电解池 （第2课时）【备课精研+高效课堂】 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第3节电解池（第2课时）内容2：电解原理的应用人教版高中化学选择性必修1电解精炼铜电解饱和食盐水电镀冶炼金属——制烧碱、H2、Cl2——保护金属、增强其抗腐蚀能力——制高纯度的铜——制较活泼的金属阳极阴极氯气氢气阳极:2Cl-－

2e-→Cl2↑阴极:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑电解减小增大加HCl

NaCl溶液

NaCl实例复原pH电极反应

浓度2Cl——2e—=Cl2↑2H++2e—=2H2↑总反应方程式：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解电极反应：阳极：阴极：应用1：电解饱和食盐水：制烧碱、氯气和氢气现象：阳极——产生Cl2

阴极——产生H2

和酚酞变红阴极区阳极区（使湿润的KI-淀粉试纸变蓝）

或：2H2O+2e-=H2↑+2OH-问题：电解一段时间后，溶液浓度、pH如何变化？如何恢复？(2)生成物H2和Cl2混合，因为:____________________.(1)

Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:

_______________________________________.

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解阴极区阳极区应用1：电解饱和食盐水：制烧碱、氯气和氢气需要解决下列问题：–+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水

NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH，增强导电性）阳离子交换膜（只允许Na+通过）

阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室电解饱和食盐水的原理示意图10(1)将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。(2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。(3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。离子交换膜的作用：应用2：电镀阴极：待镀金属（镀件）.电镀液：含有镀层金属离子.阳极：镀层金属.Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu⑴概念：应用电解原理在待镀金属表面镀上一层金属或合金的过程。如镀Cu。待镀制品铜片硫酸铜溶液说明：采用Cu作阳极可以保证电解液中的Cu2+浓度基本保持不变。⑵电镀池形成条件(与一般电解池比较)+镀件镀层金属－含镀层金属离子的盐溶液⑶电镀的特点:电镀液的组成及酸碱性基本保持不变应用2：电镀(4)电极反应式:阳极：M-ne-=Mn+阴极：Mn++ne-=M无总反应式可写！1.a、b哪一极为正极？2.若要给铁叉镀锌，阳极选用什么材料？选择何种电解质溶液？思考:e-a:正极；b:负极阴极：待镀金属(铁叉)阳极：镀层金属.电镀液：含有镀层金属的电解质.阳极阴极Zn-2e-=Zn2+Zn2++2e-=ZnZn2+盐溶液原电池电解池电镀池定义化学能→电能的装置。电能→化学能的装置。应用电解原理在金属表面镀上其它金属的装置。形成条件①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路④自发的氧化还原反应①直流电源②阴阳极③电极插入电解质溶液④形成闭合回路①镀件作阴极②镀层金属作阳极②电镀液须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属或非金属导体阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应原电池、电解池、电镀池的比较应用3：铜的电解精炼粗铜：含杂质（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）阳极：Zn–2e–=Zn2+Fe–2e–=Fe2+Ni

–2e–=Ni2+Cu–2e–=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu阴极：不放电，阳极泥粗铜纯铜硫酸铜溶液阳极阴极Cu2++2e–=Cu变小——用电镀的方法把铜镀到纯铜板上△m(阳)>△m(阴)思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？阴极增加、阳极减少的质量相等么？电解池（CuCl2溶液）电镀池（电镀铜）电解精炼铜能量转化电能→化学能阳极材料石墨等惰性电极镀层金属（铜）粗铜阴极材料石墨等待镀元件精铜（纯铜）阳极反应溶液中Cl-放电逸出Cl2铜溶解铜溶解阴极反应溶液中的Cu2+以Cu的形式析出电解质溶液变化浓度逐渐减小浓度不变变小电解池、电镀池、电解精炼铜的比较（双选）（2010·海南）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．电解时阴极发生还原反应C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－====Cu2+D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥BD电解精炼：阳极：粗铜；阴极：纯铜高考直通车金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是()。A.阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2++2e－====NiB.电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD电解精炼：阳极：粗镍；阴极：纯镍应用4：冶炼活泼金属——电解法冶炼活泼金属K~Al

(熔融状态)为何不用AlCl3？为什么不电解其水溶液？MgCl2

(熔融)==Mg+Cl2↑通电2NaCl(熔融)==2Na

+Cl2↑通电2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑通电水溶液有H+，阴极是H+放电。①氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电。②取自然界中主要存在形式冶炼。小结：KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

PtAu电解法热还原法加热分解淘洗氧化性：Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>4、右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,Cl-浓度不变当d电极增重3.2g时，标准状况下可收集

L氯气，电路中有

个电子通过。此时溶液的浓度比原来变

.C阴极1.126.02×1022小课堂练习+-阳极电解计算——常用电子守恒法例1：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(标况)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.解：阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极Cu2++2e-=Cu阳极：生成0.5molO2，转移电子0.5×4=2mol,则消耗OH-2mol,即产生H+2mol.阴极：生成0.5molH2,消耗H+1mol;则电解后溶液中c(H+)=1mol/L，即pH=0。

生成H2转移电子0.5×2=1mol,故另外的1mole-

用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.2H++2e-=H2↑例2：用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）

A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A例3：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：①金属M的相对原子质量及x、n值；②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。

Mx++xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n=3产生H+为0.01mol，pH=1例4：用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：

A、27mg