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《电解原理的应用》学案

【学习目标】

1.学会应用电解池的工作原理分析电解饱和食盐水、电解精炼、电镀和电冶金的原理；

2.书写电解饱和食盐水、电解精炼、电镀和电冶金过程的电极反应式和电解总反应方程式；

3.建立利用电解原理分析实际问题的认识模型。

【学习过程】

一、电解原理在工业生产中的应用之一——电解饱和食盐水（氯碱工业）

【任务一】采用石墨电极电解食盐水（NaCl溶液），请判断电解池的阴、阳极，并写出阴、阳极的电极反应式和总反应式。

电极反应式和总反应式

产物

阳极

阴极

总反应

——

如何检验阴、阳极产物？若电解开始前在NaCl溶液中滴加几滴酚酞溶液，U形管两侧将看到什么现象？

（2）请分析电解过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？

（3）工业上通过电解饱和食盐水制备氯气和氢氧化钠，称之为氯碱工业。请分析如上装置是否能达到大批量、安全稳定的生产目的？（提示：电极产物之间是否能反应？）

（4）对此，实际生产中使用离子交换膜，氯碱工业装置图如右图。

其中离子交换膜的作用是？

若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，是否可行？

若不用离子交换膜，电解一段时间后，将电解液充分混合，能获得何种物质？写出相应的化学反应方程式。

二、电解原理在工业生产中的应用之二——电解精炼

【任务二】以粗铜精炼为例（已知粗铜所含杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等），工作示意图如下。请判断阴、阳极材料和电解液成分，在装置图中标注阴、阳极，并写出阴、阳极的电极反应式。

材料

电极反应式

阳极

阴极

电解液

——

请分析电解精炼过程中，电解液组分（如浓度、酸碱性）是否变化？

三、电解原理在生产生活中的应用之三——电镀

【任务三】请设计合理的实验方案，利用电解原理实现在铁钉上镀铜。请在下表中填写阴、阳极材料和电镀液成分，并书写相应的电极反应式和电解总反应式。

材料

电极反应式

阳极

阴极

电镀液

——

请分析电镀过程中，电镀液组分（如浓度、酸碱性）是否发生变化？

电镀时镀件作极，镀层金属作极，电镀液为溶液，电镀过程中（填“需要”或“不需要”）补充电镀液。

四、电解原理在工业生产中的应用之四——电冶金

【任务四】工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠，写出阴、阳极的电极反应式及总反应式。

阴极：；

阳极：；

总反应：。

活泼金属可利用电解法进行冶炼。类比金属Na的冶炼，请分析电解法冶炼金属Mg和Al的原理，选择合适的电极材料和离子导体，写出阴、阳极的电极反应式及总反应式。

电极材料

电极反应式和离子导体

总反应式

冶炼Mg

阳极：

阴极：

离子导体：

冶炼Al

阳极：

阴极：

离子导体：

五、随堂练习

1.下列叙述错误的是（）

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

2.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（）

A.电解时以精铜作阳极

B．电解时阳极发生还原反应

C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2++2e-

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥（）

3.下列描述中，不符合生产实际的是（）

A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．在冶金工业上，常用电解法制取钠、镁、铝等金属

D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

4.下列关于电解氯化钠水溶液（两根石墨棒作电极）的叙述正确的是（）

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，在阴极得到金属钠

D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

5.关于下列各图的说法中，正确的是（）

A．①中阴极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体

B．②中待镀铁制品应与电源正极相连

C．③中电子由b极流向a极

D．④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应

【学习效果】

单项选择题=1\*ROMANI

1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是（）

A．与电源正极相连的是电解槽的阳极

B．在电解槽的阴极发生还原反应

C．溶液中的阳离子移向电解槽的阴极

D．电子从电源的负极沿导线流入阴极

2．下列物质不属于氯碱工业产品的是（）

A．液氯 B．盐酸 C．乙烯 D．漂白粉