1.2.4化学能与电能的转化（电解原理的应用）(分层练习)（含答案）2023-2024学年高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修1）

1.2.4 化学能与电能的转化 （电解原理的应用） 基础知识清单 一、氯碱工业 1．概念 用电解 的方法来制取 ，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业， 称为氯碱工业。 2．原理 (1)阳极反应： ( 反应)； (2)阴极反应： ( 反应)； 总反应式： 。 二、铜的电解精炼 1．阳极材料： 。 阳极反应： 、 、 ，比 Cu 不活泼的金、银形成 。 2．阴极材料： 。 阴极反应： 。 3．电解质溶液： 溶液，经过精炼，溶液中 Cu2＋浓度会 。 三、电镀与电冶金 1．铁钉镀锌 电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作 ，铁钉作 ，接通 6 V 的直流电源， 电镀 20～25 min。 实验现象：阳极(锌片)质量 ，电极反应式为 ，阴极质量 ，电极反应 式为 。 2．电镀银装置 原理：金属材料电镀时，通常以 制品为阴极，以 金属为阳极，用含有 的 溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。 3．电冶金：对于比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，如工业上钠、镁的制取是通过电解熔 融的 、 ，而铝的制取是通过电解熔融的 。 四、电镀与铜的电解精炼的比较 电镀 铜的电解精炼 应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀 定义 利用电解原理提纯铜 上一层其他金属或合金 装置 举例 ①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴 ①粗铜作阳极，纯铜作阴极 形成 极接直流电源负极 ②含 Cu2＋的盐溶液作电解质溶液 条件 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③直流电源 ③形成闭合回路 ④形成闭合回路 电极 (以铁上镀锌为例)阳极： 阳极： (主要) 反应 阴极： 阴极： (纯铜) 电解(镀) 液浓度 联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池 五、电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算。 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算。 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的 电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算。 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： 4 4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2阳极产物～2H2～2Cu～4Ag～ M 阴极产物n (式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见 的电化学计算问题。 课后分层练 1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是(　　) A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 通电 C．装置中发生反应的离子方程式为 Cl－＋2H＋ ===== Cl2↑＋H2↑ D．该装置将电能转化为化学能 2．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下电镀方案中正确的是 (　　) A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含 Fe2＋ B．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含 Zn2＋ C．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含 Fe3＋ D．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含 Zn2＋ 3．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　) A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的成分都保持不变 C．阳极反应都只有 Cu－2e－===Cu2＋ D．阴极反应都只有 Cu2＋＋2e－===Cu 4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，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＋