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1、.第2课时电解原理的应用1掌握电解饱和食盐水的原理。(重点)2了解电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。(重点)3掌握电解的有关计算。(难点)电 解 原 理 的 应 用基础初探教材整理1电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气1装置及现象现象电极反应式阴极放出无色气体2H2e=H2阳极放出黄绿色气体2Cl2e=Cl22.电解总反应式化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。教材整理2电镀1定义：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电镀池的构成3实例(往铁件上镀铜)(1)阴极材料：铁，电极反应式：Cu22e=Cu；(2)阳极材料
2、：铜，电极反应式：Cu2e=Cu2；(3)电解质溶液：CuSO4溶液。教材整理3电解精炼铜1电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。2装置教材整理4电冶金 1本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。如Mnne=M。2电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼Na、Ca、Mg、Al等活泼金属。3举例 探究升华思考探究模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如下图，装置闭合电键K时，电流计G的指针将发生
3、偏转。问题思考：(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？【提示】甲、乙构成原电池，丙是电解池。(2)a、b、c、d电极名称分别是什么？【提示】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。(3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？【提示】c电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。(4)若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？【提示】c电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Age=Ag，阴极：Age=Ag。(5)若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？【提示】c电极用粗铜，
4、d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。认知升华1电镀铜与精炼铜的比较电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等阴极反应Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2等，Cu2浓度减小2.原电池、电解池、电镀池的判断方法(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若有外接直流电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属阳离子
5、属同种元素时，则为电镀池。(3)若多个单池相互串联，又有外接直流电源时，则与直流电源相连接的为电解池或电镀池。若无外接直流电源时，较活泼的金属电极为原电池的负极(电子输出极)，有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。题组冲关1如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()【解析】 电解NaCl溶液时，阳极反应为2Cl2e=Cl2，阳极产物为Cl2；阴极反应为2H2e=H2，阴极放出H2；Cl2可用KI淀粉溶液检验。因H2密度小，在阴极生成，结合e转移方向知D正确。【答案】D2按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示() 【导学号：51182041】c(Ag)c
6、(AgNO3)a棒的质量b棒的质量溶液的pHABCD【解析】该电解池中阳极反应式为Age=Ag，阴极反应式为Age=Ag，所以随着电解的进行，c(Ag)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变。答案选D。【答案】D3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】本题考查的是电镀的原理。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。【答案】A4下图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答：
7、 【导学号：29910057】甲乙(1)若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是_(填电极材料)，电极反应式是_；B是_(填电极材料)，电极反应式是 _，应选用的电解质溶液是 _。(2)乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间后，_(填“C”或“Fe”)极附近呈红色。(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标况下的体积是_L。【解析】(1)电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液。(2)使酚酞呈红色说明显碱性，即2H2O2e=2OHH2，故阴极(Fe)呈碱性。(3)由电子守恒得：2AgCl2，n(Ag)0.4 mol，则n(Cl2)n(Ag)0.2
8、mol，V(Cl2)nVm4.48 L。【答案】(1)FeAge=AgAgAge=AgAgNO3溶液(2)Fe(3)4.48电 解 的 有 关 计 算基础初探教材整理1计算的原则(1)阳极失去的电子数阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2计算步骤首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)；其次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。3电解计算的常考题型(1)电子守恒在电解计算中的应用。(2)计算电解后溶液中的离子浓度。(3)计算电解质溶液的pH。(4)
9、计算电解后析出的固体质量。(5)串联电路中的物质关系。探究升华思考探究在如下图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。问题思考：(1)发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？【提示】A极比C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。(2)A极比C极重1.9 g，则A极上析出单质的物质的量为多少？C极上析出单质的物质的量为多少？【提示】设A极析出的A
10、g为x mol，则对应析出的铜为 mol(电子守恒)，即得108x641.9，x0.025 mol则析出的Ag为2.7 g，析出的铜为0.8 g。(3)写出B极的电极反应式。计算B极析出气体的体积是多少？(标准状况)【提示】B极的电极反应式：4OH4e=O22H2O根据题意可知，该过程转移0.025 mol电子，则B极生成O2的体积V22.4 L/mol mol0.14 L。认知升华电解池中有关量的计算或判断1题型特点主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。2解题方法题组冲关1在水中加入等物质
11、的量的Ag、Na、Ba2、NO、Cl、SO，用惰性电极进行电解，一段时间后，在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为()A81B227C35.5108D10835.5【解析】Ag与Cl、Ba2与SO均生成沉淀，相当于电解NaNO3溶液，实质是电解H2O，两极得到的氧化产物和还原产物分别为O2和H2。【答案】A2用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是()A1B8C13D14【解析】电解饱和食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H为0.2 mol，同时产生OH为0.2 mol，溶液体积为2 L，pH13。【答案】C3将1
12、L含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)()A3.36 LB5.6 LC6.72 LD13.44 L【解析】阴极析出铜0.3 mol，由Cu22e=Cu知Cu2得到0.6 mol电子，根据2Cl2e=Cl2，求出当溶液中Cl全部参与电极反应时，放出Cl2 0.2 mol，失去电子0.4 mol。因此在阳极还有OH放电，根据4OH4e=2H2OO2和电子守恒，在阳极有0.05 mol O2放出，即阳极共放出0.25 mol，标准
13、状况下为5.6 L的气体。【答案】B4把两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()A27 mgB54 mgC108 mgD216 mg【解析】本题考查的是有关电解反应的计算。首先应弄清楚两极的反应。阳极：4OH4e=O22H2O；阴极没有氢气析出，则阴极反应为：Age=Ag。OH的消耗导致了H的增加，增加量为1103 mol/L0.5 L5104 mol，即转移电子数5104 mol，析出银的质量为5104 mol108 g/mol0.054 g54 mg。【答案】B学业分层测评(二十三)(建议用时：45分钟)学业达标1下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极【解析】电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极是则阳极放电的是金属铁，电极被损耗，不符合生产实际，故A错误；电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极，在该电极上会析出大量的铜，故B正确；电解饱和食盐水制烧碱，阴极上是氢离子放电，在该极附近生成大量的氢氧化钠，符合生产实际，故C正确；电镀原理中，镀层金属
