4.2.1电解原理的应用学案（无答案）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2.2 电解原理的应用
【主题研修目标】
1、掌握电解饱和食盐水的原理。
2、了解电解原理在电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。
3、掌握电解的有关计算。
【研修核心问题】掌握电解原理在电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用及其有关计算。
【原点整合】
(1)①两个电极：阳极——与电源___极连接；
阴极——与电源___极连接。
②电解质溶液或___________。
③直流电源。
④构成_________。
(2)①电极反应类型
阳极→_____反应；阴极→_____反应。
②电子流向：电源___极→___极；___极→电源___极。
③电流方向：电源___极→___极；___极→电源___极。
④离子流向：阳离子→___极；阴离子→___极。
【基础知识感知】
一．电镀
(1)电镀是应用____原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或___的方法。
(2)电镀
二．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等)
(1) ________作阳极，主要的电极反应为________________；_________作阴极，电极反应为________________；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溶液，活泼性较差的____________形成阳极泥。
三．电冶金制取金属
______________________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。
【深入学习】
1.请写出氯碱工业的电极反应式
(1)电极反应式(并注明反应类型)
阳极：__________________ (氧化反应)；
阴极：__________________ (还原反应)。
其中阴极反应中的H＋是由水电离产生的。
(2)总反应式：______________________________________。
2. 电镀特点：“一多一少、一不变”
__________指阴极上有镀层金属沉积
__________指阳极上金属溶解
__________指电解质溶液的浓度不变
3.电解的有关计算
例一:如图为相互串联的甲、乙两电解池，其中甲池为电解精炼铜的装置。
试回答下列问题：
(1)A是_____极，材料是________，
电极反应为____________________，
B是________极，材料是________，主要电极反应为____________________，
电解质溶液为________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后Fe极附近溶液呈________色。
(3)常温下，若甲池中阴极增重12.8 g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为________。若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为________，pH为________。
4.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律
电解类型 电解质类别(实例) 电极反应特点 电解对象及电解反应方程式 电解质浓度 溶液PH 溶液复原
电解水型 强碱(NaOH)
含氧酸(H2SO4)
两者生成的盐
放H2、生碱型 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 生成新电解质
放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐(CuSO4) 阴极:电解质的阳离子放电 阳极:氢氧根离子产生氧气 生成新电解质
电解电解质类型 无氧酸(HCl)
不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)
【课堂检测习题】
1．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是_______________________________________。
(2)以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是________________________________。
(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是__________________________________________。
(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_________________________________。
(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1:1，电解质的化学式可能是_____________________________________。
2．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(氧化性：Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应为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
3．用电解法测定某工业废气中CO的浓度，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．b为直流电源的负极，与之相连的电极是阴极
B．阳极的电极反应式为CO＋H2O－2e－===CO2＋2H＋
C．H＋向阴极移动
D．理论上每消耗11.2 L O2，转移2 mol电子
【课堂小结】电解饱和食盐水的原理和电极反应式的书写。
了解电解原理在电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。
利用电荷守恒、元素守恒进行电解的有关计算。
本节课未解决的问题和疑难：