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电解原理的应用思维导图1. 什么是电解？电解是指通过电流作用下，将电解质溶液或熔融态电解质分解成阳离子和阴离子的化学过程。
2. 电解原理电解原理是基于电解质的离子传导性质，当电解质溶液或熔融态电解质遇到外加电场时，正离子会由电极的负极吸引，而负离子会被阳极吸引，从而实现离子的分离和移动。
3. 电解的应用领域电解原理在许多领域中都得到了广泛的应用，下面是一些常见的应用领域：3.1 金属电解镀•金属电解镀是将金属离子在电解质溶液中被还原成金属沉积在工件表面的过程。
•电解镀可以提供优异的金属覆盖层，提高材料的抗腐蚀性、硬度和外观。
3.2 阴极保护•阴极保护是利用电流在金属表面产生的电化学反应，以减少金属腐蚀的过程。
•在阴极保护中，通常使用外加电源向金属提供电流，将金属设为阴极，使其成为电化学反应中的还原区，从而减少金属腐蚀。
3.3 电解水制氢•电解水制氢是利用电解原理将水中的氢离子氧化成氢气的过程。
•这种方法可用于制取氢气，可应用于氢能源技术和燃料电池领域。
3.4 电解制取金属•一些金属的提取和制备可以通过电解原理实现。
•例如，铝工业中使用的Hall-Héroult电解法用于制取铝金属。
3.5 电解分析•电解分析是利用电解原理对样品中的离子进行定量和定性分析的方法。
•电解分析可以根据电解过程中的电流、电压和时间等参数来确定样品中的离子含量。
4. 电解原理的优势和限制4.1 优势•电解是一种可控的化学过程，可以实现高纯度金属的制备。
•电解过程可以提供精确的分析结果，并且对微量元素具有较高的灵敏度。
4.2 限制•电解过程需要稳定的电源和电解质溶液，这增加了设备和操作的复杂性。
•某些电解过程可能需要高能耗和长时间的处理。
5. 总结电解原理是一种常见的化学过程，广泛应用于金属电解镀、阴极保护、电解水制氢、电解制取金属和电解分析等领域。
通过电解原理，我们可以实现金属镀层的制备、金属腐蚀的保护、氢气的制取，以及金属的提取和分析等应用。
第二课时 电解原理的应用1．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaCl ＋H 2↑＋Cl 2↑。
2．电镀时把待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。
3．电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO 4溶液作电解液。
4．电解熔融Al 2O 3制取铝，电解熔融氯化钠制取钠，电解熔融MgCl 2制取镁。
[自学教材·填要点]1．装置及现象2．电解总反应式化学方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑； 离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
[师生互动·解疑难](1)电解饱和食盐水阴极区溶液呈碱性的原因：电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为H ＋＞Na ＋，所以H ＋在阴极上得电子而生成H 2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使阴极区溶液中c (OH －)＞c (H ＋)，所以阴极区溶液呈碱性。
(2)氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，涂镍碳钢网作阴极。
(3)用湿润的KI 淀粉试纸检验阳极放出的氯气。
1．工业上电解食盐水的阴极区产物是( )A ．氯气B ．氢气和氯气C ．氢气和氢氧化钠D ．氯气和氢氧化钠解析：用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑破坏水的电离平衡，阴极区域OH－与Na＋结合成NaOH。
答案：C[自学教材·填要点]1．电镀(1)定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀池的构成：(3)实例(往铁件上镀铜)：①阴极材料：Fe，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu；②阳极材料：Cu，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋；③电解质溶液：CuSO4溶液。
2．电解精炼铜(1)装置：粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液。
(2)电极反应式，阳极为Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋。
4-3-2 电解池（第二课时）教学目标1、了解氯碱工业，电镀，冶金的原理2、培养学生的实验操作能力，团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力教学重点：电解池原理教学难点：电解原理的应用教学过程：【引言】上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。
电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例.【板书】二、电解原理的应用【讲】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。
【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气【投影】实验装置及原理按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
接通直流电源后，注意管内发生的现象。
【讲】在这个反应中，由于H＋在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH―浓度增大而呈碱性。
【板书】（1）实验原理：阳极(放电顺序：Cl―>OH―)：2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应)阴极(放电顺序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2↑(还原反应)总反应：2NaCl+2H2O2NaOH +H2↑+ Cl2↑阴极阳极【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。
这点可以从H＋在阴极上大量被还原，从而引起水的电离平衡被破坏，来分析在阴极区积累大量OH―的理由。
【板书】（2）工业制备方法---离子交换膜法【讲】由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室，它只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl―、OH―)和气体通过。
这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO 而影响烧碱的质量。
2018年高中化学第四章电化学基础第三节第2课时电解原理的应用学案新人教版选修4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018年高中化学第四章电化学基础第三节第2课时电解原理的应用学案新人教版选修4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2课时电解原理的应用[目标要求] 1。
了解氯碱工业，电镀，冶金的原理.2.掌握电解原理及其应用。
电解原理的应用1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。
电极的反应式（并注明反应类型)阳极:2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应);阴极：2H＋＋2e－===H2↑（还原反应）。
总反应式：2NaCl＋2H2O错误!2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
其中阴极反应中的H＋是由水电离产生的.2．电镀(1)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）电镀错误!在电镀过程中,电镀液的浓度不变。
3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银）(1)粗铜作阳极，电极反应Cu－2e－===Cu2＋;精铜作阴极,电极反应Cu2＋＋2e－===Cu；电解质溶液CuSO4溶液。
（2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。
4．电冶金制取金属Na、Ca、Mg、Al等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到.如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠:阴极：2Na＋＋2e－===2Na,阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应式:2NaCl(熔融)错误!2Na＋Cl2↑。
4-3-2电解池（第二课时）【学习目标】1．熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。
2．掌握电解的有关计算。
【学习重难点】学习重点：电解方程式的书写及电解的计算学习难点：电解方程式的书写及电解的计算【自主预习】1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是，阳极反应式是，电解的化学方程式是。
电解后溶液的pH变化是；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是。
2．在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。
（1）若两极均为Pt电极，则阳极反应式是，阴极反应式是，电解的化学方程式是。
（2）若两极均为铜片，则阳极反应式是，阴极反应式是，电解过程中溶液的浓度变化是。
（3）若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是，电解过程中两极的变化是。
【预习检测】1．下列叙述中不正确的是（）A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B．不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D．电解饱和食盐水时，阳极得到氢氧化钠溶液和氢气2、若某池（电解池或原电池）的总反应离子反应式是Cu＋2H+==Cu2+＋H2↑，关于此电池的有关说法正确的是（）A．该池可能是原电池，也可能是电解池B．该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C．该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D．该池只能是电解池，电解质溶液只能是硝酸合作探究探究活动一：电解原理的应用1．电解饱和食盐水（1）通电前，氯化钠溶液中含有的离子：。
通电时移向阴极，放电，移向阳极，放电。
电极反应式为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应)阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应)因放电，导致水的电离平衡H 2O H＋＋OH－向右移动，致使生成。
（2）电解的总反应式化学方程式：；离子方程式：；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做。
2．电解精炼铜（1）粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。
其电解池的构成是用作阳极，用作阴极，用作电解质溶液。
（2）电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
（3）电解精炼铜的原理是失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜迁移到纯铜上。
3．电镀（1）根据图，回答下列问题：①电极反应式阳极：Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
②可观察到的现象是。
③硫酸铜溶液浓度的变化是。
（2）电镀①电镀是应用原理，在金属表面镀上一薄层其他或的方法。
②电镀池的构成：一般都是用作电镀液；把浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；与直流电源的负极相连，作阴极。
[归纳总结]（1）氯碱工业：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。
（2）电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
（3）电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。
【学以致用】1．某同学在做电解食盐水的实验时，误用铜棒做两极材料，请判断下列说法正确的是() A．完全电解后，得到CuCl2溶液B．电解完全并放置一段时间后，得到蓝色沉淀和NaCl溶液C．电解一段时间后，NaCl溶液浓度可能变小D．电解后溶液中的NaCl质量一定不变2．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图所示，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。
下列说法正确的是 ()A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0．1 mol电子转移时，有0．1 mol Cu2O 生成探究活动二：电解的有关计算1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。
（1）当有1．0×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。
（2）若溶液的体积为1 L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5．6 mL O2时，溶液的pH是________。
2．用惰性电极电解0．1 L M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是________，溶液的pH是________(均用含有a、b、x的代数式表示)。
[归纳总结]有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。
不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：（1）得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
（2）总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
（3）关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
【学以致用】4．在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为 ()A．35．5∶108 B．16∶207C．8∶1 D．108∶35．55．在25℃时，将两个铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，在阳极逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4·10H2O析出，若温度不变，此时剩余溶液中溶质的质量分数为 () A．×100% B．×100%C．×100% D．×100%【学习小结】【巩固练习】1．许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。
下列有关该方法的叙述中，正确的是()A．含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连B．阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关C．电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子D．在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化2．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()A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A．电解时以精铜作阳极B．电解时阳极发生还原反应C．精铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0．05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0．1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。
a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比是()A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶15．右图是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
（1）a电极的名称____________。
（2）电解过程中观察到的现象______________________________________________________________。
（3）确定N出口的气体最简单的方法是________________________________________________________________________。
（4）电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（5）若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象________________________________________________________________________。
【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】【预习检测】1． D 2． C【合作探究】探究活动一：1．（1） Na＋、Cl－、H＋、OH－，Na＋、H＋，H＋，Cl－、OH－，Cl－，氧化，还原，H＋，NaOH；（2）2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH；2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－；氯碱工业。
2．（1）粗铜，纯铜， CuSO4溶液。
（3）粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等，不比铜活泼的金属Ag、Au等3．电镀（1）铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解。
③不变。
（2）①电解，金属，合金；②含有镀层金属离子的电解质溶液；镀层金属；待镀金属制品【学以致用】1． B 2． A探究活动二1．（1）0．032 g （2）3【解析】（1）用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。
当有1．0×10－3 mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5．6 mL，此时转移电子为1．0×10－3 mol，则在阴极上析出Cu：32×10－3 g。
（2）阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4 mol1 molnn＝1．0×10－3 mol，消耗1．0×10－3 mol OH－，生成1．0×10－3 mol H＋则[H＋]＝＝1．0×10－3mol·L－1pH＝－lg[H＋]＝－lg(1．0×10－3)＝3。
2．－lg【解析】由于阴、阳两极转移电子的数目相同，则有·x＝×4，或由关系式x O2～4M得∶＝x∶4，均可解出M＝g·mol－1。
又由O2～4H＋可知：[H＋]＝4× mol÷0．1 L＝b mol·L －1，则pH＝－lg。
【学以致用】3． C4． D【巩固练习】1． A 2． B 3． D 4．A5．（1）阴极（2）两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色（3）用湿润的淀粉KI试纸检验，试纸变蓝的就是Cl2（4）2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－（5）底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色。
