2020年高中化学《电解原理的应用》第2课时导学案（无答案）鲁科版选修4

第2课时电解原理的应用课程学习目标1.通过运用电解原理分析食盐水的电解、铜的精炼,培养综合运用微粒观和利用氧化还原反应原理来分析电解中各种微粒运动的意识,从而了解这些复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值。2.通过探究电镀,了解电镀的应用及其特殊性,从而学习科学探究的基本方法,通过探究体验,提高分析能力、动手能力。知识体系梳理1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气、氯气饱和食盐水中存在着Na+、Cl-、H+、OH-四种离子,阳离子Na+和水电离出的H+移向阴 极,H +在阴极上发生还原反应:2H+2e-H2;阴离子Cl-和水电离出的OH-移向阳极 ,C l-在阳极上发生氧 化反应:2Cl-2e-Cl2。在电解过程中,由于阴极区H +浓度变小,水的电离平衡向生成H +和 OH -的方向移动,随着阳极 不断变为氢原子并最终形成氢 气逸出,使阴极区溶液中的O H-越来越多。如果设法用隔膜阻止OH-移向阳 极,则氢氧化钠可以在阴极附近富集,由阴极溶液可以得到烧碱,这就是电解食盐水制备烧碱的原理。电解食盐水还可以得到另外两种重要的化工产品氯气和氢气。电解食盐水的总反应为。2.铜的电解精炼电解精炼铜时,粗 铜作阳极,纯 铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。粗铜中比铜活泼的金属也发生氧化反应变成金属阳离子进入溶液。阳极反应为。银、金、铂等不如铜活泼的金属在电解过程中不发生反应,最终沉积在电解池的底部与其他不溶性杂质混在一起形成阳极泥,最后纯铜在阴极上析出。阴极反应为。3.电镀应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法叫作电 镀。电镀铜时,通常用待镀的金属制品作 阴 极,用铜作阳 极,用含有C u2+的溶液作电镀液。基础学习交流1.在水溶液中是否所有的离子都可在电极上放电?2.如何检验电解饱和食盐水时有NaOH和Cl2生成?重难点探究 探究1:电解饱和食盐水互动探究电解原理在化学工业中有广泛应用。右图是一个电解池,U形管内装有NaCl溶液;X、Y是两个惰性电极,通过导线与直流电源相连,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。(1)电解池中X极上的电极反应式是。在X极附近观察到的现象是 。(2)Y电极上的电极反应式是 。检验该电极反应产物的方法是 。探究拓展1.在电解池中,如何利用电子得失守恒进行列式计算?2.两极分别用惰性电极或铜电极电解NaCl溶液时,电极反应式相同吗? 探究2:电解精炼铜互动探究火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时()。A.粗铜接电源负极B.纯铜作阳极C.杂质都将以单质形式沉淀到池底D.纯铜片增重2.56 g,电路中通过的电子为0.08 mol探究拓展1.电解精炼铜过程中溶液中铜离子浓度是否发生变化?2.电解精炼铜过程中,粗铜中的杂质元素都去哪了?探究3:电镀互动探究在铁制品上镀一定厚度的锌层,以下方案设计中正确的是()。A.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有Zn2+B.铂作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有Zn2+C.铁作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有Fe2+D.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有Zn2+探究拓展1.电镀过程属于电解过程吗?2.电镀层的牢固程度与电解速率有关吗?3.为什么电镀前需要将镀件除锈?基础智能检测1.下列关于电解NaCl水溶液的叙述正确的是()。A.电解饱和食盐水制烧碱,不能用金属电极作阴极B.在阳极处滴加石蕊试液时,溶液先变红后褪色C.在阴极处滴加酚酞试液,溶液呈无色D.NaCl溶液浓度将减小,pH不变2.在待镀铁制品上镀铜的实验装置如上（左）图所示,则下列说法正确的是()。A.电源a极为负极B.极上铜放电而逐渐消耗C.极上发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+D.极上Cu2+放电而使溶液中Cu2+浓度逐渐变小4.用上（右）图装置电解精炼粗铜。请回答