第四章 第三节 第二课时 电解原理的应用

第四章 电化学基础 第三节 电解池 晨背关键语句 知识点一 理解教材新知 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点三 第二课时 电解原理的应用 考向二 知识点二 返回 返回 返回 返回 返回 1 电解饱和食盐水的化学方程式为 22= =电解2 。 2 电镀时把待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 返回 3电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用 4电解熔融 解熔融氯化钠制取钠，电解熔融 返回 返回 自学教材 填要点 1装置及现象 返回 现象 电极反应式 阴极 阳极 生成无色气体 生成黄绿色气体 2H 2e = 2 2e = 返回 2 电解总反应式 化学方程式： ； 离子方程式： 。 2 2H 2 O = =电解2 H 2 2 2H 2 O = =电解 2 H 2 返回 师生互动 解疑难 (1)电解饱和食盐水阴极区溶液呈碱性的原因： 电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为 H ，所以 H 在阴极上得电子而生成 坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使阴极区溶液中 c() c(H )，所以阴极区溶液呈碱性。 返回 (2)氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，涂镍碳钢网作阴极。 (3)用湿润的 返回 1工业上电解食盐水的阴极区产物是 ( ) A氯气 B氢气和氯气 C氢气和氢氧化钠 D氯气和氢氧化钠 返回 解析： 用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式： 2H 2e =坏水的电离平衡，阴极区域 与 结合成 答案： C 返回 自学教材 填要点 1电镀 (1)定义：电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的方法。 电解 金属 合金 返回 (2)电镀池的构成： 返回 (3)实例 (往铁件上镀铜 )： 阴极材料： ，电极反应式： ； 阳极材料： ，电极反应式： ； 电解质溶液： 溶液。 u 2e =u 2e = 返回 2电解精炼铜 (1)装置： 返回 作阳极， 作阴极， 作电解质溶液。 (2)电极反应式， 阳极为 2e =、 2e =。 阴极为 。 粗铜 纯铜 2e =回 师生互动 解疑难 (1)电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 (2)电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电解液。 (3)电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。 返回 (4)电解精炼铜时，粗铜中的银、金等活泼性差的金属会以单质的形式沉积在电解槽底部、形成阳极泥；而活泼性比 如 会以金属阳离子的形式进入溶液。 (5)电解精炼铜时，电解液的浓度会减小。 返回 2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 2e = D阴极反应都只有 2e =回 解析： 有比铜活泼的金属杂质 (如锌 )，则阳极还会发生 2e =的反应。 答案： D 返回 使矿石中的 获得电子，从它们的化合物中还原出来，如 =M。 金属离子 返回 2电解熔融的 a 对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属， 几乎是惟一可行的工业方法。例如电解熔融的a： 电解法 返回 高温熔融，并发生电离： = = 通直流电后，阴极： ， 阳极： ， 总化学方程式为： 。 2 2e =2 2e =2熔融 ) = =电解 2 返回 3特别提示 (1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。 (2)工业上用电解熔融 电解熔融 l。 返回 3下列金属只能采用电解法冶炼的是 _。 回 解析： 对于像 K、 难找到一种合适的还原剂从化合物中将其还原出来，电解法几乎是惟一可行的方法。 答案： 返回 主题 1： 用惰性电极电解含有酚酞的饱和 何通过实验现象判断阴、阳两极？ 甲 电极附近变红的一极为电解池的阴极，另一极为阳极，原因是 H 在阴极上放电 (2H 2e=)，破坏了水的电离平衡，使此极附近c() c(H )，而碱会使酚酞变红 返回 乙 有黄绿色气体产生的一极为电解池的阳极；电极反应式为： 2 2e =；有无色无味气体产生的一极为电解池的阴极；电极反应式为 2H 2e = 丙 能产生使湿润的的 一极为阴极 返回 主题 2： 如何在 甲 将铁片浸入 在 应方程式为： = 用 片作阳极， 成电镀池，可在铁片上镀一层铜 返回 返回 例 1 (2011北京高考 )氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。 返回 (1)溶液 _。 (2)电解饱和食盐水的离子方程式是 _。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的 3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用： _ _。 返回 (4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的 、 、 SOc( c()。精制流程如下 (淡盐水和溶液 ： +4 返回 盐泥 含有的物质是 _。 过程 中将 2的离子方程式是 _ _。 程 中除去的离子有 _。 返回 解析 (1)从加入原料 (水含少量 知 可以从电极反应推测，右室生成 H 得电子， 浓度增大， 向右移动，所以生成物为 (3)抓住信息 (化学平衡移动 )，分析阳极区存在的化学平衡只有 返回 (4) 由信息用溶液 A(液 ) 调 11 、溶液中含有，所以有沉淀 H)2生成； 由信息可知 被氧化生成 以氯气是氧化剂，溶液显碱性用 平即可； ( 3(， 与溶液中的4结合生成更难溶的 使 ( 3(右移，生成 3与溶液中的 结合生成 去 4和 。 返回 答案 (1)(2)2 2= =通电 23)增大 浓度使平衡逆向移动，减少 利于 返回 (4) H) 2 2 3 8= =N 2 6 8H 2 O 4 、 返回 返回 1 (2011金丽衢十二校联考 )某课外活 动小组用如图装置进行实验，试回 答下列问题。 (1)若开始时开关 K与 的电极反应式为 _。 返回 (2)若开始时开关 K与 反应的离子方程式为 _。 有关上述实验，下列说法正确的是 (填序号 )_。 溶液中 向 从 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 若标准状况下 气体，则溶液中转移 0.2 返回 (3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 返回 该电解槽的阳极反应式为 _。此时通过阴离子交换膜的离子数 _(填 “大于 ”、 “小于”或 “等于 ”)通过阳离子交换膜的离子数。 制得的氢氧化钾溶液从出口 (填 “A”、 “B”、 “C”或“D”)_导出。 返回 通电开始后，阴极附近溶液 简述原因。 _。 若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 _。 返回 解析： (1) 开关 K 与 a 相连，装置构成原电池， 去电子，作原电池负极。 (2) 开关 K 与 b 相连，装置构成电解 液的电解池， 液中的 H在 B 极放电生成 解过程中 该向阴极 B 移动； A 极产生的气体为 氧化为 据电解反应： 2l 2= =电解2 ， 返回 电解一段时间后若加入盐酸会增加 通入标准状况下 体，即 0.1 2，则有 0.2 在溶液中转移的不是电子，而是离子。 返回 (3) 溶液中的 阳极失电子产生 4 4e= =2 ，所以在 B 口放出 A 口导出 液中的 H在阴极得到电子产生 2H 2e= =，则从 C 口放出 D 口导出 液。因 4所带电荷数大于 K所带电荷数， 4通过阴离子交换膜， K通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴 离子交换膜的离子数。 液构成燃料电池时， 4e 2= =4 返回 答案： (1) 2e= =(2)2H 2e= = 2 2= =电解2 (3) 4 4e= =2 小于 D H在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c ( c (H) 2 4e= =4回 例 2 (2011山东高考 )以 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镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 返回 解析 电镀过程中 给原电池充电，则 线中通过的电子，在阴极均被 得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量成正比， 要电流恒定，阴阳极得失电子的速率不变，所以电解反应速率不变， 锌层破损后， 答案 C 返回 电镀的特点是 “一多、一少、一不变 ”：一多是指阴极上有镀层金属沉积；一少是指阳极上有镀层金属溶解；一不变是指电解质溶液的浓度不变。 返回 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