高三化学电化学一轮复习课件(共4套)人教版选修4高三电化学4电解原理应用.ppt

新课标人教版2009届高三化学第一轮复习 2020年2月29日星期六 电解原理的应用 化学反应与能量变化 电解质溶于水或受热融化状态 电解质电离后 再通直流电 电解质电离成为自由移动的离子 cucl2 cu2 2cl 只产生自由移动的离子 发生氧化还原反应生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上 小结1 电离与电解的区别与联系 原电池和电解池知识总结比较表 较活泼金属做负极 阴极 连接电源负极的一极 负极发生氧化反应 阳极氧化 阴极还原 负极流向正极 阳极流向阴极 化学能变为电能 电能变为化学能 小结2 分析电解反应的一般思路 明确溶液中存在哪些离子 根据阳极氧化 阴极还原分析得出产物 阴阳两极附近有哪些离子 离子放电顺序 1 电解池阴极 阳离子放电能力 得电子能力 逐渐增强 k ca2 na mg2 al3 h 水中 zn2 fe2 pb2 h 酸中 cu2 hg2 ag 2 电解池阳极 fecuag等金属 s2 i br cl oh 含氧酸根 阴离子放电 失电子 能力 逐渐减弱 电解的基本规律 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 阳极2cl 2e cl2 阴极 2h2o 2e h2 2oh 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 2cu2 4e 2cu 减小 增大 不变 增大 增大 减小 h2o hcl cucl2 hcl cuo 电解水型 电解电解质型 放氧生酸型 放氢生碱型 思考 实验派 经过反复 多次 精确的实验测定 证明电解氯化铜溶液时ph值的变化如下图曲线 1 电解前氯化铜溶液的ph值处于a点位置的原因是什么 2 实验派 的实验结论是 该观点的理由是 从化学原理上加以简述 随着电解的进行 溶液的ph下降 生成的氯气溶于水使溶液酸性增强 氯化铜为强酸弱碱盐 铜离子水解使溶液呈酸性 例 2008江苏13 用惰性电极实现电解 下列说法正确的是a 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液ph不变b 电解稀氢氧化钠溶液 要消耗oh 故溶液ph减小c 电解硫酸钠溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2d 电解氯化铜溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1 跟踪训练 d 2008年化学科 江苏卷 考试说明 1 理解原电池和电解池的工作原理 2 能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式 3 认识化学在解决能源危机中的重要作用 想一想 如果要在某铁制品表面镀上一层银 请你选择合适的电极材料和电镀液 并写出电极反应方程式 阴极 某铁制品阳极 金属银电镀液 含有硝酸银的溶液 阳极 ag ag e 阴极 ag e ag 一 电镀 1 定义 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程 2 目的 4 电镀的特点 3 电镀材料的选择 阴极 镀件 电镀液 含有镀层金属离子的溶液 阳极 镀层金属 使金属增强抗腐蚀的能力 增加美观和表面硬度 1 阳极本身参加电极反应2 电解质溶液的浓度保持不变 二 铜的电解精炼 阳极 cu cu2 2e 阴极 cu2 2e cu 杂质比铜活泼的zn fe等 zn zn2 2e fe fe2 2e 活泼性在铜之后的银 金等 还原性比铜差的 不能失去电子 它们以单质的形式留在溶液中 成为阳极泥 电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小 08天津高考12 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pt d 高考典例感悟 工业上利用这一反应 制取烧碱 氯气和氢气 三 氯碱工业 想一想 在左面的电解饱和食盐水的实验中 电解产物之间可能发生哪些化学反应 1 在nacl溶液中 nacl电离出 h2o电离出 通电后 在电场的作用下 向阴极移动 向阳极移动 在阳极 由于容易失去电子 被氧化生成 阳极方程式 2 在阴极 由于容易得到电子被还原生成 使h2o电离向右移动 因此阴极浓度增大ph 阴极方程式 2cl 2e cl2 2h 2e h2 na cl h oh cl oh cl cl2 h h2 oh 增大 na h 氯碱工业 总化学方程式 总离子方程式 3 电解前向溶液中滴加酚酞 通电后现象为 两极极板上都有气体产生 如何检验气体的种类 阴极附近的溶液无色变为红色 阳极 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近 产生气体可以使湿润ki淀粉试纸变蓝色 2 避免生成物h2和cl2混合 因为 1 避免cl2接触naoh溶液会反应 使产品不纯 反应方程式 第一个问题 cl2 2naoh nacl naclo h2o 混合遇火或遇强光爆炸 解决方法 使用离子交换膜 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 1 生产设备名称 阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜 只允许阳离子通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 2 离子交换膜的作用 a 防止cl2和h2混合而引起爆炸b 避免cl2与naoh反应生成naclo影响naoh的产量 提示 第二个问题 精制食盐水 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 泥沙 na cl mg2 ca2 fe3 so42 na cl mg2 ca2 fe3 so42 na cl mg2 ca2 fe3 引入ba2 na cl ca2 ba2 引入oh na cl co32 oh na cl 沉降 除泥沙 略过量bacl2溶液 除so42 略过量na2co3溶液 除ca2 ba2 略过量naoh溶液 除fe3 mg2 适量hcl溶液 调节ph除co32 oh 四 电冶金 1 制取金属钠 电解熔融氯化钠 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2na 2e 2na 总反应 2 制取金属铝 电解熔融氧化铝 阳极 6o2 12e 3o2 阴极 4al3 12e 4al 总反应 注意 反应过程中使用冰晶石 na3alf6 作为熔剂 使al2o3在较低的温度下熔化 例1 2008上海 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现红色字迹 据此 下列叙述正确的是a 铅笔端作阳极 发生还原反应b 铂片端作阴极 发生氧化反应c 铅笔端有少量的氯气产生d a点是负极 b点是正极 d 祝你成功 例2 如图装置 用离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱 若x电极材料为金属钛网 表面有氧化物涂层 y电极材料为碳钢网 阳离子交换膜只允许阳离子通过 而阻止阴离子和气体通过 分别收集两极产生的气体并通入淀粉ki溶液中 请回答下列问题 能使淀粉ki溶液变蓝的是 填 a 或 b 气体 其x极的电极反应式为 y极的电极反应式为 总反应的化学方程式为 a 2cl cl2 2e 2h 2e h2 例3 2007年高考全国理综卷 以惰性电极电解cuso4溶液 若阳极上产生气体的物质的量为0 0100mol 则阴极上析出cu的质量为 a 0 64g b 1 28g c 2 56g d 5 12g b 例4工业上采用fe c为电极电解k2mno4溶液制kmno4 1 电解时 应以作阴极 电解过程中阴极附近溶液ph将会 2 阳极反应式为 3 总电解反应式为 fe 增大 mno42 mno4 e 2k2mno4 2h2o 2kmno4 2koh h2 通电 2 写出电极反应 a中 b中 c中 d中 1 标出电源的正 负极 x为 y为 综合训练 由电极产物判断电源电极 4h 4 2h 4oh 2h o o 4 c 2h 2 h d 2cl 2 cl 1 如图装置中 e为一只盛有alcl3溶液的烧杯 c为铂棒 d为铁棒 x与y为电源的电极 a b中插入多孔的惰性电极 切断开关k1 闭合开关k2 通直流电一端时间后 a b中液面如图所示 请回答 正极 负极 3 电解alcl3溶液时 下图所示的电解变化曲线合理的是 忽略烧杯中阳极产生气体与溶液的反应 a b c d a 1 如图装置中 e为一只盛有alcl3溶液的烧杯 c为铂棒 d为铁棒 x与y为电源的电极 a b中插入多孔的惰性电极 切断开关k1 闭合开关k2 通直流电一端时间后 a b中液面如图所示 请回答 综合训练 依据阴阳两极得失电子守恒 以及铝元素的性质特点 结合图表分析 al3 3cl 3e 3oh al oh 3 1 如图装置中 e为一只盛有alcl3溶液的烧杯 c为铂棒 d为铁棒 x与y为电源的电极 a b中插入多孔的惰性电极 切断开关k1 闭合开关k2 通直流电一端时间后 a b中液面如图所示 请回答 4 电解alcl3溶液时 若产生沉淀1 56g时 将a极产生的气体在常温下燃烧 生成液态水 放出8 574kj热量 写出其燃烧热的热化学方程式 依据电路中转移电子相等 al3 3cl 3e 3oh al oh 3 2 2 3h2 6e 2al oh 3 热量 3mol2 78gqkj1 56g8 5 4kj h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj mol 综合训练 5 若电解一段时间后 a b中均有气体包围 此时切断开关k2 闭合开关k1 则电流指针是否偏转 若偏转写出电极反应和总反应 负极 a 2h2 4oh 4h2o 4e 正极 b o2 2h2o 4e 4oh 总反应 2h2 o2 2h2o 1 如图装置中 e为一只盛有alcl3溶液的烧杯 c为铂棒 d为铁棒 x与y为电源的电极 a b中插入多孔的惰性电极 切断开关k1 闭合开关k2 通直流电一端时间后 a b中液面如图所示 请回答 综合训练 偏转 综合训练 6 若把a气体换为甲醇 此时切断开关k2 闭合开关k1 则电流指针也偏转 写出电极反应 a中 b中 2ch3oh 3o2 2co2 4h2o 2ch3oh 3o2 oh 2co32 6h2o 总反应式 正极 3o2 6h2o 12e 12oh 负极 2ch3oh 16oh 2co32 12h2o 12e 先写出难度较小的总反应式 根据题给条件的正极电极反应式或简单的电极反应式 用减法写出复杂的负极反应式 注意三守恒 2 用图所示的装置进行电解 通电一会儿 发现湿润的淀粉ki试纸的c端变为蓝色 1 a中发生反应的化学方程式为 2 在b中观察到的现象是 3 室温下 若从电解开始到时间ts a b装置中共收集到气体0 168l spt 若电解过程中无其他副反应发生 经测定电解后a中溶液体积恰为1000ml 则a溶液的ph为 a b 4agno3 2h2o 4ag o2 4hno3 通电 铜片溶解 有气体 蓝色沉淀生成 2 阴极 ag e ag 阳极 2cl cl2 2e 3 如图 通电5min后 电极5质量增加2 16g 试回答 1 电源 a为极c池池电极2反应 电极5反应 2 若b槽中共收集到224ml气体 标况 且溶液体积为200ml 设电解过程中溶液体积不变 则通电前溶液中的cu2 物质的量浓度为 3 若a池溶液体积为200ml 且电解过程中溶液体积不变 则电解后 溶液ph为 负 电解 0 025mol l 1 13 1 2008年高考广东化学卷 电化学 三氧化二镍 ni2o3 可用于制造高能电池 其电解法制备过程如下 用naoh调nicl2溶液ph至7 5 加放适量硫酸钠后进行电解 电解过程中产生的cl2在弱碱性条件下生成clo 把二价镍氧化为三价镍 以下说法正确的是 a 可用铁作阳极材料 b 电解过程中阳极附近溶液的ph升高 c 阳极反应方程式为 2cl cl2 2e d 1mol二价镍全部转化为三价镍时 外电路中通过了1mol电子 cd 2 2007年高考上海化学卷 电解 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现红色字迹 据此 下列叙述正确的是 a 铅笔端作阳极 发生还原反应 b 铂片端作阴极 发生氧化反应 c 铅笔端有少量的氯气产生 d a点是负极 b点是正极 d 3 2007年高考江苏卷 电解 某同学按图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 a 电解过程中 铜电极上有h2产生 b 电