2025版新教材高中化学第4章化学反应与电能第2节电解池第2课时电解原理的应用二电镀　电冶金学生用书新人教版选择性必修1

二、电镀电冶金1．电镀(1)电镀：利用电解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。(2)目的：使金属增加抗腐蚀实力，增加表面硬度和美观。(3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)阳极材料：镀层金属Cu，电极反应：Cu－2e－=Cu2＋；阴极材料：镀件铁制钥匙，电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu。电解质溶液：Cu2＋浓度保持不变。2．电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质)阳极材料：粗铜，电极反应：Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋；阴极材料：纯铜，电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu；电解质溶液：Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥。3．电冶金(1)金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－=M。(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钠、钙、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。(3)①冶炼金属钠阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－=2Na；总反应：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。②冶炼金属镁阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极：Mg2＋＋2e－=Mg；总反应：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑。③冶炼金属铝阳极：6O2－－12e－=3O2↑；阴极：4Al3＋＋12e－=4Al；总反应：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑。正|误|判|断(1)在Fe上电镀Zn，应用Zn作阳极，用ZnSO4溶液作电镀液。(√)(2)电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区。(√)(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。(×)(4)工业冶炼金属镁时，电解熔融态MgO。(×)深|度|思|考1.工业生产金属镁和金属铝均接受电解法，制取Mg时电解的是熔融的MgCl2，而制取Al时却电解的是熔融的氧化铝，不是AlCl3，这是为什么？提示：MgCl2是离子化合物，在熔融状态时导电，而AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故制取金属铝用的是熔融的氧化铝。2．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思索回答下列问题：(1)阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni－2e－=Ni2＋，Fe－2e－=Fe2＋；Zn－2e－=Zn2＋。(2)电解过程中，阳极质量的削减与阴极质量的增加不相等(填“相等”或“不相等”)。提示：电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的削减与阴极质量的增加不相等。(3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋等。(4)电解后，电解槽底部含有Cu、Pt等金属。提示：粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉降到电解槽底部。归纳总结：(1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极削减的质量不相等。(2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。应|用|体|验1.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(D)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解析：A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分变更；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则阳极还会发生Zn－2e－=Zn2＋的反应。2．中学阶段介绍的应用电解法制备的金属主要有钠、镁、铝。下列关于这三种金属工业制备方法的说法正确的是(D)A．电解法制金属钠的阳极反应式：Na＋＋e－=NaB．工业上电解氯化铝生产铝，阴极反应式：Al3＋＋3e－=AlC．工业上电解氯化镁溶液生产镁，阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑D．金属钠的冶炼和氯碱工业都用到了NaCl，在电解时它们的阳极都是Cl－失电子解