2017-2018学年高中化学鲁科版选修4教学案：第1章+第2节+第2课时　电解原理的应用+Word版含解析.docVIP

第2课时　电解原理的应用 [课标要求] 1．掌握工业电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气的原理。 2．了解电镀、电解精炼的原理及应用。 3．能够应用电解原理判断离子的氧化性或还原性强弱并进行相关计算。 1．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，其中阳极产物为Cl2，阴极产物为NaOH和H2。 2．电解精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，含有铜离子的溶液为电解质溶液。 3．电镀时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，含镀层金属阳离子的电解质溶液做电镀液。 以下为电解NaCl溶液的装置示意图，填写下面空格。 (1)实验现象 ①阳极上有黄绿色有刺激性气味的气体产生。 ②阴极上有气体产生，阴极附近溶液变红色。 (2)实验结论：用惰性电极电解饱和食盐水，生成H2、Cl2和NaOH。 (3)放电顺序及电极反应 ①阳极离子放电顺序：Cl－OH－， 电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 ②阴极离子放电顺序：H＋Na＋， 电极反应：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。 (4)电解反应的化学方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 [特别提醒]　 1．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　) A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI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．电解时铁作阳极 解析：选B　阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，因此阳极区加入KI，因Cl2将I－氧化为I2，溶液呈棕色；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电则OH－增多，溶液呈碱性，使酚酞溶液变红；若用铁作阳极，电极本身被氧化，不能得到氯气。 2．某小组设计电解饱和食盐水的装置如右图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是(　　) A．铜电极附近观察到黄绿色气体 B．石墨电极附近溶液先变红 C．溶液中的Na＋向石墨电极移动 D．铜电极上发生还原反应 解析：选D　A项，电解饱和食盐水时，若电极为惰性电极，则两极分别产生氯气和氢气，而现在Cu作电极时仍产生两种气体，说明Cu为阴极，石墨为阳极，则石墨电极附近有氯气产生，错误；B项，石墨为阳极，Cu为阴极，氢离子在阴极放电生成氢气，则铜电极附近溶液先变红，错误；C项，电解池中的阳离子向阴极移动，所以钠离子向Cu极移动，错误；D项，铜电极为阴极，发生还原反应，正确。 1．铜的电解精练 (1)装置 (2)电极反应式 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 (3)杂质变化 ①铜的电解精炼过程中，Zn、Ni、Fe等比铜活泼的金属在阳极放电变成金属阳离子进入溶液，电极反应式分别为Zn：Zn－2e－===Zn2＋；Ni：Ni－2e－===Ni2＋； Fe：Fe－2e－===Fe2＋。 ②不如铜活泼的银、金、铂等金属不放电与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池的底部，形成阳极泥。 [特别提醒] (1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质，同时间段内两电极质量改变不相等，但两电极通过电量相等。 (2)电解过程中，阴离子浓度不变，Cu2＋浓度减小，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋浓度增大。 2．电镀 (1)概念 应用电解原理，在金属或非金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程称为电镀。 (2)目的 增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。 (3)示例 电镀时，镀层金属做阳极，待镀金属制品做阴极，含镀层金属阳离子的溶液做电镀液。 铁钉上镀铜如下所示： 阴极 待镀的金属制品：铁钉 阳极 镀层金属：铜 电镀液 含有镀层金属离子的盐溶液：CuSO4溶液 装置图 电极 反应 　　　　阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 　阴极：Cu2＋＋2e－===Cu [特别提醒]　 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)精炼铜装置中，粗铜做阴极，精铜做阳极。(×) (2)精炼铜后，电解质溶液中含Zn2＋、Cu2＋、Ag＋、Fe2＋等阳离子。(×) (3)精炼铜过程中，电解质溶液中Cu2＋不变。(×) (4)精炼铜装置中，阴极得到32 g铜，阳极电子转移1 mol。(√) (5)精炼铜过程中，OH－在阳极放电，Cu2＋在阴极放电。(×) 2．下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是(　　) A．粗铜板作阳极 B．电解时，阳极发生氧化反应，阴极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu C．粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 D．电解铜的纯度可达99.95%～99.98% 解析：选C　Fe、Zn、Ni比Cu活泼，电解时首先放电，不会形成阳极泥。 3．在铁制品上镀