1.2 课时2 电解原理的应用 课件 (共19张PPT)2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共19张PPT)
第一章 物质的性质与转化
第3节 电能转化为化学能——电解 课时2
1.通过分析铜的电解精炼，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值；
2.认识电镀，掌握设计电镀装置的基本思路。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
火法炼铜
粗铜
（Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au……）
导电性远不能满足电器工业的要求
如何除去粗铜中的杂质制得精铜呢？
一、铜的电解精炼
1.原理
CuSO4溶液
阳极：
Zn－2e－===Zn2＋、
Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2+等
阴极：
Cu2＋＋2e－==Cu
阳极泥
两个电极上通过的电子数一样;两个电极的质量变化不相等。
在粗铜的精炼中,阴极和阳极通过的电子数相等吗 阴极和阳极两个电极上的质量变化一样吗
思考与交流
二、电镀
1.定义：
利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
2.目的：
使金属增强抗腐蚀能力，耐磨性能和改善金属制品的外观。
镀铜
镀铬
镀镍
请设计方案给铁钉“穿”上铜外衣。
活动 · 探究
活动 · 探究
铁钉镀铜
[实验用品] 铁钉、铜片、石墨棒、CuSO4溶液；烧杯、导线、电源。
[确定阴极]
[确定阳极]
阴极材料：
阴极反应物：
阳极材料：
阳极反应物：
是否需要保留待镀金属（镀件）？
如何使镀层金属或合金沉积在镀件表面？
是否需要补充消耗的镀层物质？
铁钉
铜片
Cu
Cu2＋
[构成闭合回路]
硫酸铜溶液
导线
离子导体：
电子导体：
活动 · 探究
活动 · 探究
铁钉镀铜
[实验用品] 铁钉、铜片、石墨棒、CuSO4溶液；烧杯、导线、电源。
[确定阴极]
[确定阳极]
阴极材料：
阴极反应物：
阳极材料：
阳极反应物：
铁钉
铜片
Cu
Cu2＋
电镀
阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu
阳极：Cu－2e－＝Cu2＋
【实验现象】铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。
3.电镀池的构成：
阴极：待镀金属——镀件
阳极：镀层金属（如Cr、Ni、Ag和合金）
电解质溶液：含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液
思考与交流
Ⅰ.在铁钉镀铜的实验中，电镀液的浓度是否发生变化？解释原因。
否，阴极上有镀层金属沉积，得到电子的数量和阳极(镀层金属)溶解失去电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。
Ⅱ.可以采用怎样的措施让铜能更好地附着在铁钉上？
镀层能否很好地附着在镀件上，与镀层表面的洁净和平整程度有很大的关系。电镀时，为了得到均匀、光洁、致密的镀层，往往需要在电镀液中加入有关助剂。
电解工业上还常利用电解法获得钠、镁、氟等元素的单质。
K、Ca 、 Na、 Mg、Al等金属的还原性很强,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。如工业冶炼 NaCl— Na MgCl2—Mg Al2O3—Al
物质转化
能量储能
电化学储能技术
在电力工业中，发电、输电、配电、用电必须同时完成，但居民用电量存在着高峰与低谷时段，并呈现出明显的季节性。如果能够将发电厂的电能储存起来，需要时再释放，可以有效的降低成本。
钒液流电池的结构及工作原理示意图
放电时电极反应：
负极：V2+－e－===V3+
正极：+2H++e－===VO2++H2O
充电时电极反应：
阴极：V3++e－===V2+
阳极：VO2++H2O－e－===+2H+
铜的电解精炼与电镀铜的对比
电解精炼铜 电镀铜
电极材料 阴极
阳极
电极反应 阳极
阴极
电解质溶液 浓度的变化
精铜
粗铜
镀件
纯铜
Cu2＋＋2e－＝Cu
Cu－2e－＝Cu2＋等
Cu－2e－＝Cu2＋
Cu2＋＋2e－＝Cu
Cu2+减少，有比铜活泼的金属的阳离子进入溶液
电解质溶液成分及浓度均不变
【练一练】
1.判断正误
(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极。 (　　)
(2)电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极。 (　　)
(3)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。 (　　)
(4)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 (　　)
(5)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。( )
(6)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。( )
(7)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。( )
2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是(　　)
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
D
3.在突如其来的新冠肺炎疫情期间,84消毒液成了家庭消毒的必备物品。某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作为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,设计了如图所示的装置(垂直使用)。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
B
4.(纵坐标y)随时间变化的函数图像(各电解池都用石墨作为电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响),这个量y表示的是(　　)
A.各电解池析出气体的体积 B.各电解池阳极质量的增加量
C.各电解池阴极质量的增加量 D.各电极上放电的离子总数
C
5.某溶液中只含有两种溶质NaCl与H2SO4,它们物质的量之比为3∶1。用石墨作为电极电解该混合溶液时,根据电极产物,电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)
A.阴极自始至终只析出H2
B.阳极先生成Cl2,后生成O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液始终为酸性
D
6.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应为Al3++3e- === Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
C
电解原理的应用
电解饱和食盐水
电镀
电解精炼
原理
现象及检验
离子交换膜
定义
目的
电镀池构成
原理