第第2课时电解原理的应用课时电解原理的应用高中化学高中化学选修选修4鲁科版鲁科版 目标导航目标导航1.了了解解电解原理在生解原理在生产中的中的应用。用。2.了解了解电解、解、电镀和和电解精解精炼的原理。的原理。一、电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气一、电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气1现现象象(装置如装置如图)(1)阳极上：阳极上： 。(2)阴极上：阴极上： 。产生黄生黄绿色气体色气体产生无色气体，阴极附近溶液生无色气体，阴极附近溶液变红Cl、OH H、Na ClOH 氧化氧化 HNa 还原原 二、铜的电解精炼二、铜的电解精炼(粗铜含粗铜含Zn、Fe、Ni、Au、Pt、Ag等等)1装装置置阳极材料用阳极材料用 ，阴极材料用，阴极材料用 ，电解解质溶液用硫溶液用硫酸酸化的酸酸化的 溶液。溶液。粗粗铜精精铜硫酸硫酸铜3电解特点解特点电电解解结束后，阳极泥中含有束后，阳极泥中含有 等，等，电解解质溶液中的金属阳离子有溶液中的金属阳离子有 ，阴，阴极得到极得到 。4电镀(1)定定义：应用用 原理，在金属表面原理，在金属表面镀上一薄上一薄层金属金属或合金的方法。或合金的方法。(2)目的：使金属目的：使金属 能力增能力增强强且增加金属表面的耐且增加金属表面的耐磨性和美磨性和美观性。性。Au、Pt、AgZn2、Fe2、Ni2、Cu2精精铜电解解抗腐抗腐蚀阳极阳极 阴极阴极 镀层金属离子金属离子 纯铜 铁 Cu2 1(判一判判一判)判断正判断正误(正确打正确打“”，错误打打“”)(1)氯碱工碱工业是非常重要的化工生是非常重要的化工生产，在，在电解解饱和食和食盐水水时，在阴极上得到的，在阴极上得到的产物物为H2和和NaOH()(2) 电解解饱和食和食盐水制水制烧碱，用涂碱，用涂镍碳碳钢网作阳极网作阳极()(3) 电解法精解法精炼粗粗铜，用，用纯铜作阳极作阳极()(4) 在在镀件上件上电镀锌，用，用锌作阳极作阳极()(5) 电解法精解法精炼粗粗铜时，电解解质溶液中各离子溶液中各离子浓度基本不度基本不变()(6)在在镀件上件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的程中阳极减少的质量等于阴极增量等于阴极增加的加的质量量()2(选一选选一选) 关于关于电解解NaCl水溶液，下列叙述正确的是水溶液，下列叙述正确的是()A电解解时在阳极得到在阳极得到氯气，在阴极得到金属气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色液，溶液呈无色D电解一段解一段时间后，将全部后，将全部电解液解液转移到移到烧杯中，充分杯中，充分搅拌后溶液呈中性拌后溶液呈中性答案答案B解析解析电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。一、电解原理的应用一、电解原理的应用1工业电解饱和食盐水制取烧碱工业电解饱和食盐水制取烧碱工工业电解解饱和食和食盐水制水制备烧碱碱时必必须阻止阻止OH移向阳极，移向阳极，以使以使NaOH在阴极溶液中富集，常用阳离子交在阴极溶液中富集，常用阳离子交换膜将两溶膜将两溶液分开，使阳离子能透液分开，使阳离子能透过阳离子交阳离子交换膜，而阴离子不能膜，而阴离子不能通通过。如：如：氯碱工碱工业中中电解解饱和食和食盐水的原理如水的原理如图所示，知溶液所示，知溶液A的溶的溶质是是NaOH。2铜的电解精炼与电镀铜铜的电解精炼与电镀铜电解解质溶溶液液浓度的度的变化化 Cu2减少，减少，进入粗入粗铜中中比比铜活活泼的金属阳离子的金属阳离子电解解质溶液成分及溶液成分及浓度均不度均不变解析解析电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错；错；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应，故连发生还原反应，故B错；粗铜连接电源的正极，发生氧化错；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故反应，故C错；金属的活动性顺序为错；金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故不会放电，以单质形式沉积下来，故D对。对。 反思感悟反思感悟金属电解精炼时，溶液中增加较活泼的金属阳金属电解精炼时，溶液中增加较活泼的金属阳离子，被提纯金属阳离子的浓度减少。离子，被提纯金属阳离子的浓度减少。【例例2】如如图电解解NaCl的的饱和溶液，和溶液，(1)写出写出该电解池中解池中发生反生反应的的总反反应方程式：方程式：_。将充分将充分电解后所得溶液逐滴加入解后所得溶液逐滴加入到酚到酚酞试液中，液中，观察到的察到的现象象是是 _。 (2) 某同学某同学设计了一种了一种电解法制取解法制取Fe(OH)2的的实验装置装置(如右如右图)。通。通电后，右后，右图竖直装置下直装置下端端B极上有大量气泡极上有大量气泡产生，溶液中生，溶液中产生大量的生大量的Fe(OH)2白色沉淀，且白色沉淀，且较长时间不不变色。色。则装装置上端置上端A极极电极材料是极材料是_(填化学式填化学式)，B电极上的极上的电极反极反应式式为_。二、有关电解计算的三种常用方法二、有关电解计算的三种常用方法1根根据据电子守恒法子守恒法计算：用于串算：用于串联电路中各路中各电极极产物的物的计算，其依据是算，其依据是电路上路上转移的移的电子数相等。子数相等。2根据根据总反反应方程式方程式计算：先写算：先写电极反极反应式，再写式，再写总反反应方程式，最后根据方程式，最后根据总反反应方程式方程式计算。算。3根据关系式根据关系式计算：根据算：根据电子得失相等找到已知量与未知子得失相等找到已知量与未知量之量之间的的桥梁，得出梁，得出计算所需的关系式。算所需的关系式。 关键提醒关键提醒电解过程中产生的电解过程中产生的H或或OH，其物质的量等，其物质的量等于转移电子的物质的量。于转移电子的物质的量。【例例3】用用铂电极极电解解50 mLCuCl2与与CuSO4的混合溶液的混合溶液(浓度均度均为2 molL1)，当阴极析出，当阴极析出9.6 g固体固体时，阳极，阳极产生生标准状况下氧气准状况下氧气_L。答案答案2.8 反思感悟反思感悟进行电解计算时，要注意电极放电顺序，确定进行电解计算时，要注意电极放电顺序，确定不同阶段的电极反应。不同阶段的电极反应。