高考化学一轮复习(第四辑)考点五十六-电解应用电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业(含解析)111页

考点五十六 电解应用电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业
聚焦与凝萃
1．了解电解的应用，特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用；
2．会利用电解原理解决具体问题。
解读与打通
常规考点
一、电镀
1．电镀的含义：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过程。
2．电镀的目的：主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
3．电镀的原理：电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品
称为镀件，浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源
正极相连。通入直流电，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。
4．电镀的特点：若镀层金属做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度不变；若用惰性电极做阳极，
电镀过程中溶液中阳离子浓度减小。
5．金属表面镀银的工作原理示例：
（1）镀件作阴极，镀层金属银作阳极。
（2）电解质溶液是 AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
（3）电极反应：
阳极：Ag－e－=Ag＋；
阴极：Ag＋＋e－=Ag。
（4）特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。
二、电解精炼
电镀的应用——铜的电解精炼，粗铜除含有铜外，还含有锌、铁、镍、银、金、铂等金属，
电极的连接时把粗铜做阳极，和外加电源的正极相连；纯铜做阴极，和外加电源的负极相连。
电解液用硫酸铜或硝酸铜溶液。Ag、Au、Pt在阳极不发生反应，沉积到阳极底部，叫做阳极泥。

（1）电解法精炼铜的装置（如图），电解质溶液：含 Cu2+的盐溶液。
（2）电解法精炼铜的化学原理
（3）电极反应：
阳极（粗铜）：Cu-2e- =Cu2+、Zn－2e－=Zn2+、Fe－2e－=Fe2+、Ni－2e－=Ni2+
阴极（纯铜）：Cu2++2e- =Cu
三、电冶金
原理：化合态的金属阳离子，在直流电的作用下，得到电子，变成金属单质，Mn++ne- =M，
电解是最强有力的氧化还原手段。
（1）冶炼钠
电极反应：
阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极：2Na＋＋2e－=2Na
电解方程式：2NaCl(熔融) =====
电解

2Na＋Cl2↑
（2）冶炼镁
电极反应：
阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极： Mg2+＋2e－= Mg
电解方程式：MgCl2(熔融) =====
电解

Mg＋Cl2↑
（3）冶炼铝
一般用电解熔融 Al2O3的方式来冶炼铝。阳极材料为石墨、阴极材料为铁。
电极反应：中]
阳极：6O2－－12e－=3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－=4Al。
电解方程式：2Al2O3(熔融) =====
电解

4Al＋3O2↑
提示：
①Al2O3熔点很高，为 2045℃，所以很难熔化，在电解时往往加入冰晶石（Na3AlF6)作熔剂，
使 Al2O3在较低温度下熔化。
②电解时，阳极会发生反应，C+O2=CO2，所以 C会被消耗，电解过程中需补充碳块。
四、氯碱工业——电解食盐水

电极反应
阴极：2H+ + 2e- → H2↑（或 2H2O+ 2e- → H2↑+2OH-）
阳极：2Cl- → Cl2↑+ 2e-（或 2Cl- - 2e-→ Cl2↑）
电解反应：2NaCl+2H2O =====
电解

2NaOH＋H2↑+Cl2↑
隐性考点
常见电解质水溶液电解产物的规律具体如下表(用惰性电极)：
电解质
(溶液)
阳极反应式 阴极反应式 总反应方程式
溶液酸碱
性变化
CuCl2 2Cl--2e-=Cl2↑ Cu2++2e-=Cu CuCl2 =====
电解

Cu+Cl2↑ —
HCl 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H++2e-=H2↑ 2HCl =====
电解

H2+Cl2↑ 酸性减弱
Na2SO4 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4H++4e-=2H2↑ 2H2O =====
电解

2H2↑+O2↑ 不变
H2SO4 2H2O-4e-=4H++O2↑ 4H++4e-=2H2↑ 2H2O =====
电解

2H2↑+O2↑ 酸性增强
NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑
4H2O+4e-=2H2↑
+4OH-
2H2O =====
电解

2H2↑+O2↑ 碱性增强
NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H++2e-=H2↑ 2NaCl+2H2O =====
电解

Cl2↑+H2↑+2NaOH 碱性增强
CuSO4 2H2O-4e-=4H++O2↑ 2Cu2++4e-=2Cu 2CuSO4+2H2O =====
电解

2Cu+O2↑+2H2SO4 酸性增强
融合与应用
例 1．已知铅蓄电池放电时的反应为：PbO2＋2H2SO4＋Pb=2PbSO4＋2H2O。某兴趣小组用铅蓄
电池电解饱和食盐水的装置如图所示，下列说法正确的是 ...