师：朋友们好，通过上节课氯碱工业的学习，同学们初步体会了电解原理的应用。那么，电解还有哪些应用呢？我们先来看几张图片，铜导线和美观的水龙头，这些都是生产生活中常用的东西，它们也是利用电解的原理生产出来的。铜是重要的金属材料，主要用途之一是制作导线，这对铜的纯度要求很高。工业上主要以黄铜矿来提炼铜，但获得的是粗铜，含有锌、铁、镍、银、金、铂等微量杂质，不能满足导电要求，所以必须对铜进行精炼。如何利用电解的原理来精炼铜呢？下面我们就一起来学习铜的电解精炼。
好，下面我们先来看一下工业上电解铜的原理图。先看左图，原料粗铜与电源的正极相连作为阳极，纯铜与电源的负极相连作为阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，这是电解前的情况。再看右图，精炼过程中，我们可以对比阳极和阴极前后的变化，同时注意阳极底部存在的物质，称作阳极泥。好，通过对比，同学们发现了什么变化？有哪些现象？大家可以略作思考。
好，下面我们一起来分析一下。先简单回顾复习，对于电化学中的现象与元素化学略有区别。高一我们接触过原电池，应该先从两个电极上来描述现象，然后再到电解质溶液。我们先看原料粗铜，通过比较刚才的两张图片，它在逐渐减少，怎么表达呢？可以说粗铜逐渐减少，或者粗铜逐渐溶解。刚才我们提示在底部能看到有物质聚集，而纯铜的厚度变大了，我们可以描述成纯铜由薄变厚。
好，这是我们通过比较得出的现象。基于这些现象，我们进一步分析，来看交流研讨。结合现象思考：一、溶液中的阴离子为什么不在阳极放电，而是金属放电呢？二、粗铜中的杂质金属是如何除去的？三、电解后硫酸铜溶液有何变化？这里提到镍的金属活动性排在铁和锡之间。提到金属活动顺序表，我们一起来回顾复习一下：钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、（氢）、铜、汞、银、铂、金。按照这个顺序表，镍的活动性在铁和锡之间，其活动性比铜强。在这张图中，粗铜放在右边，纯铜在左边。粗铜上面标注了部分成分，有铜、银、金、铁、锌，镍虽没标出，但可类比铁，活泼性比铜强；没标出的部分可类比银，活泼性比铜弱。基于第一个问题，我们看到氢氧根离子、硫酸根离子也定向移动到粗铜处，却不会放电。这要回到电化学问题，归根结底要用氧化还原反应的角度去分析。阳极与电源的正极相连，应该发生什么反应呢？氧化反应。所以我们比较的是还原剂的还原能力，这是一个竞争问题。结合高一元素化合有关知识的学习，由于阳极发生的是氧化反应，大多数金属单质的还原性比阴离子强，所以优先放电。这一点尤其要注意，今后还会碰到这种问题，我们称作电解中的阳极金属电解优先原则，它会优于溶液中的阴离子放电。但注意，并不是所有的金属单质都是如此，像铂电极属于惰性电极，不会放电。
好，这是针对第一个问题。下面我们来看第二个问题，杂质金属是如何除去的？刚才我们分析了阳极的变化情况，现在看阴极。从图中我们能看到铜离子、氢离子、亚铁离子定向移动到纯铜，当然亚铁离子是在阳极产生后定向移动过来的。除了亚铁离子，按理还会有氢离子、钠离子，哪种微粒会优先放电呢？根据阴极发生的是还原反应，我们比较的是氧化剂的氧化能力，这又是一个竞争。根据刚才回顾的金属活动顺序表，氢离子的氧化能力在这里面不是最强的，铜离子的氧化能力强于氢离子，所以铜离子优先放电。
好，把阳极和阴极的分析结合在一起。阳极放电的金属有锌、铁、镍和铜等，而银、金、铂等金属不放电形成阳极泥。因为银、金、铂的活泼性比铜弱，而我们的主要成分是铜，所以三者不会放电。当然，如果银作为阳极电极，要符合阳极优先原则，银会放电变成银离子，注意这一点。同时阴极只有铜离子放电优于氢离子，所以能够除去杂质。这样，第二个问题就解决了。
下面我们来看第三个问题，电解精炼后硫酸铜溶液有何变化？实际上，在前两个问题分析的基础上，第三个问题自然就能解决。根据电荷守恒，溶液中铜离子的浓度将有所下降。通过对阳极和阴极的分析，其中的阴离子基本不会变化。锌、铁、镍产生的阳离子会进入到溶液中，并且不会在阴极放电。只有铜离子的量减少才能维持电荷守恒。当然，我们也可以从氧化还原反应得失电子守恒的角度看，在阳极锌、铁、镍、铜都会放电，而阴极只有铜离子得到电子变成铜单质，所以溶液中的铜离子浓度会降低。
这里提醒一下，既然分析了两极的问题，那么两极的质量变化是不是完全一样的呢？阳极质量减少，阴极质量增加，那么质量变化的绝对值是不是一样？大家可以先思考一下，待会课堂练习中也会有这样的问题。通过这三个问题的分析，请同学们尝试把阳极和阴极的电极反应式书写出来，老师在黑板上写出，大家可以比较一下。
好，我们一起来看。在阳极，铜失去两个电子变成铜离子，这是主要发生的反应。因为刚才提到还有锌、铁、镍，来看课件上次要的反应，锌失去电子变成锌离子，铁失去电子变成亚铁离子，注意这里应该是亚铁离子，而不是三价铁离子，所以铁电极放电要注意这点，失去两个电子变成亚铁离子。
这是阳极，阴极则是铜离子得到电子变成铜。这样，通过由表及里的分析，我们对铜的电解精炼就有了透彻的认识。下面回到刚开始提到的水龙头，看两个问题。第一，如何将金属均匀地镀到水龙头的表面呢？注意要求是均匀地镀到。在现代工艺中，比较好的方法就是利用电解原理，这就是电解的应用——电镀。第二个问题，结合电解原理和铜的电解精炼的学习，应该在哪一级发生反应镀上去呢？我们想一下，如果在物体表面镀上金属，实际操作中要把物体浸到溶液中，表面吸收金属。那么溶液中原来的金属应该以什么形式存在呢？阳离子。阳离子吸收电子变成单质，发生的就是还原反应。根据工作原理，我们可以确定是在阴极发生反应。这就是我们要学习的电镀。
下面先看一下电镀的有关介绍。应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法叫做电镀，这里镀层也可以是合金。电镀的主要目的是增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。例如，在通常条件下，锌、锡、铬、镍等金属比铁稳定，在铁制品表面镀上这些金属，可以达到保护铁制品的目的，像自行车的钢圈、车把手等。又如，利用金的优良性能，在火箭插销的金属片上镀金后，可以确保插销具有良好的接触状态与导电性能。
下面看两张图片。第一张图片是自动化的电镀车间，能看到待镀的物件进入到溶液中，溶液略呈蓝色。第二张图片是不锈钢表面镀铜，通过对比能发现镀铜后更加美观，而且铜的活泼性比铁弱。下面思考一下，如何在钢的表面镀铜呢？我们一起来做一个活动探究。提供的材料有铁钉、镀锌铜片、石墨棒、硫酸铜溶液、导线、电源。任务一，请根据电解原理设计一个给铁钉镀铜的实验方案，确定用什么电极材料、用什么电镀液、镀件做什么极。根据方案完成电极反应式，大家可以略作思考。