第4章第3節(jié)第2課時電解原理的應(yīng)用

1、第第四四章章第第三三節(jié)節(jié)第第二二課課時時課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)巧設(shè)計巧設(shè)計名師課堂名師課堂一點通一點通創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)設(shè)計設(shè)計設(shè)計設(shè)計2 2考點一考點一考點二考點二課堂課堂1010分鐘練習(xí)分鐘練習(xí)課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納設(shè)計設(shè)計3 3課下課下3030分鐘演練分鐘演練返回返回返回返回返回 (1) (1)電離：電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下，離解電離：電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下，離解出出 的過程。的過程。 (2)(2)通電條件下，陽離子向電解池的通電條件下，陽離子向電解池的陰陰極定向運動，極定向運動，并在電極上發(fā)生并在電極上發(fā)生 反應(yīng)；陰離子向電解池的陽極反應(yīng)；陰離子向電解池的陽極定向

2、運動，并在電極定向運動，并在電極( (惰性惰性) )上發(fā)生上發(fā)生 反應(yīng)。反應(yīng)。自由移動離子自由移動離子還原還原氧化氧化返回返回返回一、電解飽和食鹽水一、電解飽和食鹽水1 1裝置裝置返回2原理原理(1)電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)、電極反應(yīng)式為：陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)、電極反應(yīng)式為： 。陰極：發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：陰極：發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為： 。2Cl2e=Cl22H2e=H2返回(2)總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：化學(xué)方程式：化學(xué)方程式： 。離子方程式：離子方程式： 。返回 二、電鍍二、電鍍 1 1定義定義 電鍍是應(yīng)用電鍍是應(yīng)用 原理在某些金屬表面鍍上一薄層其原理在某些金屬表面鍍上一薄

3、層其他他 或或 的方法。的方法。 2 2電鍍池的構(gòu)成電鍍池的構(gòu)成金屬金屬合金合金電解電解返回 (1)實例：實例：(往鐵件上鍍銅往鐵件上鍍銅) 陰極材料：陰極材料： ，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式： ； 陽極材料：陽極材料： ，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式： ； 電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液： 溶液。溶液。 (2)電鍍的目的主要是增強金屬電鍍的目的主要是增強金屬 能力，增強美觀能力，增強美觀和表面硬度。和表面硬度。FeCuCu22e=CuCu2e=Cu2CuSO4抗腐蝕抗腐蝕返回三、電解精煉銅三、電解精煉銅返回 四、電冶金四、電冶金 1金屬冶煉的本質(zhì)金屬冶煉的本質(zhì) 使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合使礦

4、石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中物中 出來。如出來。如Mnne=M。 2電冶金電冶金 電解是最強有力的氧化還原手段，適用于一些電解是最強有力的氧化還原手段，適用于一些 單質(zhì)的制取，如冶煉鈉、鎂、鋁等活潑單質(zhì)的制取，如冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬。金屬。還原還原活潑金屬活潑金屬返回3電解熔融的氯化鈉電解熔融的氯化鈉陽極反應(yīng)：陽極反應(yīng)： ；陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)： ；總反應(yīng)：總反應(yīng)： 。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na返回返回1下列關(guān)于銅電極的敘述中，正確的是下列關(guān)于銅電極的敘述中，正確的是()A銅鋅原電池中銅是正極銅鋅原電池中銅是正極B用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極

5、C在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陰極在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陰極D電解稀硫酸制電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極時銅作陽極返回分析：分析：本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。A敘述敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。B、C、D敘敘述的是電解池。電解池的陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，述的是電解池。電解池的陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時，粗銅陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時，粗銅應(yīng)作為陽極，鍍銅時銅也應(yīng)作為陽極以提供應(yīng)作為陽極，鍍銅時銅也應(yīng)作為陽極以提供Cu2，而電，而電

6、解稀硫酸時，如把銅作為陽極，銅就會首先放電，陽極解稀硫酸時，如把銅作為陽極，銅就會首先放電，陽極就不能產(chǎn)生氧氣。就不能產(chǎn)生氧氣。答案：答案：A返回2在某鍍件鍍銅時，電鍍液中在某鍍件鍍銅時，電鍍液中CuSO4溶液的濃度是溶液的濃度是否發(fā)生變化？否發(fā)生變化？分析：分析：在鍍件鍍銅時，陽極：在鍍件鍍銅時，陽極：Cu2e=Cu2，陰極：陰極：Cu22e=Cu，所以電鍍法中，所以電鍍法中c(CuSO4)保持不變。保持不變。答案：答案：電鍍液中電鍍液中CuSO4濃度保持不變。濃度保持不變。返回3思考與討論：電解精煉銅時，粗銅中的雜質(zhì)思考與討論：電解精煉銅時，粗銅中的雜質(zhì)(如如Zn、Fe、Au等等)到哪里去

7、了？到哪里去了？答案：答案：粗銅中的粗銅中的Zn、Fe比比Cu先失電子轉(zhuǎn)變?yōu)橄仁щ娮愚D(zhuǎn)變?yōu)閆n2、Fe2進(jìn)入電解質(zhì)溶液中；而比進(jìn)入電解質(zhì)溶液中；而比Cu不活潑的不活潑的Au不失電子，不失電子，在在Cu大量消耗時，大量消耗時，Au從粗銅板上脫落在陽極區(qū)形成陽從粗銅板上脫落在陽極區(qū)形成陽極泥。極泥。返回4用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給0.2 mol電電子時停止通電。若此溶液體積為子時停止通電。若此溶液體積為2 L，則所得電解液，則所得電解液的的pH是是 ()A1 B8C13 D14返回分析：分析：電解食鹽水時供給電解食鹽水時供給0.2 mol電子，則消

8、耗的電子，則消耗的H為為0.2 mol，同時產(chǎn)生，同時產(chǎn)生OH0.2 mol，溶液體積，溶液體積為為2 L，則，則c(OH)0.1 mol/L，故，故pH13。答案：答案：C返回5設(shè)計簡單的實驗證明電解飽和食鹽水時，陰極有設(shè)計簡單的實驗證明電解飽和食鹽水時，陰極有NaOH生成，陽極有生成，陽極有Cl2產(chǎn)生。產(chǎn)生。(1)證明證明NaOH：_；(2)證明證明Cl2：_。返回答案：答案：(1)向陰極區(qū)滴入幾滴酚酞，溶液變紅，證明向陰極區(qū)滴入幾滴酚酞，溶液變紅，證明陰極有陰極有NaOH生成生成(2)將濕潤的淀粉將濕潤的淀粉KI試紙靠近陽極區(qū)，試紙變藍(lán)，證試紙靠近陽極區(qū)，試紙變藍(lán)，證明有明有Cl2生成生

9、成返回返回返回 1 1原電池、電解池、電鍍池的判斷方法原電池、電解池、電鍍池的判斷方法 (1)(1)若裝置中無外加電源，則該裝置可能為原電若裝置中無外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。 (2)(2)若裝置中有外加電源，且兩電極插入電解質(zhì)若裝置中有外加電源，且兩電極插入電解質(zhì)溶液中并構(gòu)成閉合回路，溶液中并構(gòu)成閉合回路， 則該裝置為電解池或電鍍則該裝置為電解池或電鍍池，電解質(zhì)溶液中含有陽極金屬離子的即為電鍍池，池，電解質(zhì)溶液中含有陽極金屬離子的即為電鍍池，否則為一般電解池。否則為一般電解池。返回2 2電鍍銅與精煉銅的比較電

10、鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅電鍍銅精煉銅精煉銅能量轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變電能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極材料陽極材料純銅純銅粗銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì)含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料陰極材料鍍件鍍件純銅純銅陽極反應(yīng)陽極反應(yīng)Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等等返回電鍍銅電鍍銅精煉銅精煉銅陰極反應(yīng)陰極反應(yīng)Cu22e=CuCu22e=Cu電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液及其變化及其變化硫酸銅溶液保硫酸銅溶液保持不變持不變反應(yīng)后硫酸銅溶液中混有反應(yīng)后硫酸銅溶液中混有Zn2等，等，Cu2濃度減小濃度減小返回 例例1(2011山東高考，有改動山東高考，有改動)以以KCl和和ZnCl

11、2 混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是正確的是 ()返回 A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程程是該原電池的充電過程 B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系鋅的析出量無確定關(guān)系 C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率應(yīng)速率 D工業(yè)上電解飽和食鹽水制取工業(yè)上電解飽和食鹽水制取Na和和Cl2返回 解析解析本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍原本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍

12、原理的理解和應(yīng)用能力。未通電前上述裝置不能構(gòu)成理的理解和應(yīng)用能力。未通電前上述裝置不能構(gòu)成原電池，原電池，A項錯誤；鋅的析出量與通過的電量成正比，項錯誤；鋅的析出量與通過的電量成正比，B項錯誤；電鍍時電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，項錯誤；電鍍時電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，與溫度無關(guān)，C項正確；工業(yè)上電解熔融項正確；工業(yè)上電解熔融NaCl制取制取Na和和Cl2，D項錯誤。項錯誤。 答案答案C返回 電鍍條件下，鍍層金屬離子濃度遠(yuǎn)高于其他陽離子電鍍條件下，鍍層金屬離子濃度遠(yuǎn)高于其他陽離子濃度，因此一定是電鍍液中的鍍層金屬離子得到電子變濃度，因此一定是電鍍液中的鍍層金屬離子得到電子變?yōu)榻?/p>

13、屬單質(zhì)在陰極析出，而不是其他陽離子。例如在鐵為金屬單質(zhì)在陰極析出，而不是其他陽離子。例如在鐵片上鍍鋅時，陰極反應(yīng)式為片上鍍鋅時，陰極反應(yīng)式為Zn22e=Zn，而不是，而不是2H2e=H2。返回返回 1 1計算的原則計算的原則 (1)(1)陽極失去的電子數(shù)陰極得到的電子數(shù)。陽極失去的電子數(shù)陰極得到的電子數(shù)。 (2)(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等。串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等。 (3)(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。返回 2 2計算的方法計算的方法 (1)(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串連電路、陰陽根據(jù)電子守

14、恒法計算：用于串連電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 (2)(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。返回 (3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。 電解計算時常用的定量關(guān)系為：電解計算時常用的

15、定量關(guān)系為： 4e4H4OH2H2O22Cu4Ag。返回 例例2(2012棗莊高二質(zhì)檢棗莊高二質(zhì)檢)將含有將含有0.4 mol Cu(NO3)2和和0.4 mol KCl的水溶液的水溶液1 L，用惰性電極電解一段時間后，用惰性電極電解一段時間后，在一電極上析出在一電極上析出19.2 g Cu；此時，在另一電極上放出氣；此時，在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶解解) () A3.36 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L 返回 解析解析陰極析出銅陰極析出銅0.3 mol，由，由Cu22e=Cu知知Cu

16、2得到得到0.6 mol電子，根據(jù)電子，根據(jù)2Cl2e=Cl2，求出當(dāng)，求出當(dāng)溶液中溶液中Cl全部參與電極反應(yīng)時，放出全部參與電極反應(yīng)時，放出Cl2 0.2 mol，失去，失去電子電子0.4 mol。因此在陽極還有。因此在陽極還有OH放電，根據(jù)放電，根據(jù)4OH4e=2H2OO2和電子守恒在陽極有和電子守恒在陽極有0.05 mol O2放出，即放出，即陽極共放出陽極共放出0.25 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下為標(biāo)準(zhǔn)狀況下為5.6 L的氣體。的氣體。 答案答案B返回解答電解計算題的基本步驟解答電解計算題的基本步驟 (1)(1)正確書寫電極反應(yīng)式正確書寫電極反應(yīng)式( (要特別注意陽極材料要特別注意陽極材料) )。 (2)(2)當(dāng)溶液中有多種離子共存時，先要根據(jù)離子放當(dāng)溶液中有多種離子共存時，先要根據(jù)離子放電順序確定離子放電的先后。電順序確定離子放電的先后。 (3)(3)根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計算。根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計算。返回返回點擊下圖進(jìn)入點擊下圖進(jìn)入“課課堂堂1010分鐘練習(xí)分鐘練習(xí)”返回返回返回 (2