电解原理及其应用活动单.doc

电解原理及其应用 活动单
目标：
1. 理解电解原理，氯碱工业、电镀、铜的电解精炼、电冶金的反应原理
2. 熟练书写电极反应式，总反应式，理解常见离子的放电顺序
3. 理解电解池的工作原理，了解电解池与原电池的异同

引入：
一般认为金属铜不能和稀硫酸反应放出氢气，你能用什么方法让铜和稀硫酸反应放出氢气？

活动一：回顾总结离子在电极上的放电顺序：
⑴写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的电极反应式。

⑵结合电解过程中两极反应的特点，写出你所知道的离子在阳极和阴极上的放电顺序。

活动二：理解电解原理的应用：
1. 氯碱工业

氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图如上，其中的离子交换膜为“阳离子交换膜”，它有一种特殊的性质：只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。
⑴若采用石墨和铁做电极，则与电源负极相连的是 。

⑵向阴极区加入的不是纯水而是加入含少量NaOH的水,你认为其作用是什么?

⑶写出电极反应式和总反应式.

⑷你觉得工业上采取离子交换膜有何作用？
⑸受上面的启发，利用电解原理，现请设计一个装置以硫酸钠制备氢氧化钠和硫酸。

2. 电镀
该图为金属表面镀银的工作示意图
⑴镀件作 极，镀层金属作 极。
⑵电解质溶液选 。
⑶写出该电镀过程的电极反应式。

⑷在电镀的过程中哪些量是不变的？

3．铜的精炼
请画出精炼粗铜的工作示意图（标明电极材料、电解质溶液、外接电源）

若粗铜中含有Zn、Ag等杂质，说明电解过程中铜离子的浓度如何变化？

4.活泼金属的冶炼
电解冶炼活泼金属，电解液用的是熔融的金属化合物。思考下列问题：
⑴电解液能用水溶液吗？为什么？

⑵工业冶炼Mg采用MgCl2，为什么冶炼铝却用Al2O3呢？

⑶以制取Mg为例，写出电解的电极反应式和总反应式。

活动三：了解电解池与原电池的区别：

原电池
电解池
能量转换

电极名称

电极反应类型

溶液中离子的移动

电解
活动结果：
引入： Cu＋H2SO4==CuSO4＋H2↑
活动一：
电解硫酸铜溶液
阳极反应：4 H2O—4e—=4H++O2↑，阴极：2Cu2++4e—=2Cu
总反应方程式：2Cu2++2H2O =2Cu+4H++O2↑
离子放电顺序：
阳极：活性阳极＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH—＞含氧酸根离子
阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞活泼金属阳离子

活动二：
1.氯碱工业
⑴Fe
⑵增强导电性
⑶阳极： 2Cl——2e—=Cl2↑ 阴极：2H++2e—=H2↑
总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
⑷离子交换膜：可以防止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气发生反应，又能避免氯气和氢氧化钠反应，影响烧碱的质量。
⑸提示：阴阳离子交换膜（双膜）

2.电镀
⑴镀件作阴极，镀层金属银做阳极
⑵电解质溶液是：硝酸银溶液
⑶阳极：Ag—e—==Ag+ 阴极：Ag++e—==Ag
⑷电解过程中，电解质的浓度、pH、Ag+、NO3—等离子的浓度基本保持不变

3.电解精炼铜
阳极：Cu—2e—= Cu2+ Zn —2e—= Zn2+
阴极：Cu2++2e—= Cu

在两极转移的电子数相同，溶液中的Cu2+浓度减小

4.活泼金属的冶炼
⑴不能，因为水溶液中活泼金属阳离子不能得到电子变为单质，而是氢离子得到电子变成氢气。
⑵氯化镁是离子化合物，且熔点远低于氧化镁；而氯化铝是共价化合物，熔融态不导电，只能采用氧化铝电解。
电解
⑶2Cl——2e—=Cl2↑ Mg2++2e—= Mg
MgCl2===Mg+Cl2↑
活动三：了解电解池与原电池的区别

原电池
电解池
能量转换
化学能转变成电能
电能转变成化学能
电极名称
负极
正极
阳极
阴极
电极反应类型
氧化反应（失电子）
还原反应（得电子）
氧化反应（失电子）
还原反应（得电子）
溶液中离子的移动
阴离子移向负极，阳离子移向正极
阴离子移向阳极，阳离子移向阴极

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