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第一章 物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
第3節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 課時2
1.通過分析銅的電解精煉，了解這些較復(fù)雜體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的實用價值；
2.認(rèn)識電鍍，掌握設(shè)計電鍍裝置的基本思路。
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
火法煉銅
粗銅
（Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au……）
導(dǎo)電性遠不能滿足電器工業(yè)的要求
如何除去粗銅中的雜質(zhì)制得精銅呢？
一、銅的電解精煉
1.原理
CuSO4溶液
陽極：
Zn－2e－===Zn2＋、
Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2+等
陰極：
Cu2＋＋2e－==Cu
陽極泥
兩個電極上通過的電子數(shù)一樣;兩個電極的質(zhì)量變化不相等。
在粗銅的精煉中,陰極和陽極通過的電子數(shù)相等嗎 陰極和陽極兩個電極上的質(zhì)量變化一樣嗎
思考與交流
二、電鍍
1.定義：
利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層金屬或合金的方法。
2.目的：
使金屬增強抗腐蝕能力，耐磨性能和改善金屬制品的外觀。
鍍銅
鍍鉻
鍍鎳
請設(shè)計方案給鐵釘“穿”上銅外衣。
活動 · 探究
活動 · 探究
鐵釘鍍銅
[實驗用品] 鐵釘、銅片、石墨棒、CuSO4溶液；燒杯、導(dǎo)線、電源。
[確定陰極]
[確定陽極]
陰極材料：
陰極反應(yīng)物：
陽極材料：
陽極反應(yīng)物：
是否需要保留待鍍金屬（鍍件）？
如何使鍍層金屬或合金沉積在鍍件表面？
是否需要補充消耗的鍍層物質(zhì)？
鐵釘
銅片
Cu
Cu2＋
[構(gòu)成閉合回路]
硫酸銅溶液
導(dǎo)線
離子導(dǎo)體：
電子導(dǎo)體：
活動 · 探究
活動 · 探究
鐵釘鍍銅
[實驗用品] 鐵釘、銅片、石墨棒、CuSO4溶液；燒杯、導(dǎo)線、電源。
[確定陰極]
[確定陽極]
陰極材料：
陰極反應(yīng)物：
陽極材料：
陽極反應(yīng)物：
鐵釘
銅片
Cu
Cu2＋
電鍍
陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu
陽極：Cu－2e－＝Cu2＋
【實驗現(xiàn)象】鐵件表面鍍一層紅色的銅，銅片不斷溶解。
3.電鍍池的構(gòu)成：
陰極：待鍍金屬——鍍件
陽極：鍍層金屬（如Cr、Ni、Ag和合金）
電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液——電鍍液
思考與交流
Ⅰ.在鐵釘鍍銅的實驗中，電鍍液的濃度是否發(fā)生變化？解釋原因。
否，陰極上有鍍層金屬沉積，得到電子的數(shù)量和陽極(鍍層金屬)溶解失去電子的數(shù)目相等，因此電鍍液的濃度保持不變。
Ⅱ.可以采用怎樣的措施讓銅能更好地附著在鐵釘上？
鍍層能否很好地附著在鍍件上，與鍍層表面的潔凈和平整程度有很大的關(guān)系。電鍍時，為了得到均勻、光潔、致密的鍍層，往往需要在電鍍液中加入有關(guān)助劑。
電解工業(yè)上還常利用電解法獲得鈉、鎂、氟等元素的單質(zhì)。
K、Ca 、 Na、 Mg、Al等金屬的還原性很強,因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來,只能用電解其化合物熔融狀態(tài)方法來冶煉。如工業(yè)冶煉 NaCl— Na MgCl2—Mg Al2O3—Al
物質(zhì)轉(zhuǎn)化
能量儲能
電化學(xué)儲能技術(shù)
在電力工業(yè)中，發(fā)電、輸電、配電、用電必須同時完成，但居民用電量存在著高峰與低谷時段，并呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性。如果能夠?qū)l(fā)電廠的電能儲存起來，需要時再釋放，可以有效的降低成本。
釩液流電池的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖
放電時電極反應(yīng)：
負(fù)極：V2+－e－===V3+
正極：+2H++e－===VO2++H2O
充電時電極反應(yīng)：
陰極：V3++e－===V2+
陽極：VO2++H2O－e－===+2H+
銅的電解精煉與電鍍銅的對比
電解精煉銅 電鍍銅
電極材料 陰極
陽極
電極反應(yīng) 陽極
陰極
電解質(zhì)溶液 濃度的變化
精銅
粗銅
鍍件
純銅
Cu2＋＋2e－＝Cu
Cu－2e－＝Cu2＋等
Cu－2e－＝Cu2＋
Cu2＋＋2e－＝Cu
Cu2+減少，有比銅活潑的金屬的陽離子進入溶液
電解質(zhì)溶液成分及濃度均不變
【練一練】
1.判斷正誤
(1)電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用鐵作陽極。 (　　)
(2)電解法精煉粗銅,用純銅作陰極。 (　　)
(3)從粗銅精煉所得陽極泥中可回收Ag、Au、Fe等金屬。 (　　)
(4)鐵器上鍍銅所用電解質(zhì)溶液為FeSO4溶液。 (　　)
(5)在鍍件上電鍍銅時，也可以用惰性材料作陽極，用硫酸銅溶液作電解液。( )
(6)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變。( )
(7)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3。( )
2.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是(　　)
A．氯堿工業(yè)中，X電極上的反應(yīng)式是
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變
C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅
D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂
D
3.在突如其來的新冠肺炎疫情期間,84消毒液成了家庭消毒的必備物品。某同學(xué)想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作為電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖所示的裝置(垂直使用)。以下對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是 (　　)
A.a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl
B.a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl
C.a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl
D.a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl
B
4.(縱坐標(biāo)y)隨時間變化的函數(shù)圖像(各電解池都用石墨作為電極,不考慮電解過程中溶液濃度變化對電極反應(yīng)的影響),這個量y表示的是(　　)
A.各電解池析出氣體的體積 B.各電解池陽極質(zhì)量的增加量
C.各電解池陰極質(zhì)量的增加量 D.各電極上放電的離子總數(shù)
C
5.某溶液中只含有兩種溶質(zhì)NaCl與H2SO4,它們物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作為電極電解該混合溶液時,根據(jù)電極產(chǎn)物,電解過程可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是(　　)
A.陰極自始至終只析出H2
B.陽極先生成Cl2,后生成O2
C.電解最后階段為電解水
D.溶液始終為酸性
D
6.用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是(　　)
A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極
B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極
C.陰極的電極反應(yīng)為Al3++3e- === Al
D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動
C
電解原理的應(yīng)用
電解飽和食鹽水
電鍍
電解精煉
原理
現(xiàn)象及檢驗
離子交換膜
定義
目的
電鍍池構(gòu)成
原理

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