1、选修4第1章第2节电能转化为化学能-电解导学案2【学习目标】1运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼，以及电镀的内容。(重点)2了解电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。【学习过程】一、电解原理的应用1电解饱和食盐水以制 、 和 ，通常把电解饱和食盐水的工业叫 工业。（1）通电前NaCl和H2 O发生的电离方程式 、 。（2）通电后电极反应：阴极： 阳极： 总反应式： （3）结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质溶剂同时消耗，电解的结果生成碱，电解后溶液的pH增大。（4）电解硫酸钠溶液阳极：4OH 4e = 2H2O+O2 阴极：4H + 4e = 2H2 总反应式
2、：2H2O 2H2 +O2 （5）电解H2SO4溶液阳极：2H2O 4e = 4H+ + O2 4OH 4e = 2H2O+O2 阴极：4H + 4e = 2H2 总反应式：2H2O 2H2 +O2 用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后溶液的pH变小。（6）电解CuSO4溶液阳极：H2O 4e = 4H+ + O2 4OH 4e = 2H2O+O2阴极：2Cu2+ 4e =2Cu总反应式：2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质溶剂同时消耗，电解的结果生成酸，电解后溶液的pH减小。2电镀（1）电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层
3、的过程。（2）电镀材料的选择：阴极 ；阳极 ；电镀液 。（3）电镀池形成条件：镀件作阴极 i.镀层金属作阳极含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液（4）电镀的特点：电镀液的组成及酸碱性保持不变3.电治金（1）金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得 ，从它们的化合物中 出来，表达通式 ；（2）电解熔融氯化钠电离方程式 ； 通直流电后阴极： ；阳极： ；总反应式 。二、电极反应式的书写形式与步骤电极反应式的书写形式有两种（以Cl被氧化为例）：2Cl 2e Cl2；2Cl Cl2 2e 。电极反应式的书写步骤： 看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解
4、质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有H和OH，放电顺序中H和OH之后的离子一般不参与电极反应。两个电极反应式所带的电荷必相等。书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式导学案参考答案一、电解原理的应用1烧碱、氯气、氢气、氯碱（1）NaCl= NaCl H2 O H+ + OH-（2）阴极：2H+ + 2e =2H2 4H2O + 4e =2H2+4OH-（还原反应） 阳极：2Cl2e=Cl
5、2 （氧化反应）总反应式：2 NaCl + 2H2O 2NaOH +H2 +Cl2 2（1）其他金属或合金（2）镀件、镀层金属、含有镀层金属离子的溶液3（1）电子、还原、Mnne=M（2）NaCl=NaCl 阴极2Na2 e= 2Na 阳极2 Cl2 e= Cl2 总反应：2NaCl（熔融）2NaCl2 检测题1. 工业上电解食盐水的阴极区产物是()A氯气B氢气和氯气C氢气和氢氧化钠 D氯气和氢氧化钠2. 关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，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，溶液呈棕黄色C电解时在阳极得到氯气，在阴
6、极得到金属钠D电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性3. 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是() Aa为正极，b为负极；NaClO和NaCl Ba为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl4. 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍。下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2
7、+)()A. 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有金属PtB. 电解过程中,电解质溶液的质量可能保持不变C. 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D. 阳极发生氧化反应,其电极反应式:Ni2+2e-Ni5. 工业电解饱和食盐水制烧碱时需阻止OH移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如图)(F处加NaOH以增强溶液导电性)(1)C、D分别是直流电源的两电极，C是电源_极，D是电源_极。(2)电解一段时间后，_气体由A口导出，_气体由B口导出。阴极附近碱性增强的原因(用电离方程式及电极反应式表示)_ _。(3)若不采用阳离子交换膜，OH向阳极移动，发生的反应可用离子方程式表示为
8、_。6. 电解、电镀、电解精炼具有广泛应用，试回答下列问题：(1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_(2)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电能全部转化为化学能B粗铜接电源正极，发生氧化反应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(3)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为_。参考答案1. 【解析】用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H2e=H2，产生OH，阴极区域OH与Na结合成NaOH。【答案】C2. 【解析】电解食盐水时发生的
9、反应： 阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH，滴加酚酞后溶液变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。【答案】B3. 【解析】有关反应有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分作用，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。【答案】B4.
10、【解析】A、粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和铂不失电子沉降电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，A错误；B、电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni；阴极析出的是镍；依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加可能相等，因此电解质溶液的质量可能保持不变，B正确；C、电解后，溶液中存在的阳离子有H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+，C错误；D、阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni-2e-=Ni2+，Fe-2e-=Fe2+，Zn-2e-=Zn2+，D错误；答案选B。【答案】B5. 【解析】由Na移动方向知右侧电极为阴极，C为负极，D为正极。左侧电极产
11、生Cl2，右侧电极电解水电离出的H产生H2和NaOH。若不采用阳离子交换膜，OH移向阳极与Cl2发生反应。【答案】(1)负正(2)Cl2H2H2OHOH、2H2e=H2(3)Cl22OH=ClClOH2O6. 【解析】(1)电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，镀层金属的盐溶液作电解液。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极(发生氧化反应)，精铜作阴极(Cu2发生还原反应)，较活泼金属(Al、Zn、Cu)在阳极被氧化，不活泼金属(Au、Pt、Ag)在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2向阴极移动。电解过程中，电能转化为化学能和热能。(3)阳极材料是铝，属于活泼金属电极，电极本身参与反应，反应过程中失去电子而生成Al2O3。电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属铝提供了氧元素，所以电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H。【答案】(1)补充溶液中的Cu2，保持溶液中Cu2的浓度恒定(2)BD(3)2Al3H2O6e=Al2O36H