这是 《IGCSE Chemistry CIE》 系列复习资料的第五章。本章主题为 “电与化学”，主要探讨电解及其应用。值得注意的是，截图显示这一章的出版社信息与前几章不同，为 “Sawa Mr. Esama, Ltd.”（这很可能是 Save My Exams, Ltd. 的打印或识别错误，因为从格式和风格看，它与前几章同属一个系列）。该章深入探讨了化学与电学交叉的核心主题。以下是全面详细介绍：
📘 书籍基本信息
标题：IGCSE Chemistry CIE — Chapter 5: Electricity & Chemistry
出版机构：Sawa Mr. Esama, Ltd.（推断为Save My Exams, Ltd.的印刷/识别错误）
版权时间：© 2015–2021
本章页数：共20页（截图为第10页，说明内容过半，涵盖理论与工业应用）
内容构成：复习笔记 + 专题练习 + 历年真题（“First Papers”应为“Past Papers”笔误）
📚 本章内容结构
本章分为两大核心部分，从基础原理延伸到实际工业应用，结构清晰。
第一部分：5.1 电化学基础
5.1.1 电解
核心概念：用电能驱动非自发的氧化还原反应，使化合物分解。
关键术语：电解质、电极（阳极、阴极）、离子迁移、氧化与还原（OIL RIG法则：氧化是失电子，还原是得电子）。
电解池装置：详细图解，包括电源、电极、电解液。
熔融电解质电解：以电解熔融氯化铅（PbCl₂）或氧化铝（Al₂O₃）为例，讲解在无水电离下的产物预测。
水溶液电解：重点与难点。
涉及水的电离竞争。
产物预测规则（必须掌握）：
阴极（负极，吸引阳离子）：若阳离子是金属活动性顺序中氢以上的金属离子（如K⁺, Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺），则水中的H⁺优先放电，产生氢气；若阳离子是氢以下的金属离子（如Cu²⁺, Ag⁺），则金属离子放电，析出金属。
阳极（正极，吸引阴离子）：若阴离子是含氧酸根（如SO₄²⁻, NO₃⁻）或F⁻，则水中的OH⁻优先放电，产生氧气；若阴离子是Cl⁻, Br⁻, I⁻，则卤素离子放电，生成卤素单质。
5.1.2 电镀
定义：利用电解原理，将一种金属覆盖到另一种金属表面的过程。
目的：防锈、美观、增强表面硬度。
关键设置：待镀物件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电解液。
实例：铜镀银、铁镀镍。
第二部分：5.2 工业应用
5.2.1 工业应用
此部分将电解原理与大规模工业生产结合，是考试论述题的重点。
核心案例如下：
氯碱工业：电解饱和食盐水（NaCl溶液）。
产物：阴极产生氢气（H₂），阳极产生氯气（Cl₂），溶液中剩下氢氧化钠（NaOH）。
各产物的用途：氯气（消毒、制塑料PVC），氢气（合成氨、燃料），氢氧化钠（肥皂、造纸、清洁剂）。
铝的提取：电解熔融的氧化铝（Al₂O₃），溶解在熔融的冰晶石（Na₃AlF₃）中以降低熔点。
阴极反应：Al³⁺ + 3e⁻ → Al (l)（得到液态铝）
阳极反应：2O²⁻ → O₂ + 4e⁻（消耗石墨阳极，产生二氧化碳）
铜的精炼：用电解法提纯粗铜。
阳极：粗铜（含杂质）溶解：Cu → Cu²⁺ + 2e⁻
阴极：纯铜析出：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
杂质（如金、银）以“阳极泥”形式沉降，可回收贵金属。
水的电解：生产高纯度氢气和氧气（实验室及特定工业用途）。
⚡ 本章的重要性与难点
桥梁章节：连接了化学（氧化还原、离子反应）与物理（电学）的知识，是IGCSE中典型的跨学科主题。
考试权重高：在IGCSE试卷中，电解相关题目几乎是必考点，常以图表分析、实验描述、工业流程解释的形式出现。
核心难点：
产物预测：尤其是在水溶液电解中，判断阴极和阳极的具体产物，需熟记金属活动性顺序和放电顺序规则。
半反应方程式的书写：正确书写电极上发生的离子得失电子方程式（半反应）。
工业流程理解：不仅要知道反应，还要理解工业设计的原理（如为什么铝电解要用冰晶石）。
✅ 高效学习与备考策略
理解本质，记忆规则：
先彻底理解“离子导电”和“氧化还原”是电解的基础。
然后通过口诀记忆水溶液的放电顺序：“阳争阴斗”——阳极上非含氧根离子（Cl⁻, Br⁻, I⁻）与OH⁻争斗；阴极上氢以下金属离子与H⁺争斗。
图解学习法：
亲手绘制电解池装置图并标注离子流向、电子流向、产物名称。
对比绘制原电池（化学电源） 的装置图，理解两者区别（电解是将电能转为化学能，原电池反之）。
工业流程思维导图：
为氯碱工业、铝提取、铜精炼分别制作流程图，包含：原料 → 条件（熔融/溶液） → 电极材料 → 电极反应 → 产物及用途。
针对性练习：
重点练习 “预测并解释产物” 和 “书写电极反应方程式” 的题目。
对工业应用的题目，练习用专业术语描述流程和解释设计原因。
📈 考试题型预测
必考题型：
根据电解装置图，标注电极名称、预测产物、解释原因。
比较电解不同物质（如熔融PbBr₂ vs. 浓NaBr溶液）的产物差异。
书写指定电极的半反应方程式。
解释氯碱工业或铝提取的工业流程，并评价其经济/环境因素。
高分技巧：
答题时务必使用关键词：电解质、电离、放电、氧化、还原、活动性顺序。
解释工业应用时，要联系到成本（如铝提取中冰晶石降低能耗）、产物价值和环境影响（氯碱工业中氯气的安全处理）。
💎 总结
第五章《电与化学》是IGCSE化学中实践性与理论性紧密结合的典范章节。它不仅是考试得分的关键区，也是理解现代化学工业（从金属冶炼到化学品生产）的基础。攻克本章的关键在于：清晰区分不同条件下的电解规则，并将实验室原理与大规模工业应用联系起来思考。
如果您需要，我可以为您提供：
电解产物预测的快速判断流程图
三大工业应用（氯碱、炼铝、精铜）的对比表格
常见电极反应方程式汇总
本章必背关键词与定义列表
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