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1、 1了解氯碱工业、电镀 及电冶金等应用 的反应原理和特点。 2初步培养运用电解原理进行简单计 算 和设计 完成简单 的化学反应的能力。 1电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢 气 (1)理论分析 通电前溶液中含有的离子：_。 通电时_移向阴极，_放电 ，_移向阳极，_放电。 电极反应式为： 阳极：_(_反应) 阴极：_(_反应) 因_放电，导致水的电离平衡H2O HOH向右移动，致使生成_ 。 电解总化学方程式为 _， 总离子方程式为 _。 (2)实验现 象 两极均产生气体。 _溶液先变红 ，说明有_ 生成。 _产生的气体能使润湿的KI淀粉 试纸变蓝 ，说明有_生成。 2电镀 (1)电镀的含义
2、电镀是应用_在某些金属表面镀上 一薄层其他金属或合金的方法。 (2)电镀的目的 电镀的目的主要是 _。 (3)电镀 的原理 电镀时 ，一般都是用 _配成电镀 液；把_浸入电镀 液中与直流电源 的负极相连，作为阴极，用_作为 阳极，与直流电源正极相连。 通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中 成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极 获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀 的金属制品上。 装置如右图所示，电极反应 式：阳极为_，阴极 为_。 电镀 液CuSO4溶液的浓度 _(填“增大”“减小”“不 变”)。 (4)电解精炼铜 装置如右图所示，_ 作阳极，_作阴极， _作电解质溶液。 电极反应式，阳极为
3、_、Zn2eZn2等 。 阴极为_。 电解特点 粗铜中的铜“迁移”到纯铜上； CuSO4溶液的浓度_(填 “增大”“减小”“不变”)。 3电冶金 (1)金属冶炼的本质 使矿石中的_获得电子，从它们的化合物中出来。 如_。 (2)电解熔融的NaCl 制Na 对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属，_几 乎是唯一可行的工业方法。例如电解熔融的NaCl制Na： NaCl在高温熔融，并发生电离：NaClNaCl 通直流电后，阴极：_， 阳极：_， 总化学方程式为_。 答案： 1(1)Na、Cl、H、OH Na、H H Cl、OH Cl 2Cl2eCl2 氧化 2H2eH2还原 H NaOH (2)阴极
4、 碱 阳极 Cl2 2(1)电解原理 (2)使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度 (3)含有镀层金属离子的电解质 待镀金属制品镀 层金属 Cu2eCu2 Cu22eCu 不变 (4)粗铜 纯铜 CuSO4溶液 Cu2eCu2 Cu22eCu 不变 3(1)金属离子；还原 MmneM (2)电解法 2Na2e2Na 2Cl2e Cl2 NaCl(熔融) 2NaCl2 1电解饱和食盐水实验中，如何检验NaOH和Cl2 的生成？写出用BaCl2、NaOH、Na2CO3、盐酸、 过滤除去粗盐中Ca2、Mg2、 杂质试剂加入 顺序。 提示：(1)在阴极附近滴几滴酚酞试液，通直流电 时，发现阴极附近溶
5、液变红，证明有碱生成；把 湿润的KI淀粉试纸放在阳极附近，若试纸变蓝， 则证明有Cl2生成。 (2)试剂加入顺序有多种选择，如：BaCl2、 NaOH、Na2CO3、过滤、盐酸；BaCl2、Na2CO3 、NaOH、过滤、HCl；NaOH、BaCl2、Na2CO3 、过滤、盐酸。 2电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度是如 何变化的呢？为什么？ 提示：CuSO4溶液的浓度减小。因为当阳极 上的少量Zn、Fe、Ni放电的同时，阴极上 CuSO4溶液中的Cu2同时放电，此时消耗溶 液中的Cu2。只有当阳极上Cu放电，阴极 上Cu2放电时，溶液中Cu2的物质的量才 不会改变。故溶液中CuSO4的浓度减
6、小，但 由于Zn、Fe等杂质量很少，故浓度变化很 小。 1.通电前，溶液中存在：NaClNaCl ，H2O HOH，溶液中有Na、Cl 、H、OH四种离子做无规则 运动。 2通电后，阳离子向阴极做定向移动并在 阴极上得电子放电，由于H的得电子能力 大于Na，所以在阴极上生成H2，其反应 式为2H2eH2；阴离子向阳极做定 向移动并在阳极放电，由于Cl失去电子的 能力大于OH，所以在阳极上生成Cl2，其 反应式为：2Cl2eCl2。 3电极反应为 ： 阳极(放电能力ClOH)：2Cl2e Cl2(氧化反应) 阴极(放电能力HNa)：2H2e H2(还原反应) 总反应化学方程式：2NaCl2H2O
7、 2NaOHH2Cl2； 离子方程式为2Cl2H2O 2OHH2 Cl2。 4电解后，由于阴极附近的H放电生成 H2，使该区域的c(H)降低，破坏了附近的 水的电离平衡，促进了水的电离，使水的 电离平衡向右移动，结果阴极区溶液中的 c(OH)增大，使阴极区溶液呈碱性。 案例精析 【例1】 电解原理在化学工 业中有广泛应用。右图表示 一个电解池，装有电解液a； X、Y是两块电极板，通过导 线与直流电源相连。请回答 以下问题：若X、Y都是惰性 电极，a是饱和NaCl溶液， 实验开始时，同时在两边各 滴入几滴酚酞试液，则电 解池中X极上的电极反应式 是_， 在X极附近观察到的现象是 _。 Y电极上的
8、电极反应式是 _， 检验该电 极反应产 物的方法是 _ _。 解析 本题是一道通过电解饱和NaCl溶液 实验来考查电极反应式的书写问题。由题 意或图形可知，此池为电解池，X极为阴极 ，Y极为阳极。由于电极为惰性电极，饱和 NaCl溶液中存在Na、Cl、H、OH， 由于在阴极上H放电能力强于Na，故阴 极上发生的电极反应式为：2H2e H2，因而导致X极附近有气体放出，溶液 呈碱性，溶液颜色由无色变为红色；同理 由于在阳极上Cl放电能力强于OH，故阳 极上发生的电极反应式为：2Cl2e Cl2。 答案 2H2eH2 放出气体，溶 液变红 2Cl2eCl2 把湿润的碘化钾淀粉 试纸放在Y电极附近，
9、试纸变蓝色 (2005全国理综卷)关于电解NaCl水溶液 ，下列叙述正确的是( ) A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到 金属钠 B若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶 液呈棕色 C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试 液， 溶液呈无色 D电解一段时间 后，将全部电解液转移 到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 解析 电解NaCl水溶液的方程式：2NaCl 2H2O 2NaOHCl2(阳)H2(阴)，在阳极得到氯 气，在阴极得到氢气，阴极区附近显碱性 ，电解后的溶液显碱性。故B选项符合题意 。 答案 B (2002上海)某学生想制作一种家用环保型 消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯 化钠溶液，通电时 ，为
10、使Cl2被完全吸收， 制得有较强杀菌能力的消毒液，设计 了如 图所示的装置，则对电 源电极名称和消毒 液的主要成分判断正确的是( ) Aa为正极，b为负 极；NaClO和NaCl Ba为负 极，b为正极；NaClO和NaCl Ca为阳极，b为阴极；HClO和NaCl Da为阴极，b为阳极；HClO和NaCl 解析 要让氯气充分与NaOH反应，则容 器的下部生成氯气，是阳极，应与电源的 正极相连；上部生成H2和NaOH，是阴极， 应与电源的负极相连；氯气与NaOH的反应 为：Cl22NaOHNaClONaClH2O。 答案 B 如图中能验证氯 化钠溶液(含酚酞)电解产 物的装置是( ) 解析 由
11、电解原理可知，电解饱和NaCl溶 液时阳极(电子流出的一极)发生反应：2Cl 2eCl2，可用KI淀粉溶液来检验产生 的Cl2，阴极(电子流入的一极)发生反应： 2H2eH2，同时由于该极H放电， 使溶液中c(OH)增大，酚酞试液变红。结 合所给图示，电子流方向与题要求一致的 有B、D两个选项，但因B选项不能检出是 否产生Cl2，而不符合题意。 答案 D 1.电镀 (1)电镀 的含义：应用电解的原理，在某些 金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过 程。 (2)电镀 的目的：增强金属的抗腐蚀能力， 更加美观和增加表面硬度。 例如： (4)电镀 原理的归纳 ：电镀 的原理与电解的 原理是一致的。电镀
12、时 ，一般用含镀层 金 属阳离子的电解质溶液配成电镀 液，把待 镀金属制品浸入电镀 液中，与直流电源的 负极相连，作为阴极；用镀层 金属作为阳 极，与直流电源的正极相连，通入低压直 流电，阳极金属溶解，成为阳离子，移向 阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成 金属，覆盖在镀件金属表面。 说明：电镀特点：“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，一不变指电解液浓 度不变。 2铜的精练 (1)电解精炼铜 的原理分析： (2)阳极反应产物的分析：粗铜中往往含锌、铁、 镍、金等多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶 解时，位于金属活动顺序表中铜以前的金属杂质 如Zn
13、、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn2e Zn2、Ni2eNi2。但是它们的阳离子比 铜离子难还原，所以它们并不在阴极获得电子析 出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动 性顺序表中铜之后的金属如银、金等杂质，因为 失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳 离子溶解下来，而是以金属单质的形式沉积在电 解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等 贵重金属的原料)。 (3)阴极反应产 物的分析：电解过程中， Cu2比H、Zn2、Ni2和Fe2先在阴极放 电而析出，Zn2、Ni2、Fe2等离子留在 了溶液中。 说明：由于阳极上溶解的金属为Fe、Zn、 Ni、Cu等，而在阴极上只有Cu析出，根据 电子守恒，溶解的Cu的量小于析出的Cu的 量，所以溶液中CuSO4的浓度逐渐减小。 3电冶金 (1)原理：利用电解使矿石中的金属离子获得电子 ，从它们的化合物中还原出来。 (2)实质：MnneM。 (3)电解法
