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高二化學 選擇性必修一
第四章 化學反應與電能
電解池
第二課時 電解原理的應用
4.2.2 電解原理的應用
【溫故知新】
電解原理
1、電極判斷
2、電子遷移方向
3、離子遷移方向
4、放電順序
4.2.2 電解原理的應用
【新課導入】（教材P109 資料卡片）
【任務一：電解飽和食鹽水原理探究】
4.2.2 電解原理的應用
用石墨做電極，依據電解的基本原理，預測電解飽和食鹽水的電極反應產物，并說明分析過程。
電解后測得的產品可能不純，分析可能的原因
一、電解飽和食鹽水
4.2.2 電解原理的應用
反應原理：
NaCl=Na+ + Cl－
放電順序：
陽極 Cl－>OH－
陰極 H+>Na+
陰極：
陽極：
2Cl－ － 2e－=Cl2↑
總反應：
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
陰極產物
陽極產物
H2O H+ + OH－
怎樣檢驗兩極產物？
電極反應：
1、電解飽和食鹽水的原理
一、電解飽和食鹽水
H2
陰極
Cl2
陽極
2H+ + 2e- == H2↑
2H2O + 2e- == H2↑+ 2OH-
4.2.2 電解原理的應用
【思考與討論】
1. 除了上述實驗現象外，還發現反應剛開始，陰極出現的紅色溶液迅速向陽極擴散，隨后變得緩慢，并且很長一段時間后，陽極區附近仍為無色，為什么？
Cl2 +2NaOH == NaCl + NaClO + H2O
(2) 避免生成物H2和Cl2混合
(1) 避免Cl2接觸NaOH溶液反應，使產品不純
混合遇火或遇強光爆炸
2. 電解飽和食鹽水要解決的主要問題是什么？
反應開始短時間內
較長時間后
怎樣解決？
一、電解飽和食鹽水
4.2.2 電解原理的應用
2、氯堿工業
改進：離子交換膜
一、電解飽和食鹽水
4.2.2 電解原理的應用
－
+
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡鹽水
NaOH溶液
精制飽和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
陽離子交換膜
陽極室
陰極室
2、氯堿工業
一、電解飽和食鹽水
4.2.2 電解原理的應用
3、氯堿工業產品及其應用
(1)氯堿工業產品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑等。
(2)以電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業產品在有機合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農藥、金屬冶煉等領域中廣泛應用。
4.2.2 電解原理的應用
【應用體驗】
如何改進裝置，用電極電解飽和氯化鈉溶液制備家用環保型消毒液（NaClO溶液）
完成下列填空：
(1)a為電源的 (填“正”“負”“陰”或“陽”，下同)極，c為電解池的 極。
負
陽
(2)d電極的電極反應式： ，電解產生
消毒液的總化學方程式為 。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
為充分混合反應，下端產生Cl2，上端產生NaOH
二、電冶金
4.2.2 電解原理的應用
【任務二：電解熔融氯化鈉原理探究】
熔融NaCl
陰極
陽極
e-
e-
Na+
Cl-
2Cl- － 2e- = Cl2
氧化反應
還原反應
2Na++ 2e- = 2Na
畫出通電后熔融氯化鈉中的微粒，并標出微粒的運動方向，和電子運動方向。
寫出陰極和陽極的電極方程式
二、電冶金
4.2.2 電解原理的應用
使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原成金屬單質的過程
1、金屬冶煉：
通式：Mn+ + ne- = M
電解法可以將通常極難被還原的活潑金屬從它們的化合物中還原出來，所以是冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬的一種重要方法。
2、電冶金：
想一想：如何實現難還原的活潑金屬陽離子的冶煉？
二、電冶金
4.2.2 電解原理的應用
(熔融)
電解
Mg + Cl2↑
MgCl2
陽極：2Cl- － 2e- == Cl2 ↑
陰極：Mg2++ 2e- == Mg
陽極：6O2- － 12e- == 3O2↑
陰極：4Al3++12e- == 4Al
電解
冰晶石
2Al2O3(熔融) 4Al+ 3O2↑
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
電解
陽極：2Cl- － 2e- == Cl2 ↑
陰極：2Na++ 2e- ==2 Na
助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）
三、粗銅的電解精煉
4.2.2 電解原理的應用
【問題提出】
黃銅礦
粗銅（含有鋅、鐵、鎳、銀、金、鉑等微量雜質）
一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。
三、粗銅的電解精煉
4.2.2 電解原理的應用
【任務三：粗銅的電解精煉原理探究】
1. 陽極和陰極材料、電解質溶液分別是？
2. 粗銅中的雜質金屬如何除去？
3. 電解精煉后，CuSO4液溶液度何化濃度有何變化？
【知識支持】金屬活潑性：鋅＞鐵＞鎳＞銅＞銀＞金
三、粗銅的電解精煉
4.2.2 電解原理的應用
【任務三：粗銅的電解精煉原理探究】
純銅
粗銅
含雜質(Zn Fe Ni Ag Au 等)
陽極
陰極
粗銅
純銅
電極材料
電極反應
Cu2+ + 2e- = Cu
CuSO4溶液
Zn-2e- → Zn2+
Fe -2e-→ Fe2+
Ni-2e-→ Ni2+
Cu-2e→ Cu2+
Zn Fe Ni
CuAg Au
陽極泥
陽極泥
陽極上活潑性比銅差的金屬不能失去電子，而是以單質的形式沉積于陽極底部，成為陽極泥?？梢杂脕硖釤捊疸y等貴重金屬
【想一想】電解完后，電解質溶液的濃度____
減小
四、電鍍
4.2.2 電解原理的應用
1、電鍍：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。
2、目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。
鍍層金屬—通常是一些在空氣或溶液中不易發生變化的金屬（如鉻、鎳、銀）和合金（如黃銅）
四、電鍍
4.2.2 電解原理的應用
【任務四：鐵上鍍銅實驗設計】
如果想在鐵制品表面鍍上銅，該如何設計實驗
【方法引導】在設計電鍍裝置時，通常需要重點考慮以下兩個方面的問題：
1、如何使鍍層金屬或合金沉積在待鍍金屬（鍍件）表面？
2、電解質溶液應該如何選擇？
四、電鍍
4.2.2 電解原理的應用
①電極：
陽極——鍍層金屬
陰極——待鍍金屬制品
②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。
電鍍池的構成
【想一想】電解完后，電解質溶液的濃度____
不變
4.2.2 電解原理的應用
導練
1.若要在銅片上鍍銀時，下列敘述中錯誤的是
①將銅片接在電源的正極
②將銀片接在電源的正極
③在銅片上發生的反應是Ag＋＋e－===Ag
④在銀片上發生的反應是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
⑤可用CuSO4溶液作電解質溶液
⑥可用AgNO3溶液作電解質溶液
A.①③⑥ B.②③⑥
C.①④⑤ D.②③④⑥
銅作陰極與電源負極相連；銀作陽極和電源正極相連；電解質溶液為硝酸銀溶液；
銅片上反應是Ag＋＋e－===Ag；
銀片上反應是Ag－e－===Ag＋；
用硫酸銅溶液作電鍍液，陰極析出銅；
√
4.2.2 電解原理的應用
【課堂總結】
電解原理的應用
電鍍
電冶金
電鍍：
電解飽和食鹽水
電解精煉銅：
陰極—待鍍金屬， 陽極—鍍層金屬
陰極—精銅， 陽極—粗銅
2Cl- - 2e- = Cl2↑
陽極
陰極
2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-
點燃法檢驗H2
酚酞溶液檢驗堿性
濕潤淀粉KI試紙
檢驗Cl2
4.2.2 電解原理的應用
【課堂練習】
下列關于圖示四個裝置的敘述不正確的是（ ）
A．裝置甲是可以在鐵釘上鍍銅的裝置
B．若裝置乙為電解精煉銅裝置，則X電極為精銅
C．裝置丙的a端產生的氣體能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍
D．裝置丁接通電源后可以觀察到白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變紅褐色
D
4.2.2 電解原理的應用
【課后拓展】（教材P109 資料卡片）
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