第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.認(rèn)識(shí)電解原理在氯堿工業(yè)、電鍍及電冶金等工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。2.深化對(duì)電解原理的理解。一、電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè)1.氯堿工業(yè)(1)習(xí)慣上把的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。

(2)反應(yīng)原理：通電前：溶液中的離子有。

通電后：①移向陽(yáng)極的離子是，在陽(yáng)極放電的離子是。

陽(yáng)極電極反應(yīng)：(反應(yīng))。

②移向陰極的離子是，在陰極放電的離子是。

陰極電極反應(yīng)：(反應(yīng))。

③總反應(yīng)：化學(xué)方程式：

；

離子方程式：

。

(3)離子交換膜的作用：①阻止進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；②阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的和陰極產(chǎn)生的混合發(fā)生爆炸。

(4)陰極室一般是加入含少量NaOH的水，NaOH的作用是。

2.氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有、、、、等。

(2)以電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。(1)電解飽和食鹽水時(shí)，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl--2e-=Cl2↑()(2)氯堿工業(yè)電解槽中滴入酚酞溶液，變紅色的區(qū)域?yàn)殛?yáng)極區(qū)()(3)電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極和陰極都可以選擇金屬材料(如鐵)()(4)電解飽和NaCl溶液可以制取金屬鈉()1.如圖為電解飽和食鹽水的裝置，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.右側(cè)生成的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)C.電解一段時(shí)間后，B口排出NaOH溶液D.電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑2.“84”消毒液是環(huán)境消毒液之一。某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和食鹽水，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。c、d都為石墨電極。完成下列填空：(1)a為電源的(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”，下同)極，c為電解池的極。

(2)d電極的電極反應(yīng)式：

，

電解產(chǎn)生消毒液的總化學(xué)方程式為

。

3.工業(yè)上常利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。電極B區(qū)電解液為(填化學(xué)式)溶液，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為

，

電解過(guò)程中Li+向電極(填“A”或“B”)遷移。

二、電鍍電解精煉1.電鍍(1)電鍍：利用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他或的加工工藝。

(2)目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。(3)電鍍池的構(gòu)成(在鐵制鑰匙上面鍍銅)：陽(yáng)極材料：鍍層金屬，電極反應(yīng)：Cu-2e-=Cu2+；

陰極材料：鍍件，電極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu。

電解質(zhì)溶液：Cu2+濃度。

2.電解精煉(粗銅含鋅、銀、金等雜質(zhì))陽(yáng)極材料：，電極反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；

陰極材料：，電極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu；

電解質(zhì)溶液：Cu2+濃度，金、銀等金屬沉積形成陽(yáng)極泥。

(1)在Fe上電鍍Zn，應(yīng)用Zn作陽(yáng)極，用ZnSO4溶液作電鍍液()(2)電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，活潑性比Cu弱的雜質(zhì)金屬成為陽(yáng)極泥沉在陽(yáng)極區(qū)()(3)電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生變化()(4)電鍍過(guò)程相當(dāng)于金屬的“遷移”，屬于物理變化()1.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，思考回答下列問(wèn)題：(1)陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：

。

(2)電解過(guò)程中，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量(填“相等”或“不相等”)。

(3)電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子有、、Ni2+等。

(4)電解后，電解槽底部含有等金屬。

2.利用電解法制備超細(xì)銀粉的示意圖如下，Ag2SO4?H2SO4電解液中添加Ti3+/Ti4+，解決了高電流密度下陰極發(fā)生析氫反應(yīng)的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)Ti3+/Ti4+循環(huán)利用。請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋陰極區(qū)附近生成超細(xì)銀粉的原因：

。

3.[2023·湖南，17(2)]“電解精煉”裝置如圖所示(以粗Ga為原料制高純Ga)，電解池溫度控制在40~45℃的原因是

，

陰極的電極反應(yīng)式為

。

已知：金屬Ga的化學(xué)性質(zhì)和Al相似，Ga的熔點(diǎn)為29.8℃。三、電冶金1.電冶金的原理金屬冶煉就是使礦石中的

獲得電子變成的過(guò)程：Mn++ne-=M。

2.常用電解法制備的金屬電解法用于冶煉較活潑的金屬，如等。

3.實(shí)例分析——冶煉金屬鈉(1)電解熔融NaCl裝置示意圖陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外面，兩極之間用隔膜D隔開(kāi)。(2)電解時(shí)的反應(yīng)陽(yáng)極：；

陰極：；

總反應(yīng)：。

(1)活潑的金屬往往采用電解法冶煉()(2)工業(yè)上常用鈉與熔融的氯化鎂反應(yīng)制取金屬鎂()(3)工業(yè)冶煉金屬鋁時(shí)，電解熔融態(tài)AlCl3()(4)電解熔融NaOH的化學(xué)方程式：4NaOH(熔融)4Na+2O2↑+2H2↑()(5)電解堿土金屬氧化物和汞的混合物時(shí)，汞齊(汞合金)能保護(hù)金屬()(6)冶煉鈉和鎂的陽(yáng)極電極反應(yīng)式均為2Cl--2e-=Cl2↑()1.金屬鎂的工業(yè)制備是電解熔融(填“MgCl2”或“MgO”)，原因是

。

2.如圖為工業(yè)電解熔融氧化鋁冶煉鋁的裝置示意圖。(1)寫(xiě)出電解時(shí)的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)方程式。(2)資料表明Al2O3的熔點(diǎn)為2054℃，冰晶石(Na3AlF6)的熔點(diǎn)為1000℃，用電解Al2O3制取金屬鋁時(shí)會(huì)加入冰晶石，其作用是。

(3)該電解過(guò)程要在1000℃以上進(jìn)行，工業(yè)上冶煉鋁過(guò)程中會(huì)發(fā)生陽(yáng)極損耗，試分析發(fā)生陽(yáng)極損耗原因：

。

3.21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)，在800~1000℃時(shí)電解TiO2可制得鈦，裝置如圖所示，下列敘述正確的是()A.a為電源的正極B.石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.陰極發(fā)生的反應(yīng)為T(mén)iO2+4e-=Ti+2O2-D.每生成0.1molTi，轉(zhuǎn)移0.2mol電子答案精析一、1.(1)電解飽和食鹽水(2)NaOH精制飽和NaCl溶液Na+、Cl-、H+、OH-①Cl-、OH-Cl-2Cl--2e-===Cl2↑氧化②Na+、H+H+2H2O+2e-===H2↑+2OH-還原③2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-(3)①OH-②Cl2H2(4)增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性2.(1)NaOHCl2H2鹽酸含氯漂白劑正誤判斷(1)×(2)×(3)×(4)×思考交流1.B2.(1)負(fù)陽(yáng)(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-NaCl+H2ONaClO+H2↑3.LiOH2Cl--2e-===Cl2↑B解析根據(jù)電解裝置圖，電極B區(qū)生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-，剩余OH-與Li+結(jié)合生成LiOH，所以電極B區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液，電極B為陰極，則電極A為陽(yáng)極，陽(yáng)極區(qū)電解液為L(zhǎng)iCl溶液，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑，電解過(guò)程中Li+向電極B遷移。二、1.(1)電解金屬合金(3)Cu鐵制鑰匙保持不變2.粗銅純銅減小正誤判斷(1)√(2)√(3)×(4)×思考交流1.(1)氧化Ni-2e-===Ni2+，F(xiàn)e-2e-===Fe2+，Zn-2e-===Zn2+(2)不相等(3)Fe2+Zn2+(4)Cu、Pt2.陽(yáng)極：Ag-e-===Ag+，生成的Ag+與電解質(zhì)溶液中的SO42-結(jié)合生成微溶物Ag2SO4，使得電解質(zhì)溶液中c(Ag+)并不高，且存在Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)。陰極：Ti4++e-===Ti3+，生成的Ti3+具有較強(qiáng)的還原性，在陰極區(qū)附近發(fā)生反應(yīng)Ti3++Ag+===Ag+Ti4+，c(Ag+)降低，促進(jìn)Ag2SO4溶解，緩慢釋放的3.使Ga充分熔化[Ga(OH)4]-+3e-===Ga+4OH-三、1.金屬離子金屬單質(zhì)2.鈉、鈣、鎂、鋁3.(1)NaClCl2陰陽(yáng)陰(2)2Cl--2e-===Cl2↑Na++e-