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1、第2课时 电解原理的应用 新知预习自主预测 一 电解饱和食盐水 1 装置 新知预习自主预测 二 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 电镀原理 1 实例 往铁件上镀铜 阴极材料 Fe 电极反应式 Cu2 2e Cu 阳极材料 Cu 电极反应式 Cu 2e Cu2 电解质溶液 CuSO4溶液 合理即可 2 电镀的目的主要是增强金属的抗腐蚀能力 增强美观和表面硬 度 新知预习自主预测 三 电解精炼铜 新知预习自主预测 四 电冶金 新知预习自主预测 1 欲在金属表面镀银 应把镀件挂在电镀池的阴极 下列各组中 选用的阳极金属和电镀液均正确的是 A Ag和
2、AgCl溶液 B Ag和AgNO3溶液 C Fe和AgNO3溶液 D Pt和Ag2SO4溶液 答案 B 新知预习自主预测 2 下列关于铜电极的叙述中 正确的是 A 铜 锌及稀硫酸构成的原电池中铜是正极 B 用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C 在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极 D 电解稀硫酸制H2 O2时铜作阳极 解析 铜不如锌活泼 铜为正极 A正确 电解精炼铜时 粗铜为阳 极 B错误 镀件上镀铜时铜作为阳极提供Cu2 C错误 电解稀硫 酸时 如用铜作为阳极 则铜就会首先放电 阳极就不能产生氧气 D 错误 答案 A 探究一探究二 电解原理的应用 问题探究 1 怎样判断一个装置是原电池还是电解池 答案
3、 有外加电源的一定为电解池 无外加电源的一般为原电池 多池组合时 一般含活泼金属的为原电池 其余都是原电池连接着 的电解池 2 粗铜中含有少量Fe Zn Au Ag等杂质 通过粗铜精炼怎样 除去这些杂质的呢 答案 粗铜精炼是将粗铜作阳极 粗铜中的Fe Zn等比Cu活泼能 失去电子生成Fe2 Zn2 进入溶液中 因Fe2 Zn2 的氧化性弱于 Cu2 不能在阴极析出 留在溶液中 Au Ag等不如Cu活泼的金属 在 阳极不能失去电子 从而以固体的形式沉到阳极底部 形成阳极泥 探究一探究二 知识归纳 电镀与电解精炼的比较 探究一探究二 探究一探究二 典例剖析 典例1 以KCl和ZnCl2的混合溶液为
4、电镀液在铁制品上镀锌 下列说法正确的是 A 未通电前上述镀锌装置可构成原电池 电镀过程是该原电池的 充电过程 B 因部分电能转化为热能 电镀时通过的电量与锌的析出量无确 定关系 C 电镀时保持电流恒定 升高温度不改变电解反应速率 D 工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2 解析 未通电前上述装置不能构成原电池 A项错误 锌的析出量 与通过的电量成正比 B项错误 电镀时电解反应速率只与电流大小 有关 与温度无关 C项正确 工业上通过电解熔融NaCl制取Na和 Cl2 D项错误 答案 C 探究一探究二 电镀时 镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度 因此一定是 电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单
5、质在阴极析出 而不 是其他阳离子 例如在铁片上镀锌时 阴极反应式为Zn2 2e Zn 而不是2H 2e H2 探究一探究二 变式训练1以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜 含Al Zn Ag Pt Au等杂质 的电解精炼 下列说法正确的是 A 溶液中Cu2 浓度保持不变 B 粗铜接电源正极 发生还原反应 C 溶液中Cu2 向阳极移动 D 利用阳极泥可回收Ag Pt Au等金属 解析 电解精炼铜时利用了电解原理 电能转化为化学能 也有少 量转化为热能 电解精炼时粗铜做阳极 发生氧化反应 精铜做阴 极 发生还原反应 电解时 溶液中的阳离子向阴极移动 在阴极上 得电子 粗铜中的不活泼金属不能失电子
6、以阳极泥的形式沉积在 阳极附近 答案 D 探究一探究二 电解的有关计算 问题探究 将两个分别装有Na2SO4 CuCl2溶液的电解池串联在一起 均用 惰性电极进行电解 电解一段时间后 试分析电极产物H2 O2 Cl2 Cu之间物质的量的关系 答案 根据得失电子守恒及元素的化合价可得出电极产物物质的 量的关系式 2H2 O2 2Cl2 2Cu 4e 即H2 O2 Cl2 Cu的物质的量 之比为2 1 2 2 探究一探究二 知识归纳 电化学的有关计算 1 计算的原则 阳极还原剂失去的电子数 阴极氧化剂得到的电子数 串联电路中通过各电极的电子总数相等 电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等
7、2 计算的方法 探究一探究二 3 注意几个等量关系式 当电流通过一个或多个串联的电解池时 它们皆处于同一闭合 电路中 所以同一时间内通过的电子的物质的量相等 常见电化学计算的对应关系 H2 Cl2 O2 Cu 2Ag 2H 2OH 如电解中析出气体时 在同温 同压下析出各气体物质的量之比 为n H2 n Cl2 n O2 1 1 0 5 总之 电解混合溶液时要注意电解的阶段性 电极反应式和总电 池反应式 电解产物与转移电子数之间的关系式是电化学计算的主 要依据 探究一探究二 典例剖析 典例2 如图所示 若电解5 min时 测得铜电极的质量增加2 16 g 试回答 1 电源中X极是 填 正 或
8、负 极 2 通电5 min时 B中共收集到224 mL 标准状况下 气体 溶液体积 为200 mL 电解前后溶液的体积变化忽略不计 则通电前 c CuSO4 3 若A中KCl溶液的体积也是200 mL 则电解后溶液的pH为 KW 1 0 10 14 探究一探究二 答案 1 负 2 0 025 mol L 1 3 13 探究一探究二 解答与电解有关的计算题的基本步骤 1 正确书写电极反应式 要特别注意阳极材料 2 当溶液中有多种离子共存时 先要根据离子放电顺序确定离子 放电的先后 3 根据得失电子守恒进行相关计算 探究一探究二 变式训练2有一电解装置如图所示 图中B装置中盛有1 L 2 mol
9、L 1 Na2SO4溶液 A装置中盛有1 L 2 mol L 1 AgNO3溶液 通电 后 湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色 电解一段时间后 试完成下列 问题 1 A中发生反应的化学方程式为 2 在B中观察到的现象是 3 室温下 从电解开始到时间为t时 A B装置中共收集到气体 0 168 L 标准状况下 若电解过程中无其他副反应发生 且溶液体积 变化忽略不计 则在t时 A中溶液的pH为 探究一探究二 2 石墨电极表面有气泡产生 铜电极周围溶液变成蓝色 一段时 间后U形管下部有蓝色沉淀产生 3 2 12345 1 关于电解NaCl水溶液 下列叙述正确的是 A 电解时在阳极得到氯气 在阴极得到金属
10、钠 B 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液 溶液呈现紫色 C 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液 溶液呈现无色 D 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液 呈现中性 解析 电解NaCl溶液 阴极生成H2和NaOH 阳极生成Cl2 答案 B 12345 2 某同学欲在铜钥匙上镀锌 有关说法正确的是 A 用铜钥匙做阳极 碳棒做阴极 CuSO4溶液做电解质溶液 B Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中 C Zn做阳极 铜钥匙做阴极 ZnSO4溶液做电镀液电解 D 在电镀过程中溶液中的Zn2 浓度减小 Cu2 浓度增大 解析 锌为镀层金属 需做阳极 铜为镀件 需做阴极 含有镀层金属
11、离 子的溶液做电解液 答案 C 12345 3 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 电解时阴极发生氧化反应 C 粗铜连接电源负极 其电极反应是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 解析 电解时粗铜作阳极 与电源正极相连 失电子发生氧化反应 精 铜作阴极 与电源负极相连 得电子发生还原反应 A B C错误 因为在金属活动性顺序中 Ag Pt排在Cu的后面 所以电解时 Ag Pt不会失电子 D正确 答案 D 12345 4 如图所示 通电5 min后 第 极增重2 16 g 此时CuSO
12、4恰好电解完 设A池中原混合溶液的体积为200 mL 1 电源F为 极 第 极为 极 B池为 池 2 A池中第 极上的电极反应式为 3 通电前A池中原混合溶液Cu2 的浓度为 12345 解析 1 由第 极增重2 16 g可知 是电解池的阴极 是电 解池的阳极 E是电源的负极 F是电源的正极 又因为B池的阳极是 银 电解质是硝酸银 故该池是电镀池 2 A池中 第 极发生反应 4OH 4e 2H2O O2 3 因为第 极增重2 16 g是银的质量 即转 移电子是2 16 g 108 g mol 1 0 02 mol 而第 极反应为Cu2 2e Cu 故原Cu2 物质的量为0 02 mol 0 0
13、1 mol 故Cu2 的物质的 量浓度为0 05 mol L 1 答案 1 正 阳 电镀 2 4OH 4e 2H2O O2 3 0 05 mol L 1 12345 5 下图为相互串联的甲 乙两个电解池 甲池利用电解原理在铁上 镀银 试回答 1 A是 填电极材料和电极名称 电极反应式 是 B是 填 电极材料和电极名称 电极反应式是 应选用的电解质溶液是 2 乙池中若滴入少量酚酞溶液 开始电解一段时间 铁极附近呈 色 C极附近呈 色 12345 3 若甲槽阴极增重43 2 g 则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况 下的体积是 mL 若乙槽中剩余溶液仍为400 mL 则电解后所得NaOH溶液的物质的 量浓度为 12345 解析 阴极增重43 2 g 阴极 Ag e Ag 1 mol108 g 0 4 mol43 2 g 阳极上放出的气体 阳极 2Cl 2e Cl2 0 4 mol0 2 mol 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 0 4 mol 0 2 mol 答案 1 铁 阴极 Ag e Ag 银 阳极 Ag e Ag 硝酸银溶液 2 红 无 3 4 480 1 mol L 1 31 第2课时 电解原理的应用 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页
