第二节 第2课时　电解原理的应用教学设计.docx

第2课时电解原理的应用

[课程标准]1.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。2.了解电解原理在工业中的应用，如电冶金、电解熔融氯化钠或氧化铝，电解精炼铜，电解在污水处理、煤炭脱硫中的应用。

知识点一电解饱和食盐水

1．电解饱和食盐水

(1)电极反应

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，

阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(反应类型：还原反应)。

(2)总反应方程式

①化学方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

②离子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。

2．氯碱工业——制Cl2、H2和NaOH

(1)阳离子交换膜的作用

阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。

(2)a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。

3．氯碱工业的产品及其应用

(1)氯碱工业的产品主要有NaOH、Cl2、H2、HCl、含氯漂白剂等。

(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业的产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中应用广泛。

【微自测】判断正误

1．电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑()

2．氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区()

3．电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料(如铁)()

4．电解饱和NaCl溶液可以制取金属钠()

5．利用电解饱和食盐水可制得“84”消毒液()

答案：1.×2.×3.×4.×5.√

结合教材中“电解原理的应用”知识，交流讨论下列问题。

1．饱和食盐水中存在哪些离子？通电后它们怎样移动？根据离子的性质，判断阴极和阳极的产物。

提示：饱和食盐水中含有Na＋、H＋、Cl－和OH－；通电后Na＋、H＋向阴极移动，Cl－和OH－向阳极移动。阴极上阳离子的氧化性：H＋Na＋，H＋放电生成H2；阳极上阴离子的还原性：Cl－OH－，Cl－放电生成Cl2。

2．写出阴、阳极的电极反应式，并设计实验验证两极的电极产物。

提示：阴极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；用拇指堵住a处试管口，移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到“噗”的一声，说明收集到的是H2；b管中淀粉碘化钾溶液变蓝，说明KI被氧化为I2，从而证明阳极生成Cl2。

1．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)下列说法正确的是()

A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．通入空气的电极为负极

C．电解池中产生2molCl2时，理论上燃料电池中消耗0.5molO2

D．a、b、c的大小关系为ab＝c

答案：A

2．氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是()

A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气

B．b极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

C．电解时，Na＋穿过离子交换膜进入阴极室

D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从e处流出

答案：D

归纳总结

氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开：①从安全的角度：可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸；②从产品纯度的角度：避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的纯度。

知识点二电镀电解精炼与电冶金

1．电镀与电解精炼

电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。

装置

电镀

精炼

阳极材料

镀层金属Cu

粗铜(含锌、银、金等杂质)

阴极材料

镀件金属Fe

纯铜

阳极反应

Cu－2e－===Cu2＋

Zn－2e－===Zn2＋、

Cu－2e－===Cu2＋等

阴极反应

Cu2＋＋2e－===Cu

Cu2＋＋2e－===Cu

溶液变化

硫酸铜溶液浓度保持不变

Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥

2.电冶金

(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M。

(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。

如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；

阴极：2Na＋＋2e－===2Na；

总反应：2NaCl(熔融