高中化学 第4章 第3节 第2课时 电解原理的应用同步导学课件 新人教版选修4.ppt

第2课时电解原理的应用 知道电解在氯碱工业 电镀 金属精炼及电冶金方面的应用 1 什么是离子 放电 答案 放电 是阳离子得电子或阴离子失电子 发生氧化还原反应 而使离子所带电荷数目降低或变为零的过程 温故 温故知新 2 什么是惰性电极 答案 惰性电极 是指石墨 金 铂等还原性很弱的材料做成的电极 fe zn cu等还原性较强的材料作阳极时 会先于其他物质发生氧化反应 又叫 活性电极 知新 1 电解饱和食盐水 氯碱工业 1 电极反应式阳极 阴极 互动探究 电解原理的应用 知能探究 2cl 2e cl2 2h 2e h2 2 总反应化学方程式 2 电镀及金属精炼 1 概念 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 主要目的 使金属增强抗腐蚀能力 增加美观和表面硬度 3 形成条件 电镀时 作阴极 作阳极 用含有 的溶液作电镀液 4 应用 电解精炼铜时 用 作阴极 作阳极 作电解液 待镀的金属制品 镀层金属 镀层金属离子 纯铜板 粗铜板 cuso4溶液 3 电冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段 所以电解法是冶炼像钠 钙 镁 铝这样活泼金属的重要方法 如 电解熔融nacl制备金属钠 电极反应 阴极 2na 2e 2na 阳极 总反应 2cl 2e cl2 探究1 电解原理的应用主要有哪些方面 1 氯碱工业 1 食盐水的精制 2 电解饱和食盐水时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 na 所以h 在阴极上得电子而生成h2 破坏了水的电离平衡 促进了水的电离 使阴极区溶液中c oh c h 所以阴极区溶液呈碱性 3 电极反应阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2 铜的电解精炼 1 粗铜 含zn fe ni ag等 作阳极 纯铜作阴极 2 电解质溶液 含cu2 的盐溶液 如cuso4溶液 3 反应原理 阳极粗铜中的铜 以及比铜活泼的锌 铁 镍等 被氧化 阴极cu2 被还原 其他zn2 fe2 ni2 留在溶液中 而比铜活泼性弱的银 金等金属沉积在阳极下面 形成阳极泥 4 电解液的浓度会逐渐减小 3 电镀 如铁件镀锌 电镀液 含zn2 的盐溶液 如zncl2浓溶液 阳极 zn zn 2e zn2 阴极 铁件 zn2 2e zn 电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化 金属镍有广泛的用途 粗镍中含有少量fe zn cu pt等杂质 可用电解法制备高纯度的镍 下列叙述正确的是 已知 氧化性fe2 ni2 cu2 a 阳极发生还原反应 其电极反应 ni2 2e nib 电解过程中 阳极质量的减少与阴极质量的增加相等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 电解时 阳极上的金属按还原性由强到弱的顺序 zn fe ni cu pt 发生氧化反应 即zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu pt还原性比ni弱 不能失去电子 当阳极上ni失电子溶解后 cu pt以单质的形式沉积在电解槽的底部 形成阳极泥 阴极上金属阳离子按氧化性由强到弱的顺序 ni2 fe2 zn2 发生还原反应 即ni2 2e ni fe2 zn2 比ni2 氧化性弱 并不在阴极上析出 而是留在电解液里 阳极发生氧化反应 a错误 电解过程中 阳极zn fe ni溶解 阴极只有ni析出 两电极质量的改变不相等 b错误 电解液中除zn2 fe2 外 还有ni2 c错误 答案 d 右图为电解饱和食盐水的简易装置 下列有关说法正确的是 a 电解一段时间后 向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞 呈红色 b 蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应c 铁丝表面生成的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝d 蛋壳可阻止生成的氯气与氢气 氢氧化钠溶液接触 答案 d 解析 碳棒在蛋壳内 溶液中的氯离子在该极失电子被氧化 溶液中的h 浓度不变 故a错误 蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极 氢离子在该极发生还原反应得到氢气 b错误 铁丝表面生成的气体是氢气 不能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 c错误 蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过 d正确 探究2 电解池中有关量的计算或判断有哪些方法 电化学计算包括两极产物的定量计算 溶液ph计算 相对原子质量和测定阿伏加德罗常数的计算 电量与产物量的互算等 不论哪类计算 均可概括为下列三种方法 1 根据电子守恒法计算 用于串联电路 阴阳两极产物 正负两极产物 相同电量等类型的计算 其依据是电路上转移的电子数目相等 2 根据总反应式计算 凡是总反应式中反映出的物质的量的关系都可以列比例式计算 方法归纳 电化学中尤其是电解池 无论哪类计算 均可依据电子得失守恒原理 通过 转移电子数相等 之桥 寻找关系式进行计算 通过4mole 为桥可构建如下关系式 说明 m为金属 n为其化合价 在0 和1 105pa下 用铂电极电解硫酸铜溶液 当阴极产生6 4g铜时 阳极放出 a 1 12l氢气b 1 12l氧气c 2 24l氢气d 2 24l氧气 用两支惰性电极插入500mlagno3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 a 27mgb 54mgc 108mgd 216mg 答案 b 解析 在阳极水电离出的oh 放电 破坏了水的电离平衡 h 浓度增大 由题意知 电极反应为阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4ag 4e 4ag 溶液中减少的氢氧根离子的物质的量即为增加的氢离子的物质的量 n h 0 5l 10 3 10 6 mol l 1 5 10 4mol 由于阴 阳两极放电转移的电子数目相等且电解时阴极没有氢气析出 故阴极析出的银的物质的量等于增加的h 的物质的量 m ag 5 10 4mol 108g mol 1 103mg g 1 54mg 原电池 电解池 电镀池判定规律1 原理若无外接电源 可能是原电池 然后依据原电池的形成条件分析判定 主要思路是 三看 先看电极 两极为导体且活动性不同 再看溶液 两极插入电解质溶液中 后看回路 形成闭合回路或两极接触 若有外接电源 两极插入电解质溶液中 则可能是电解池或电镀池 若电解质溶液中含有阳极金属离子的为电镀池 其余情况为电解池 创新探究 2 问题探究烧杯a中盛放0 1mol l的h2so4溶液 烧杯b中盛放0 1mol l的cucl2溶液 两种溶液均足量 装置如下图所示 下列说法不正确的是 a a为原电池 b为电解池b a为电解池 b为原电池c 当烧杯a中产生0 1mol气体时 烧杯b中产生气体的物质的量也为0 1mold 一段时间后 烧杯a中溶液的ph增大 答案 b 解析 先根据电极与电解质溶液的构成情况判断哪一个是电解