第27讲 电解原理的应用（教师版）-【帮课堂】2021-2022学年高二化学同步精品讲义（人教2019选择性必修1）

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一、氯碱工业（电解饱和食盐水）
方程式 装置图
阳极反应
阴极反应
总反应方程式
离子反应方程式
阳离子交换膜作用 ①防止阴极产生的 H2和阳极产生的 Cl2相混合而引起爆炸；
②避免 Cl2与NaOH 作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量。
应用 制备氢气、氯气和烧碱
【答案】2Cl- - 2e- === Cl2↑ 2H+ + 2e- === H2↑ 2NaCl + 2H2O ===== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
2Cl- + 2H2O ===== 2OH- + H2↑+ Cl2↑
二、电镀
1. 电镀是利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加工工艺。
2. 电镀可增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
阳极材料 镀层金属 Cu
阴极材料 镀件金属 Fe
电镀液 含镀层金属离子 CuSO4溶液
第 27 讲 电解原理的应用
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知识精讲
阳极反应
阴极反应
溶液变化 电解质溶液的浓度__________
【答案】Cu - 2e- ===Cu2+ Cu2+ + 2e- === Cu 保持不变
三、电解精炼铜
电解精炼粗铜时，以待精炼的铜（含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）作阳极，用 CuSO4溶液作电解质溶液，可
得含铜量为 99.95%～99.98%的电解铜。
阳极材料 粗铜（含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）
阴极材料 纯铜
阳极反应
阴极反应
“阳极泥” Ag、Au 等金属杂质失电子能力弱，会以单质形
式沉积，形成“阳极泥”。
溶液变化 ①电解质溶液的 Cu2+浓度_______
②引入了 Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去
【答案】Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Ni－2e—===Ni2+ Cu－2e－===Cu2＋
Cu2+ + 2e- === Cu 减小
四、电冶金
电冶金的本质是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn+ + ne- === M
电解熔融氯化钠制取金属钠
方程式
阳极
阴极
总反应
【答案】2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 2NaCl（熔融）===== 2Na ＋ Cl2↑
题型一：氯碱工业
【变 1】（2019·吉林·长春外国语学校高二期末）如图所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置，请
对点训练
填空：
（1）X的电极反应式为：___________________________________，Y极的电极材料是_______________。
（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致 X极上未收集到预期产物，一段时间后又将两极的连
接方式纠正过来，发现 X极附近出现了白色沉淀，此沉淀是________(填化学式)，其形成原因是： ______
_____________________________。
（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图所示)，其目的是________
_____，阳极室(A 处)加入________，离子交换膜只许________通过。
【答案】2Cl－－2e－===Cl2↑ Fe Fe(OH)2 铁作阳极时被氧化为 Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，
2H＋＋2e－===H2↑，生成的 OH－与Fe2＋结合成 Fe(OH)2 防止 H2与Cl2混合发生爆炸，防止 Cl2与NaOH 反
应生成 NaClO，使 NaOH 不纯 饱和食盐水 Na＋
【解析】
【分析】
（1）X与电源正极相连应为阳极，Y与电源负极相连应为阴极；
（2）将两种电极材料接反，铁作阳极时被氧化为 Fe2＋，生成的 OH－与Fe2＋结合成 Fe(OH)2；
（3）将两个极室用离子交换膜隔开，其目的是防止 H2与Cl2混合爆炸，防止 Cl2与NaOH 溶液反应生成
NaClO 使NaOH 溶液不纯；阳极上氯离子失电子生成氯气，所以阳极室加入的是饱和食盐水；阴极室加入
的是水或稀的氢氧化钠溶液，所以离子交换膜只许 Na+离子通过。
【详解】
（1）由图可知 X与电源正极相连应为阳极，电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑，电极材料为石墨，则 Y极电
极材料为 Fe；故答案为 2Cl－－2e－=Cl2↑，Fe。
（2）将两种电极材料接反，铁作阳极时被氧化为 Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－
===H2↑，生成的 OH－与Fe2＋结合成 Fe(OH)2，故答案为 Fe(OH)2；铁作阳极时被氧化为 Fe2＋，纠正错误后，
这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的 OH－与Fe2＋结合成 Fe(OH)2。
（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开，其目的是防止 H2与Cl2混合爆
炸，防止 Cl2与NaOH 溶液反应生成 NaClO 使NaOH 溶液不纯；阳极上氯离子失电子生成氯气，所以阳极
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