《高中化学（人教版）选修四配套课件：4.3 电解池 探究导学课型（教师用书配套课件）2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学（人教版）选修四配套课件：4.3 电解池 探究导学课型（教师用书配套课件）2（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时电解原理的应用 自主预习 1 电解饱和食盐水制烧碱 氢气和氯气 1 阳极 反应 电极产物 2 阴极 反应 电极产物 3 总反应 2Cl 2e Cl2 氧化 Cl2 2H 2e H2 还原 H2 NaOH 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 2 电镀 1 电镀 应用 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 主要目的 使金属增强抗腐蚀能力 增加美观和表面硬度 3 镀层金属 通常是在空气或溶液中不易起变化的金属 如Cr Ni Ag 和合金 如黄铜 等 电解 4 装置 镀层金属 待镀的金属制品 含有镀层金属 离子的溶液 3 电解精炼铜 粗铜 Cu 2e Cu2 Cu2
2、2e Cu 纯铜 CuSO4溶液 4 电冶金 1 本质 利用电解使矿石中的金属离子 电子 从它们的化合物中 出来 2 适用范围 制取 单质 如电解NaCl MgCl2 Al2O3制取Na Mg Al 获得 还原 活泼金属 3 举例 2Cl 2e Cl2 2Na 2e 2Na 2NaCl 熔融 2Na Cl2 6O2 12e 3O2 4Al3 12e 4Al 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 预习小测 1 关于电解氯化钠水溶液 铁作阴极 石墨作阳极 下列叙述正确的是 A 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液 溶液呈无色B 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液 溶液呈棕黄色C 电解时在阳极得到氯气 在阴
3、极得到金属钠D 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液呈中性 解析 选B 电解食盐水时发生的反应 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 总反应 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 对照分析选项 C错误 阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2 滴加KI溶液后发生反应 Cl2 2I I2 2Cl 溶液呈棕黄色 B正确 阴极附近产生大量的OH 滴加酚酞溶 液后变红色 A错误 电解后生成NaOH 溶液呈碱性 D错误 2 在铁制品上镀一层一定厚度的锌层 以下方案设计正确的是 A 锌作阳极 镀件作阴极 溶液中含有锌离子B 铂作阴极 镀件作阳极 溶液中含有锌离子C 铁作
4、阳极 镀件作阴极 溶液中含有亚铁离子D 锌作阴极 镀件作阳极 溶液中含有亚铁离子 解析 选A 电镀原理是镀层金属作阳极 镀件作阴极 含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液 3 关于镀铜和电解精炼铜 下列说法中正确的是 A 都用粗铜作阳极 纯铜作阴极B 电解液的成分都保持不变C 阳极反应都只有Cu 2e Cu2 D 阴极反应都只有Cu2 2e Cu 解析 选D A项电镀时镀件作阴极 B项电解精炼铜时电解液成分改变 C项电解精炼铜时 杂质若有比铜活泼的金属 如锌 则还会发生Zn 2e Zn2 的反应 4 用惰性电极电解饱和食盐水 当电源提供0 2mol电子时停止通电 若此溶液体积为2L 则所得电解
5、液的pH是 A 1B 8C 13D 14 解析 选C 电解饱和食盐水时提供0 2mol电子 则消耗的H 为0 2mol 同时产生OH 为0 2mol 溶液体积为2L pH 13 5 粗铜中除含有铜以外 还含有少量锌 铁 银 在如图所示的装置中 用纯铜和粗铜分别作为两极进行电解 下列有关叙述中 正确的是 A 可检测到电解液中有Zn2 Fe2 B 可检测到电解液中有Fe3 Zn2 Ag C 电解过程中 溶液中的铜离子浓度保持不变D 通电一段时间后 取出两极 称得粗铜极减少的质量等于纯铜极增加的质量 解析 选A 粗铜上发生反应 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Cu 2e Cu2 银以单质形式
6、沉积于阳极底部形成阳极泥 纯铜上发生反应 Cu2 2e Cu 结合电子守恒可知 溶液中的铜离子浓度略有减少 粗铜极减少的质量不等于纯铜极增加的质量 6 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AgCl溶液B Ag和AgNO3溶液C Pt和Ag2CO3溶液D Pt和Ag2SO4溶液 解析 选B 电镀槽中 要求镀件作阴极 可用镀层金属作阳极 利用其阳极溶解提供镀层金属 也可用惰性电极材料作阳极 镀层金属则由电镀液提供 电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液 由于A C D中AgCl Ag2CO3和Ag2SO4均为沉淀 只有B符合要求 互动
7、探究 1 氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开 原因是什么 提示 防止H2和Cl2混合发生爆炸 防止Cl2与溶液中的NaOH反应 2 电镀池应该具备什么条件 电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化 提示 条件 镀层金属作阳极 镀件作阴极 含镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液 电镀过程中电解质溶液的浓度不变 3 要使电解后的NaCl溶液复原 能滴加盐酸吗 提示 电解质溶液的复原应遵循 从溶液中析出什么补什么 的原则 即从溶液中析出哪种元素的原子 则应按比例补入哪些原子 电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2 所以应通入氯化氢气体 加入盐酸会引入过多的水 4 粗铜中含有锌
8、 铁 镍 银 金等金属杂质 在精炼铜的过程中 杂质金属为什么不在阴极析出 精炼铜的过程中溶液中Cu2 的浓度是否有变化 提示 因氧化性Cu2 大于Fe2 Zn2 Ni2 故在阴极上Cu2 得到电子析出单质铜 比铜活泼的金属锌 铁 镍被氧化 比铜活泼性弱的金属Ag Au形成阳极泥 电解精炼铜时 开始时阳极不产生铜离子 但阴极消耗铜离子 所以电镀液中Cu2 浓度会减小 当阳极产生铜离子时 与阴极同时消耗的铜离子同样多 其浓度不再变化 即总过程中电镀液中Cu2 浓度会减小 5 在铁上镀锌时 溶液中的阳离子有两种 为什么在阴极是锌离子得电子而不是氢离子得电子被还原 提示 因为锌离子浓度远大于氢离子浓度
9、 所以是锌离子得电子 6 工业上用电解法制备金属镁用MgCl2还是MgO 能用电解AlCl3的方法制备金属铝吗 提示 用MgCl2制金属Mg 因为MgO熔点太高 不能用电解AlCl3来制备金属铝 因为AlCl3为共价化合物 熔融时不能发生电离 探究总结 电解时电极产物的判断1 阳极产物的判断 1 活性金属电极金属电极失电子 被溶解 生成对应金属阳离子 2 惰性电极 Pt Au C 阴离子失电子 生成对应非金属单质 2 阴极产物的判断 与电极材料无关 直接根据阳离子放电顺序进行判断 阳离子放电顺序 拓展延伸 电解 三池 的比较 探究训练 1 某同学组装了如图所示的电化学装置 电极 为Al 其他电
10、极均为Cu 则 A 电流方向 电极 电极 B 电极 发生还原反应C 电极 逐渐溶解D 电极 的电极反应 Cu2 2e Cu 解题指南 解答本题需注意以下两点 1 该装置为原电池与电解池相连的装置 2 能自发进行的氧化还原反应在原电池中进行 解析 选A 电极 是原电池的负极 电极 是原电池的正极 电极 是电解池的阳极 电极 是电解池的阴极 故电流方向 电极 电极 A正确 电极 发生氧化反应 B错误 电极 是原电池的正极 发生还原反应 有单质铜析出 C错误 电极 是电解池的阳极 发生氧化反应 电极反应为Cu 2e Cu2 D错误 延伸探究 1 电极 和电极 金属的物质的量变化之比为多少 提示 两个
11、电极上转移电子数相同 而Al变化三价 铜变化两价 所以两种金属的物质的量变化之比为2 3 2 若电极 上析出1mol金属 则电极 上产生几摩尔物质 提示 若电极 上析出1mol金属 则电路中转移2mol电子 所以电极 上析出0 5molO2 2 2016 泰安高二检测 金属镍有广泛的用途 粗镍中含有少量的Fe Zn Cu Pt杂质 用电解法制备高纯度的镍 下列叙述中正确的是 A 阳极发生还原反应 其电极反应式为 Ni2 2e NiB 电解过程中 阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C 电解后 溶液中存在的金属阳离子只有Fe2 和Zn2 D 电解后 电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 解析 选D
12、本题为 电解精炼铜 的迁移应用 阳极应发生氧化反应 溶液中的阳离子主要为Ni2 根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化性顺序 阳极反应为Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu Pt在该条件下不失电子 阴极反应为Ni2 2e Ni Fe2 Zn2 在该条件下不得电子 比较两电极反应 因Zn Fe Ni的相对原子质量不等 当两极通过相同的 电量时 阳极减少的质量与阴极增加的质量不等 故只有D正确 3 2016 郑州高二检测 如图所示 若电解5min时 测得铜电极的质量增加2 16g 试回答 1 电源中X极是 填 正 或 负 极 2 通电5min时 B中共收集到224mL
13、标准状况 气体 溶液体积为200mL 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200mL 则电解后溶液的pH 解析 1 铜极增重 说明银在铜极上析出 则铜极为阴极 X为负极 2 C中铜极增重2 16g 即析出0 02molAg 线路中通过0 02mol电子 由4e O2 可知B中产生的O2只有0 005mol 即112mL 但B中共收集到224mL气体 说明还有112mLH2 则通过0 01mol电子时 Cu2 已完全变为铜单质 由2e Cu 可知n Cu2 0 005mol 则c CuSO4 0 025mol L 1 3 由4e 4OH 知 A中
14、生成0 02molOH 则 c OH 0 1mol L 1 即pH 13 答案 1 负 2 0 025mol L 1 3 13 补偿训练 2016 中山高二检测 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用 下列说法正确的是 A 氯碱工业中 X电极上反应式是4OH 4e 2H2O O2 B 电解精炼铜时 Z溶液中的Cu2 浓度不变C 在铁片上镀铜时 Y是纯铜D 制取金属镁时 Z是熔融的氯化镁 解析 选D 氯碱工业中阳极是Cl 放电生成Cl2 电解精炼铜时阳极粗铜溶解 阴极Cu2 放电析出Cu 由于粗铜中含有锌 铁 镍等杂质 溶液中Cu2 浓度变小 铁片上镀铜时 阴极应该是铁片 阳极是纯铜 课堂小结
