高中化学 第4章 电化学基础 第3节 电解池（第2课时）电解原理的应用课件 新人教版选修4.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修 电化学基础 第四章 第三节电解池 第四章 第2课时电解原理的应用 日常生活中 人们经常使用的螺丝刀 板手 水龙头 以及自行车的车圈 金属装饰品等 表面有一层亮度高且耐磨 耐腐蚀的金属 它们都是电镀制品 你知道这层金属是怎样附着在铁的表面上的吗 新知导学 2cl 2e cl2 氧化 2h 2e h2 还原 电解 金属 合金 镀层金属 待镀的金属制品 含有镀层金属离子的溶液 3 电解精炼铜 纯铜 粗铜 cu2 2e cu cu 2e cu2 cuso4溶液 金属离子 还原 活泼金属 na ca mg al 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 1 1 电解池与原电池有何本质区别 2 电解池和原电池的电极名称是否相同 提示 1 电解池将电能转化为化学能 而原电池是将化学能转化为电能 2 电解池的两个电极分别为阴极和阳极 原电池的两个电极分别为正极和负极 自主探究 2 电解精炼铜时 粗铜中的杂质哪里去了 提示 精铜中比铜活泼的杂质先失电子成阳离子进入溶液 在精铜表面上这些离子得电子能力比cu2 弱 所以留在溶液中 比铜不活泼的金属杂质不失电子 随着电解的进行它们会沉积在阳极下 称为 阳极泥 电解原理的应用 教材点拨 电解原理在化学工业中有广泛应用 如图表示一个电解池 装有电解液a x y是两块电极板 通过导线与直流电源相连 请回答以下问题 典例透析 2 如果用电解方法精炼粗铜 电解液a选用cuso4溶液 则 x电极的材料是 电极反应式是 y电极的材料是 电极反应式是 解析 1 x为阴极 2h 2e h2 y为阳极 2cl 2e cl2 用湿润的ki淀粉试纸可检验cl2 2 精炼铜时 粗铜接阳极 y电极是粗铜 x电极是精铜 1 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 已知 氧化性fe2 ni2 cu2 下列叙述正确的是 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pt 变式训练 解析 a项 阳极发生氧化反应 c项 溶液中的阳离子主要为ni2 根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序 阳极反应为zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu pt在该条件下不失电子 阴极反应为ni2 2e ni fe2 zn2 在该条件下不得电子 比较两电极反应 因zn fe ni的相对原子质量不等 当两极通过相同的电量时 阳极减少的质量与阴极增加的质量不等 答案 d 1 原电池 电解池 电镀池之间的关系 原电池与电解池的比较 教材点拨 2 电化学计算的基本方法电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液的ph的计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算 根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算 不论哪类计算 均可归纳为下列三种 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相等 2 根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式 再写出总反应式或直接运用总反应式 最后根据总反应式列比例式计算 如图 四种装置中所盛的溶液体积均为200ml 浓度为0 6mol l 1 工作一段时间后 测得导线上均通过了0 2mol电子 此时溶液中的ph由大到小的顺序是 a b c d 典例透析 解析 若h 放电 ph增大 若oh 放电 ph减小 中zn电极参与反应 电解质溶液ph基本不变 中阳极上h 放电 溶液渐渐成碱性 正极上h 放电 导线上通过0 2mol电子时 溶液中减少了h 的物质的量为0 2mol 根据原溶液体积和浓度 h 的物质的量减少为0 04mol 浓度变为0 2mol l 中由于oh 放电 当导线上通过0 2mol电子时 溶液中oh 减少0 2mol 即h 物质的量增加0 2mol 溶液体积为0 2l 浓度为1mol l 故ph大小顺序符合c项 答案 c 2 2015 西城区期末测试 关于下列四个装置图的说法 正确的是 变式训练 a 装置中阴极处产生的气体能够使湿润的淀粉ki试纸变蓝b 装置中待镀铁制品应与电源正极相连c 装置中电子由b极流向a极d 装置中的离子交换膜可以避免生成的cl2与naoh溶液反应 解析 a项 电极反应式分别为阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 阳极产生的cl2能使湿润的淀粉ki试纸变蓝 b项 电镀装置中待镀铁制品 镀件 应与电源负极相连接 c项 氢氧燃料电池工作时 负极上通入的h2失电子 电子由a极流向b极 d项 氯碱工业中阳极产生cl2 阴极附近溶液中生成naoh 为防止cl2与naoh发生反应cl2 2naoh nacl naclo h2o 工业上常采用离子交换膜法电解装置 答案 d 1 2015 经典习题选萃 在化学能与电能的转化过程中 下列叙述正确的是 a 电解法精炼铜时 电解质溶液中的铜离子浓度不变b 用惰性材料作电极的电解池装置中 阳离子在阳极放电 阴离子在阴极放电c 电镀时 电镀槽里的阳极材料发生氧化反应d 原电池的负极与电解池的阴极都发生氧化反应 解析 电解法精炼铜时 由于粗铜中含有比铜活泼的金属 先放电形成离子进入溶液 而电解质溶液中的铜离子在阴极放电 导致电解质溶液中的铜离子浓度减小 a错误 用惰性材料作电极的电解池装置中 阳离子在阴极放电 阴离子在阳极放电 b错误 电镀时 电镀槽里的阳极材料直接放电 发生氧化反应 c正确 原电池的负极与电解池的阳极都发生氧化反应 d错误 答案 c 2 按图所示实验 若x轴表示流入阴极的电子的物质的量 则y轴可表示 c ag c no a棒的质量 b棒的质量 溶液的ph a b c d 解析 本题考查电镀知识 阳极 ag e ag b棒质量减小 阴极 ag e ag a棒质量增大 电解质溶液浓度不变 故选d 答案 d 答案 b 4 2014 高考广东卷 某同学组装了如图所示的电化学装置 电极 为al 其他均为cu 则 解析 本题综合考查原电池与电解池知识 意在考查考生对电化学原理的掌握情况 首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池 产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解 相当于精炼铜 电极 为负极 电极 为正极 所以电流方向 电极 电极 电流方向与电子流动方向相反 a正确 电极 上铝失电子发生氧化反应 b错 电极 上有铜析出 c错 电极 的电极反应 cu 2e cu2 d错 答案 a 5 某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题 当闭合装置的电键时 观察到电流表的指针发生了偏转 请回答下列问题 1 甲装置的名称是 乙装置的名称是 zn为 极 pt为 极 2 写出电极反应式 cu极 c极 3 当甲中产生0 1mol气体时 乙中析出铜的质量应为 乙中产生的气体在标准状况下的体积应为 4 若乙中溶液不变 将其电极都换成铜电极 电键闭合一段时间后 乙中溶液的颜色 填 变深 变浅 或 无变化 5 若乙中电极不变 将其溶液换成饱和nacl溶液 电键闭合一段时间后 甲中溶液的ph将 填 增大 减小 或 不变 下同 乙中溶液的ph将 解析 1 zn cu和稀硫酸可构成原电池 其中zn是负极 cu是正极 乙装置是电解池 c为阴极 pt为阳极 2 cu电极上发生还原反应 2h 2e h2 c电极上也发生还原反应 cu2 2e cu 3 通过甲 乙装置中电子的物质的量相等 当甲中产生0 1molh2时 电路中通过0 2mol电子 乙中析出0 1molcu和放出0 1molcl2 4 若将乙中两个电极都换成铜 则乙装置相当于电解精炼铜的装置 阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多 溶液中cu2 的浓度基本不变 溶液的颜色基本不变 5 若将乙中溶液换成饱和nacl溶液 则乙装置就是电解饱和食盐水的装置 因反应生成了naoh 故电解后溶液的ph增大 反应时甲溶液中消耗了h 溶液酸性减弱 ph也增大 答案 1 原电池电解池负阳 2 2h 2e h2 cu2 2e cu 3 6 4g2 24l 4 无变化 5 增大增大 电镀的妙用电镀在工业的应用已经遍及国民经济各个生产领域中 如机械制造 无线电通讯 交通运输及轻工业系统 这些工业系统中使用金属镀层的