高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.2.2 电解原理的应用导学案 鲁科版选修4.doc

1-2-2 电解原理的应用 【学习目标】1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.掌握电解的有关计算。【学习重难点】学习重点：电解方程式的书写及电解的计算学习重点：电解方程式的书写及电解的计算【自主预习】1用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是 ，阳极反应式是 ，电解的化学方程式是 。电解后溶液的ph变化是 ；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是 。2在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。(1)若两极均为pt电极，则阳极反应式是 ，阴极反应式是 ，电解的化学方程式是 。(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是 ，阴极反应式是 ，电解过程中溶液的浓度变化是 。(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是 ，电解过程中两极的变化是 。【预习检测】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2利用电解法可将含有fe、zn、ag、pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()a电解时以精铜作阳极b电解时阳极发生还原反应c精铜连接电源负极，其电极反应式是cu2e=cu2d电解后，电解槽底部会形成含少量ag、pt等金属的阳极泥合作探究探究活动一：电解原理的应用1电解饱和食盐水(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子： 。通电时 移向阴极， 放电， 移向阳极， 放电。电极反应式为阳极：2cl2e=cl2( 反应)阴极：2h2e=h2( 反应)因 放电，导致水的电离平衡h2ohoh向右移动，致使生成 。(2)电解的总反应式化学方程式： ；离子方程式： ；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做 。2电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极，用 作阴极，用 作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为cu2e=cu2、zn2e=zn2、fe2e=fe2等，阴极为cu22e=cu。(3)电解精炼铜的原理是 失去电子，产生的阳离子残留在溶液中， 以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜迁移到纯铜上。3电镀(1)根据图，回答下列问题：电极反应式阳极：cu2e=cu2；阴极：cu22e=cu。可观察到的现象是 。硫酸铜溶液浓度的变化是 。(2)电镀电镀是应用 原理，在金属表面镀上一薄层其他 或 的方法。电镀池的构成：一般都是用 作电镀液；把 浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极； 与直流电源的负极相连，作阴极。归纳总结(1)氯碱工业：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取naoh、cl2、h2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液ph等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时cu也会沉积)。【学以致用】1某同学在做电解食盐水的实验时，误用铜棒做两极材料，请判断下列说法正确的是()a完全电解后，得到cucl2溶液b电解完全并放置一段时间后，得到蓝色沉淀和nacl溶液c电解一段时间后，nacl溶液浓度可能变小d电解后溶液中的nacl质量一定不变2许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是 ()a含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连b阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关c电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子d在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化探究活动二：电解的有关计算1将两支惰性电极插入cuso4溶液中，通电电解。(1)当有1.0103 mol的oh放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是_。(2)若溶液的体积为1 l，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 ml o2时，溶液的ph是_。2用惰性电极电解0.1 l m(no3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b l(标准状况)o2，从而可知m的相对原子质量是_，溶液的ph是_(均用含有a、b、x的代数式表示)。 归纳总结有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的ph及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。【学以致用】3如图所示的a、b两个电解池中的电极均为铂，在a池中加入0.05 moll1的cucl2溶液，b池中加入0.1 moll1的agno3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比是()a2241 b1121c2111 d21214在100 ml h2so4和cuso4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 l气体(标准状况下)，则原混合液中，cu2的物质的量浓度为()a1 moll1 b2 moll1c3 moll1 d4 moll1【学习小结】【巩固练习】1某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时， 为使cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()aa为正极，b为负极；naclo和naclba为负极，b为正极；naclo和naclca为阳极，b为阴极；hclo和naclda为阴极，b为阳极；hclo和nacl2 kio3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，以ki溶液为电解质溶液。在一定条件下电解，反应式为ki3h2o=kio33h2。下列有关说法中，正确的是()a电解时，石墨作阳极，铁作阴极b电解时，在阳极上产生氢气c电解后得到kio3产品的步骤有：过滤浓缩结晶灼烧d电解中，每转移0.6 mol电子，理论上可得到0.6 mol无水kio3晶体3 2.(2016深圳高二检测)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,其电极反应式: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pt4把两支惰性电极插入500 ml agno3溶液中，通电电解。当电解质溶液的ph从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是()a27 mg b54 mg c108 mg d216 mg5右图是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。(1)a电极的名称_。(2)电解过程中观察到的现象_。(3)确定n出口的气体最简单的方法是_。(4)电解总反应的离子方程式为_。(5)若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中u形管底部出现的现象_。 【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】1 2h2e=h2，2cl2e=cl2，2kcl2h2o2kohh2cl2；增大； hcl气体。2 (1) 4oh4e=2h2oo2，2cu24e=2cu，2cuso42h2o2cuo22h2so4。(2) cu2e=cu2，cu22e=cu，不变。(3) zn2e=zn2，阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加。【预习检测】1. a 2.d【合作探究】探究活动一：1.（1）na、cl、h、oh，na、h，h，cl、oh，cl；氧化；还原；h，naoh（2）2nacl2h2oh2cl22naoh；2cl2h2oh2cl22oh；氯碱工业2.（1）粗铜，纯铜，cuso4溶液；（2）粗铜中比铜活泼的金属zn、fe等；不比铜活泼的金属ag、au等3. （1）铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解；不变(2)电解，金属，合金；含有镀层金属离子的电解质溶液，镀层金属；待镀金属制品【学以致用】1.b 2. a探究活