《电解原理的应用》课件

《电解原理的应用》素养目标1．以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式2．学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用学法指导1．复习钠、镁、铝等活泼金属的冶炼方法，初步认识电解原理在实际生产中的应用2．以电子守恒观点掌握各类电极产物在生成时的量的关系，巩固电子守恒法在实际计算中的应用知识导图课前·

新知导学1．电解饱和食盐水(1)装置。电解原理的应用(2)原理。①电极反应：阳极：发生氧化反应，电极反应式为________________________。

阴极：发生还原反应，电极反应式为___________________________。

②总反应式：化学方程式：___________________________________________。

离子方程式：__________________________________________。2Cl－－2e－═══Cl2↑

2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－

2．电镀(1)定义。电镀是一种利用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的加工工艺。

电解

金属

合金

(2)电镀原理。①实例(往铁件上镀铜)：阴极材料：________，电极反应式：_________________________；阳极材料：________，电极反应式：_________________________；电解质溶液：_________________溶液。

②电镀的目的主要是增强金属的____________能力，增加表面硬度和美观。

Fe

Cu2＋＋2e－═══Cu

Cu

Cu－2e－═══Cu2＋

CuSO4(合理即可)

抗腐蚀

3．电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用________作阳极，用____________作阴极，用______________作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－═══Cu2＋、Zn－2e－═══Zn2＋、Fe－2e－═══Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－═══Cu。粗铜

纯铜

CuSO4溶液

(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜________的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属如________________等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成______________，粗铜中的铜在纯铜上析出。活泼

Ag、Au

阳极泥

4．电冶金(1)金属冶炼的本质。使矿石中的金属离子______________变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－═══M。

(2)电冶金。电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__________单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。获得电子

活泼金属

(3)电解熔融的氯化钠。阳极反应：__________________________；

阴极反应：________________________；

总反应：_________________________________。

2Cl－－2e－═══Cl2↑

2Na＋＋2e－═══2Na

(1)能否说电解饱和食盐水(惰性电极)时阴极产物只有氢气？(2)电镀铜和电解精炼铜时所用的电解质溶液中都含有Cu2＋，通电一段时间后，电解质溶液中的c(Cu2＋)分别如何变化？微思考【答案】(1)不能，阴极产物是氢气和氢氧化钠。(2)电镀铜时，c(Cu2＋)基本不变，而电解精炼铜时，c(Cu2＋)会减小。

正误判断。(对的打“√”，错的打“×”)(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。 (

)(2)电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极。 (

)(3)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极。 (

)(4)在镀件上电镀锌，用锌作阳极。 (

)(5)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。(

)(6)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)×课堂·

素养初培任务一电解饱和食盐水、电镀、电冶金素养探源核心素养考查途径科学探究与创新意识科学态度与社会责任主要考查电解饱和食盐水的原理及延伸应用(如制备消毒液等)、电镀和电解精炼中电极材料、电解质溶液的浓度变化等[情境导入]模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如图所示，装置闭合电键K时，电流计G的指针将发生偏转。(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？【答案】甲

、乙构成原电池，丙是电解池。(2)a、b、c、d电极名称分别是什么？【答案】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。(3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？【答案】c电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。(4)若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？【答案】c电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Ag－e－═══Ag＋，阴极：Ag＋＋e－═══Ag。(5)若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？【答案】c电极用粗铜，d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。[深化理解]电镀与电解精炼的比较项目电镀电解精炼形成条件①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液③直流电源④形成闭合回路①不纯金属作阳极，纯金属作阴极②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液③直流电源④形成闭合回路电极反应阳极：Zn－2e－═══Zn2＋阴极：Zn2＋＋2e－═══Zn阳极：Cu(粗铜)－2e－═══Cu2＋(主要)阴极：Cu2＋＋2e－═══Cu(精铜)联系电镀池和精炼池在本质上都是电解池电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2＋＋2e－═══Zn，而不是2H＋＋2e－═══H2↑。 (2020·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 (

)A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2[典例精练]【答案】C【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D错误。

以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (

)A．溶液中Cu2＋浓度保持不变B．粗铜接电源正极，发生还原反应C．溶液中Cu2＋向阳极移动D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属【答案】D任务二电解的有关计算素养探源核心素养考查途径证据推理与模型认知主要考查电极或电解质溶液质量的变化、反应中电子转移多少、溶液pH变化、反应中生成气体体积的计算等[情境导入]如图，甲烧杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9g。(1)发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？【答案】A极比C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E极是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。(2)A极比C极重1.9g，则A极上析出单质的质量为多少？C极上析出单质的质量为多少？(3)写出B极的电极反应式；计算B极析出气体的体积。(标准状况)[深化理解]1．电化学的有关计算(1)计算的原则。①阳极还原剂失去的电子数＝阴极氧化剂得到的电子数。②串联电路中通过各电极的电子总数相等。③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。(2)计算的方法。电子守恒法计算用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相等进行计算，其依据是电路中转移的电子数相等总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算关系式计算根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式2．解答与电解有关的计算题的基本步骤(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。(3)根据得失电子守恒进行相关计算。

如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。[典例精练]试回答：(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。

(2)通电5min时，B中共收集到224mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝______________。

(3)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH为____________。(Kw＝1.0×10－14)【答案】(1)负(2)0.025mol·L－1

(3)13

有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1L2mol·L－1Na2SO4溶液，A装置中盛有1L2mol·L－1AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉－KI试纸的