高中化学第四章电化学基础第三节电解池时导学案新人教选修

第1章化学反应与能量转化

第2节电能转化为化学能——电解（第2课时）（电解原理的应用）【学习目标】

1.了解电解饱和食盐水，铜的电解精炼，电镀的原理。

2.掌握电解原理及其应用。

【学习重点难点】

电解原理及其应用。

【自学引导】

1．电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气

(1)装置

(2)现象

①阳极上：。

②阴极上：。

(3)原理分析及电极反应

电解时U形管中，移向阳极，移

向阴极。

①阳极离子放电顺序：

电极反应：2Cl－—2e－=Cl2↑(反应)

②阴极离子放电顺序

电极反应：2H＋＋2e－=H2↑(反应)。

(4)总反应化学方程式：。

离子方程式：。

2．铜的电解精炼

(1)装置及电极材料

阳极材料：

阴极材料：

(2)电极反应

阳极：

阴极：

(3)阳极泥

铜的电解精炼过程中，粗铜中的金属与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池底部形成的物质。

3．电镀

(1)定义：应用原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。

(2)目的：使金属能力增强且增加金属表面的耐磨性和美观性。

(3)电镀池构成

镀层金属做，镀件做，含有的盐溶液做电镀溶液。

【自学检测】

1．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )

2．下列关于铜电极的叙述不正确的是( )

A．在镀件上镀铜时镀件作阴极 B．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极

C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 D．用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极

3．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，用铁做阳极

B．电解法精炼粗铜，用纯铜做阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阴极

D．在镀件上电镀锌，用锌做阳极

4．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(已知：氧化性Fe2＋

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：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

【互动探究】

1.电解饱和食盐水就是工业上制取烧碱的原理，电解饱和食盐水的方法获得烧碱的同时还得

到了H2和Cl2，习惯上把这种工业叫做氯碱工业。（左图为实验装置，右图为离子交换膜电解槽）

（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?

（2）怎样初步检验两极产物的生成?

（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。

2. 若提供一块粗铜（含Zn、Fe、 Ni、Au、Ag等杂质），一块纯铜，CuSO4溶液，电解槽，直流电源，如何根据电镀原理提纯粗铜，请设计实验装置。写出电极反应式

3. 不同离子导体的电解池的应用不同，如果阳极材料是铜、阴极材料是铁，电解质溶液是硫酸铜，通直流电之后阴阳两极如何变化？

【课堂检测】

1．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入KI溶液，溶液呈棕色

C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，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

2．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(双选)( ) A．电解时以精铜做阳极 B．电解时阴极发生还原反应

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

3．某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )

A．用铜钥匙做阳极，碳棒做阴极，CuSO4溶液做电解质溶液

B．Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中

C．Zn做阳极，铜钥匙做阴极，ZnSO4溶液做电镀液电解

D．在电镀过程中溶液中的Zn2＋浓度减小，Cu2＋浓度增大

【当堂训练】

1．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶

液呈红色。下列说法正确的是( )

A．X是负极，Y是正极

B．Pt是阴极，Cu是阳极

C．CuSO4溶液的酸性增强

D．CuSO4溶液的酸碱性不变

【课后拓展】

1.某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是(双选)( )

A．电解过程中，铜电极上有H2产生

B．电解初期，主反应：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑

C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出

D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大

2．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③电解溶液中[Cu2＋]不变，则可选用的电极是( )

A．纯铜做阳极，含Zn、Ag的Cu合金做阴极 B．含Zn、Ag的Cu合金做阳极，纯铜做阴极

C．用纯铁做阳极，纯铜做阴极 D．用石墨做阳极，用惰性电极(Pt)做阴极3．(2012·龙岩高二质检)根据金属活动性顺序，Cu不能发生：Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑的反应。但选择恰当电极材料和电解质溶液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解质溶液中，能实现该反应最为恰当的是( )

A B C D