标准课-高三-化学-选修-教学教案14第十四讲 电解池的应用标准课-高三-化学-选修4-教学教案14第十四讲 电解池的应用.doc

第十四讲 电解池的应用 教学目标 理解并掌握电解池的四个应用，即电冶金、氯碱工业、电镀和粗铜精炼的工作原理。 知识梳理 知识点一、电冶金 1.原理：对于像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属，只能用电解熔融盐或者氧化物的方法来制得他们的单质。 冶炼金属铝： 工业上，用纯净的氧化铝为原料，采用电解的方法制取铝。纯净的氧化铝熔点很高（2045℃），很难熔化，现在都用熔化的冰晶石（Na3AlF6）作熔剂，使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石里，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后进行电解。电极反应式：阴极：　 4Al3+＋12e-＝4Al阳极：　 6O2--12e-＝3O2↑总反应式：2Al2O3 =（电解）=4Al＋3O2↑ (只能电解Al2O3，不能是AlCl3) 在冶炼铝时，阳极产生氧气，石墨阳极在如此高温条件下，将不断被氧气氧化而消耗，因而需不断补充石墨阳极。 冶炼金属钠 电极反应式： 阴极：2Na+ + 2e- =2 Na 阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑ 总反应式：2NaCl（熔融）=2Na + Cl2↑ 典型例题 1.下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ） A．电解法：2NaCl(熔融)=2Na＋Cl2↑ B．电解法：2MgO(熔融)=Mg＋O2↑ C．热还原法：Fe3O4＋4CO eq \o(\s\up 11(高温),\s\do 4(====)) 3Fe＋4CO2 D．热分解法：2HgO 2Hg＋ O2↑ 【答案】B 2.工业上①电解熔融Al2O3；②电解熔融MgCl2；③电解饱和NaCl溶 液，分别通过相同数目的电子时，生成气体的物质的量大小顺序是( ) ①②③ B．③②① C．③①②?? D．②③① 【答案】B 知识点二、氯碱工业 原理：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。 结构图： ① 电极材料：阳极 石墨 ，阴极 石墨 。 ② 电极反应及总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 其中阴极反应中的H＋是由水电离产生的，阴极周围PH逐渐增大。 ③设备：立式隔膜电解槽 ④粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除 去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂是BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH 溶液。 典型例题 1.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是 ( ) A．从E口逸出的气体是H2 B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性 C．标准状况下每生成22.4 LCl2，便产生2 mol NaOH D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等离子，精制时先加Na2CO3溶液 答案：D 2.关于电解NaC1水溶液，下列叙述正确的是（ ） A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色 C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拦后溶液呈中性 【答案】B 知识点三、电镀 1.定义：电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 2.原理：电镀时，一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极，而用镀层金属为阳极，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，并在阴极上被还原成金属析出。 3.电镀铜规律可概括为：“阳极溶解，阴极沉积，电解液不变”。4.工业上电镀常使用有毒电镀液，因此电镀废水应回收有用物质、降低有害物质含量后，达标排放，以防污染环境。 5.注意：①镀件需酸洗去除表面的锈。 ②电镀液CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮。 典型例题 1.在铁品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（ A ） A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 2.若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是（ B ） ①将铜片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③在铜上发生的反应是：Ag++e－ Ag ④在银片上发生的反应是：4OH－-4e- O2↑+2H2O ⑤需用硫酸铜溶液为电镀液 ⑥需用硝酸银溶液为电镀液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ 知识点四、粗铜精炼 原理：用粗铜板作阳极，