高中化学 5.2 电解与电镀学案2 苏教版选修6.docVIP

5.2 电解与电镀拓展课题 用铜电极电解饱和食盐水学习目标：1.掌握电解和电镀的基本原理，记住离子的放电顺序。2.了解电解饱和食盐水、冶炼铝及电镀的原理。情感目标：1.联系生活实际，感受生活中的化学；由现象与本质的关系初步形成辩证唯物主义世界观。2. 通过对电解和电镀的探索体会科学精神在研究中的作用。学习重点难点：电解和电镀的原理及其应用。学习过程：实验过程和现象：往u形管中注入饱和食盐水，将两边的铜丝分别与学生电源的正、负极相连，可依次观察到如下现象。(1)开始时，阳极附近出现 ， 极有无色气体放出。(2)一段时间后，阳极 逐渐增多、下沉，在u形管底部与阴极的溶液接触，接触部分逐渐变为 ，其余部分仍为 ，可持续很长时间。(3)约15分钟时，阴极一侧逐渐变 色。(4)将阴极的铜丝往下插至接近底部，或用滴管取阳极的白色浑浊滴入阴极一侧，可以看到有大量的 生成，并混杂有 生成，沉积在u管 部。结论和解释：用铜电极电解饱和食盐水时，两极发生的电极反应分别为。阳极： ( 反应)阴极： ( 反应) cucl为白色沉淀，当在u形管底部与阴极电解生成的oh-离子相遇时，生成更难溶的橙黄色沉淀cuoh（cucl、cuoh的溶度积分别为1.210-6和1.210-14），反应方程式如下。cucl+ oh- = cuoh + cl- 随后，cuoh部分分解成红色的cu2o，得到 cuoh、cu2o的混合物。2cuoh(橙黄)=cu2o(红色)+h2o阳极一侧白色浑浊逐渐变为浅蓝色是由于cucl被氧化的结果。4cucl+o2+4h2o = 3cuocu cl23 h2o + 2hcl 2沉淀物与酸反应的探究：1.沉淀物溶于酸的实验用长滴管吸取u形管底部的沉淀，置于两支试管中，分别用稀盐酸和稀硫酸进行溶解，实验现象如下表。实验实验操作实验现象结论1 逐滴加入0.2mol/l的盐酸至过量 2逐滴加入0.2mol/l的硫酸至过量可以看到，实验中没有出现刘怀乐老师所叙述的蓝色溶液和红色沉淀，说明并没有发生歧化反应cu2o2h = cu2+ cu +h2o 。2. 沉淀物溶于酸反应的假设通过查阅资料，我们对实验1和实验2提出了如下假设。由于吸取的沉淀中含有一定浓度的cl-离子，滴加盐酸时，溶液中cl-离子浓度更大， oh-离子浓度减小，平衡cucl+ oh- cuoh + cl-向左移动，重新生成了cucl。继续滴加盐酸时，cl-离子浓度增大，cucl和cl-离子反应生成配合物cucl2，白色浑浊变为无色溶液。3. 验证假设为了验证上面的假设是否正确，我们设计了4个实验，下表是实验现象和结论。实验实验操作实验现象结论3往实验1和实验2反应后的溶液中滴加naoh溶液。4 用蒸馏水洗涤电解所得的黄色沉淀2-3次。逐滴加入0.2mol/l硫酸至过量、静置。5 用蒸馏水洗涤电解所得的黄色沉淀2-3次。逐滴加入0.2mol/l盐酸至过量、静置。6 往实验4反应后的试管中滴加饱和食盐水至过量，振荡。34 理论分析查阅资料可得溶液中铜元素的电极电势和cucl的溶度积常数。 1257;a /v cu2+ 0.158 cu+ 0.522 cu 1257;cu2+/cucl 0.538v， 1257; cucl / cu 0.137vksp（cucl） = 1.210-6根据上述数据，可求反应2cu+ cu2+ + cu 的平衡常数e1257; = 0.5220.158= 0.364vlgk= n e1257; / 0.0592 = 0.364/0.0592 = 6.15k= 10 6.15 = 1.4106 同理可以计算出反应cu2+ + cu + 2cl2cucl的平衡常数e1257; = 1257;cu2+/cucl 1257; cucl / cu 0.538 - 0.137 0.4 vlgk = 0.4/0.0592 = 6.76k= 5.76106通过计算，从理论上证明了当cu2o、 cuoh沉淀用稀硫酸溶解时，会发生歧化反应，生成cu和cu2+；当加入稀盐酸时，由于生成了稳定的cucl，不会发生歧化反应。继续滴加盐酸，cucl和cl反应生成更稳定的cucl2而变澄清，cucl + cl= cucl2的平衡常数为k稳1257; =3.161055。同理，向加稀硫酸已经歧化了的试管中加入饱和食盐水，由于发生反应cu2+ + cu + 2cl2cucl，cucl + cl cucl2，沉淀转化为白色浑浊并继而溶解。4几点说明(1)用蒸馏水洗涤cuoh 、cu2o沉淀时，一定要洗涤干净，否则加入稀硫酸时仍会生成白色浑浊，这是由于溶液中cl离子浓度较小时就可以生成cucl。(2)往黄色沉淀中加入的稀盐酸浓度要小，要逐滴加入，才能观察到黄色沉淀转化为白色浑浊，继而溶解得澄清溶液的现象。如果使用的盐酸浓度较大，则会直接变为澄清溶液。(3)将电解后的溶液放置12小时以上，整个溶液会变成蓝色溶液，这是由