金属的电解精炼(如电解精炼铜，杂质含Zn、Fe、Ag、Au等) （阅读课本P107）
(1) __________为阳极，主要的电极反应式为______________________； _______为阴极，电极反应式为__________________________；电解质溶液为________溶液。
(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入电解质溶液，活泼性较差的____________则沉积在电解槽底部形成阳极泥。
4．电冶金（阅读课本P108）
(1)本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－=== M。
(2)实例：电解熔融氯化钠可以得到金属钠。
阴极： _____________________，阳极： _______________________，
总反应： __________________________________________________。
【探究案】
1．在电解饱和食盐水时，电解槽中的阳离子交换膜有什么作用？
阳离子交换膜只允许_________________通过，不允许____________________________通过，可以防止阴极产生的________与阳极产生的________混合发生爆炸，也能避免________与阴极产生的________反应而影响氢氧化钠的纯度和产量。
2．粗铜中含锌、铁、镍、银等金属杂质，在电解精炼铜的过程中，杂质金属为什么不在阴极析出？电解质溶液中c(Cu2＋)是否有变化？
因氧化性______大于_________________，故在阴极上______得到电子析出单质铜，而______的还原性比______弱，沉积在电解槽底部形成阳极泥；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋) ______。
3．工业上冶炼镁为什么用MgCl2而不用MgO
【训练案】
1．如图是工业电解饱和食盐水的原理示意图，下列有关说法不正确的是
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
2．下列叙述正确的是
A．电镀时，通常把待镀的金属制品作为阳极
B．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电解熔融的NaCl，在阳极能得到Na
D．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作为阳极
3．用铁棒和铜棒作为电极，模拟在铁棒上镀铜，实验装置如图所示，下列判断正确的是
A．溶液中阳离子移向b电极发生还原反应
B．铜棒的材质必须用纯铜
C．电解一段时间后加Cu(OH)2固体使溶液恢复原来的浓度
D．该实验过程中电解质溶液的pH会不断减小
4．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
A．通电后，Ag＋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可表示为Ag＋＋e－===Ag
D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
5．粗铜中含有Fe、Zn、Ni等杂质，用如图装置精炼铜。下列有关说法正确的是
A．a是粗铜、b是纯铜
B．反应前后 CuSO4溶液的浓度保持不变
C．阴极电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu
D．电解过程中，a、b两极质量的变化量一直相等
6．用下图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的Cl2将尿素[CO(NH2)2]氧化成N2排出，则下列说法错误的是
A．电源的正极为b
B．尿素被氧化的化学方程式为
CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl
C．电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大
D．阳极收集到4.48 L Cl2(标准状况)时，被氧化的尿素为4.0 g
7．一种生物电化学方法脱除水体中NH的原理如图所示。下列说法正确的是
A．装置工作时，化学能转变为电能
B．装置工作时，电极a周围溶液pH降低
C．装置内工作温度越高，NH脱除率一定越大
D．电极b上发生的反应之一是
2NO－2e－===N2↑＋3O2↑
8．某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为________交换膜。
(3)若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成H2SO4的质量是________，转移的电子数为________。
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案