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4.2.2电解原理的应用(课件 教案 学案,共3份)

日期:2024-12-24 科目:化学 类型:高中教案 查看:62次 大小:4753127B 来源:二一课件通
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    (课件网) 第二节 电解池 第四章 化学反应与电能 基础课时  电解原理的应用 26 1.通过对电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜等原理的分析,认识电能与化学能之间的能量转化。2.建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型,加深对电解原理的理解和应用。 学习目标 一、电解原理的应用 二、电化学的相关计算 目 录 CONTENTS 课后巩固训练 一、电解原理的应用 对点训练 (一)知识梳理 1.电解饱和食盐水 (1)氯碱工业:烧碱、氯气都是重要的化工原料,习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做_____。 氯碱工业 (2)电解饱和食盐水的原理 模拟装置 通电前 溶液中的离子是_____ 通电后 离子定向运动,在阳极,Cl-比OH-容易失电子,被氧化成氯气。阳极反应为_____。在阴极,H+比Na+容易得电子,被还原成氢气。阴极反应为_____ 总反应 离子方程式:_____ Na+、Cl-、H+、OH- 2Cl--2e-===Cl2↑ 2H2O+2e-===H2↑+2OH- (3)氯碱工业生产流程 工业生产中,电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行,下图是一个单元槽的电解示意图。 2.电镀与电解精炼 (1)电镀 概念 应用_____原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺 目的 使金属增强抗腐蚀能力,增加美观度和表面硬度 原理 通常把待镀的金属制品一端作____极,把_____一端作阳极,用含有_____的溶液作电镀液 电解 阴 镀层金属 镀层金属离子 (2)铜的电解精炼 ①装置构造:以待精炼的铜作阳极,以_____作阴极,用_____溶液作电解质溶液。 ②反应原理:阳极上铜变成Cu2+而溶解,阴极上Cu2+变成Cu析出,电极反应式为_____。 纯铜 硫酸铜 Cu2++2e-===Cu 3.电冶金 (1)金属冶炼的本质:使矿石中的金属离子获得_____变成金属单质的过程:Mn++ne-===M。 (2)电解法可将通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来,是冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属的重要方法。 电子 (3)实例———电解熔融的氯化钠 ①电解熔融的氯化钠制取金属钠的示意图: ②电极反应式与总反应式 阳极反应:_____ 阴极反应:_____ 2Cl--2e-===Cl2↑ 2Na++2e-===2Na (二)互动探究 探究1 下图是电解饱和食盐水的装置示意图。 【问题讨论】 问题1 所用的电极材料为石墨,能否更换为活泼金属材料? 提示 阴极可以更换为活泼金属材料,但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极;阳极必须用惰性电极。 问题2 装置Ⅰ中,用惰性电极电解饱和NaCl溶液的过程中,收集到的Cl2的体积一般少于H2的体积,请分析原因。 提示 Cl2在水中的溶解度比H2大,且Cl2会与电解产生的NaOH反应而被消耗。 问题3 装置Ⅰ中,接通电源后,哪个电极附近的颜色发生了变化?为什么? 提示 接通电源后,阴极区溶液变红色。原因:H2O电离出的H+放电,使c(OH-)增大,即阴极区产生碱,使酚酞变红色。 问题4 根据电解饱和食盐水原理示意图(图Ⅱ),可知氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开,原因是什么?该装置中交换膜为阳离子交换膜还是阴离子交换膜? 提示 用离子交换膜隔开的原因:①从安全的角度:可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸;②从产品纯度的角度:避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的纯度。氯碱工业中,离子交换膜为阳离子交换膜,原因是右侧为阴极区,根据箭头方向,应该是阳离子向阴极区移动。 探究2 观察下列两个装置的特点,回答相关的问题。 【问题讨论】 问题5 上述两装置的电极反应是否完全相同?说明理由。 提示 不相同。电镀池阳极反应为Cu-2e-===Cu2+,电解精炼铜装置阳极反应为Fe-2e-===Fe2+、Zn-2e-===Zn2+、Ni-2e-===Ni2+ ... ...

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