河南省安阳县第二高级中学高中化学 4.3电解池学案 新人教版选修4(1).doc

河南省安阳县第二高级中学2014高中化学 4.3电解池学案 新人教版选修4基础知识:1.电解池的工作原理，书写电极反应和电池反应方程式。2.了解氯碱工业、电镀工业、电冶金工业的化学原理。 知识梳理一、电解原理(一)、电解池组成：使电流通过电解质溶液，而在的过程叫电解。电离是电解的前提。电解质的导电过程即是被过程。电解池由_ _ _ 组成，其中与外电源的正极相连的极板叫_极，与外电源的负极相连的极板叫_ _极。【练习1】1下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）。a把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡b把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁c把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快d与电源负极相连的是电解槽的阴极2100ml浓度为2mol/l的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ）。a加入适量的6mol/l的盐酸 b加入数滴氯化铜溶液c加入适量蒸馏水 d加入适量的氯化钠溶液3、是三种金属，根据下列、两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为 。当与浸在稀硫酸中用导线相连，上有气泡逸出，逐渐溶解。电解物质的量浓度相同的、盐溶液时，阴极上先析出（使用惰性电极）。bc bbca c cab dbac (二)、电解池放电规律 电解通电时，电子从电源的_极沿导线流入电解池的_极，在阴极区氧化性强的微粒先得电子，被_。同时，电子又从电解池的_流出，沿导线流回电源的正极，即在阳极区还原性强的微粒（包括极板）先_电子被_。 当极板材料（阳极）为 pt 或c时，还原性非常弱，此条件不被氧化称为_电极。当极板材料（阳极）为cu等金属（除了pt和c），还原性强，易_电子,易被氧化称为_电极。阴离子放电顺序：s2 i br cl oh 含氧酸根 f 阳离子放电顺序：ag hg 2 fe 3 cu 2 h pb 2 sn 2 fe 2 zn 2al 3 mg 2na ca 2 k(三)、电镀原理当镀层金属作_ _极，含有镀层金属离子的电解质为电解液，把待镀金属制品浸入电镀液为_极时的电解即为_。电镀时，由于两极得失电子相同，所以理论上电解液的浓度保持_。电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的h、oh一般不放电。电镀材料的选择：阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液【练习2】1氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是： h2 + 2 nio(oh)2 2ni(oh)2 根据此反应式，判断下列叙述正确的是（ ）。a电池放电时，电池负极周围溶液的oh不断增大 b电池放电时，镍元素被氧化c电池充电时，氢元素被还原 d电池放电时，氢气是负极2在外界提供相同电量的条件，cu2+或ag+分别按cu2+2ecu或ag+eag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（ ）。a1.62g b6.48g c3.24g d12.96g二、电解原理应用(一)、电解饱和食盐水：用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，电解饱和食盐水。溶液中存在的离子有_。根据放电的先后顺序，阳极电极反应式为_。阴极电极反应式为_。总反应式为：_。电解前向溶液中滴加酚酞，现象_，随着电解反应的进行，溶液颜色由_，两极极板上都有_产生，如何检验气体的种类？【练习3】1右图是世界上比较先进的电解制碱技术离子交换膜法电解原理示意图。写出各进出口的物质(1) (2) (3) (4) (5) (6) 。 2怎样除去饱和食盐水中 fe 3 、mg 2 、ca 2 、so42等杂质，（方法 、药品及反应方程式）。(二)、氯碱工业：氯碱工业所得的naoh、cl 2 、h2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。【练习4】1关于工业生产的下列叙述，不正确的是（ ）。a将氢气和氯气混合后光照，使其反应生成氯化氢，再用水吸收得盐酸b用硝酸镁作吸水剂，将稀硝酸蒸馏，浓缩制得95%以上的浓硝酸c以石灰石、纯碱、石英为原料，在玻璃窑中加强热制取普通玻璃d工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁2用石灰石、食盐、焦炭、水为空气为原料制取漂白粉、聚氯乙烯、乙酸乙酯的有关化学方程式。(三)、铜的电解精炼粗铜作阳极，纯铜作阴极，用cuso4溶液作电解液。阴极：cu22ecu 阳极：cu2ecu2比铜活泼的金属杂质以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质形成阳极泥电解精炼铜过程中cuso4溶液的浓度 。三、疑难点拨（一）、酸碱盐水溶液的电解规律根据离子的放电顺序，若采用惰性电极电解酸碱盐的水溶液，则有下述四点规律、耗质型：例如：、耗水型：例如电解等物质的水溶液，就属于此种情况。如：、耗酸余碱型：例如，电解nacl、kbr、等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阳极产物是非金属单质，阴极产物是同时生成碱()。4、耗碱余酸型：例如，电解等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阴极产物是不活泼金属单质，阳极产物是同时生成酸()。 注意：上述规律的本质是离子在电极上的得失电子规律练习5：采用惰性电极，电解符合下列各问题的电解质的水溶液，请从等离子中，选出适当的离子组合成符合要求的电解质(1)两极分别放出，电解质的化学式是_，阴极反应式是_，阳极反应式是_(2)阴极析出金属，阳极析出，电解质的化学式是_；电解的化学方程式是_(3)两极分别放出气体，且体积为11，电解质的化学式是_，电解的化学方程式是_（二）、如何精致饱和食盐水粗盐水中含有泥沙、ca2、mg2、fe3、so42等杂质， ca2、mg2、fe3等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。1、除杂质时所加试剂的顺序原则是：na2co3必须在bacl2之后，以除去前面引入的ba2等；精制食盐水时经常加入bacl2、na2co3、naoh等，使杂质成为沉淀，过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的ph。2、试剂加入顺序有多种选择，如： bacl2、naoh、na2co3、过滤、hcl；bacl2、na2co3、naoh、过滤、hcl；naoh、bacl2、 na2co3、过滤、hcl。 3、操作步骤：加入稍过量的naoh溶液（使mg2、fe3等离子形成难溶的氢氧化物沉淀），此时溶液已呈碱性；加入稍过量bacl2溶液（使粗盐水中的so42形成沉淀）；（其中、顺序可以交换。）加入稍过量的na2co3溶液（使ca2以及过量的ba2分别形成caco3和baco3沉淀）；过滤（除去mg(oh)2、fe(oh)3、baso4、caco3、baco3及泥沙等）；在滤液中加适量盐酸（除去过量的co32-，调节溶液的ph）；四、典型题例1、 下列装置线路接通后，经过一段时间后溶液的ph明显下降的是2、 以a、b两根石墨棒作电极，电解agno3溶液，通电t min，在b极收集到气体11.2ml（标准状况），然后将电源反接，以相同的电流通电t/2min，若溶液体积为200ml（设体 积不变），则溶液的ph为_。3、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板有无色无臭气体放出，符合a极板 b极板 x电极 z溶液的是 a锌 石墨 负极 cuso4 b石墨 石墨 负极 naohc银 铁 正极 agno3 d铜 石墨 负极 cucl24、将0.4 mol cuso4和0.4 molnacl配成水溶液1l，用惰性电极电解一段时间，在一个电极上得到0.3 mol cu，另一极上生成标准状况下气体体积为a5.6 l b6.72 l c1.344 l d11.2 l7、 用阳极a和阴极b电解c的水溶液，然后加入d，能使溶液恢复到电解前状态，a、b、c、d正确组合是 apt p t naoh naoh bc c nacl naohccu cu cuso4 cu(oh)2 dpt pt h2so4 h2o8、 当用两铂电极电解100 g 10cuso4溶液一段时间后，在阳极析出0.16g物质时，cuso4溶液的质量分数为a8.47 b8.36 c8.73 d9.629、 用铂电极电解盐r(no3)n溶液，在阴极上析出m g r，在阳极上放出560 ml气体（标准状况），则r的相对原子质量是 amn/10 b10m/n c20mn d10mn巩固练习：一、选择题：1如下图所示，铜片和锌片用导线连接后插入番茄里，锌片是（ ）。a阳极 b正极 c阴极 d负极2下列叙述中不正确的是（ ）。a电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应b原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极c电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用d电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气3电解硫酸铜溶液时，若要求达到以下几点：阳极质量减少，阴极质量增加， 电解液中c(cu2)不变，则可选用的电极是（ ）。a纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极b含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极c用纯铁作阳极，用纯铜作阴极d用石墨作阳极，用惰性电极作阴极4下列叙述能说明金属甲比金属乙活泼的实际事实是（ ）。a同价态的阳离子，甲的氧化性比乙强b将甲、乙作电极与稀硫酸酸溶液组成原电池，甲是负极c在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多d常温下，甲能和 naoh溶液反应，而乙不能5在25c时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有a mol电子转移时，溶液中析出mg na2so4 10 h2 o晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（ ）。a100% b100% c100% d100%6常温时，将500 ml ph=5的cu so4 溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的ph变为2，若使溶液的浓度、ph与电解前相同，可采用的方法（ ）。 a向溶液中加入0.245g cu (oh)2 b向溶液中加0.31g cuso4c向溶液中加0.0025 mol h2 so4并加热 d向溶液中加0.2g cuo7按a图装置进行实验，若图b的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的情况是（ ）。ac(ag) bc(no3-) c溶液的ph d银棒的质量8溶液中含有两种溶液质氯化钠和硫酸，他们的物质的量之比为3：1。用石墨做电极电解该溶液时，根据反应产物可明显分为三个阶段，则下列叙述不正确的是 a阴极只析出氢气 b阳极先析出氯气后析出氧气c电解最后阶段为电解水 d电解过程中溶液的ph不断增大，最后ph为79甲、乙两个电解池均为 pt 电极，且互相串联，甲池盛有agno3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 2.16g，乙池中电极上析出 0.24g 金属，则乙池中溶质可能是（ ）。acuso4 bmgso4 cal (no3)3 dna2so410用惰性电极电解m (no3 )x 的水溶液，当阴极上增重 a 克时，在阳极上同时产生b l氧气（标准状况），从而可知m的相对原子质量为（ ）。a22.4ax/b b11.2 ax/b c5.6 ax/b d2.5 ax/b二、填空题：11氯碱厂电解饱和食盐水制取naoh的工艺流程示意图如下：依照图示，完成下列填空： 在电解过程中，与电源正极相联的电极上所发生反应的化学方程式为_与电源负极相连的电极附近，溶液ph值_（选填：不变，升高或下降）。 工业食盐含ca2 、mg2等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_ 。如果粗盐中so42 含量较高，必须添加钡试剂除去so42，该钡试剂可以是_。aba (oh)2 bba (no3 )2 cbacl2 为有效除去ca2 、mg2 、 so42，加入试剂的合理顺序为_（选填a、b、c，多填扣分）。a先加naoh，后加 na2co3，再加钡试剂。b先加naoh，后加钡试剂，再加na2co3。c先加钡试剂，后加naoh，再加na2co3。12由于fe (oh)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的fe (oh)2沉淀，应用下图电解实验可以制得白色的纯净的fe (oh)2沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。 a电极材料应为_，电极反应式为_。 电解液c可以是_。a纯净水 bnacl溶液 cnaoh溶液 dcucl2溶液 d为苯，其作用是_，在加入苯之前对c应作何简单处