人教版选修4 第4章第3节 电解池（第2课时） 课件（30张）.pptx

第四章第三节电解池 第2课时电解原理的应用 1 理解并掌握电解饱和食盐水 电镀 电解精炼铜 电冶金的原理 会书写电极反应式及化学方程式 2 学会电解的有关计算 目标导航 基础知识导学 重点难点探究 随堂达标检测 栏目索引 一 电解饱和食盐水制备烧碱 氢气和氯气 基础知识导学 答案 1 现象 装置如图 1 阳极上 2 阴极上 2 原理分析及电极反应电解时u形管中 移向阳极 移向阴极 1 阳极离子放电顺序 电极反应 反应 2 阴极离子放电顺序 电极反应 反应 产生黄绿色气体 产生无色气体 阴极附近溶液变红 cl oh h na cl oh 2cl 2e cl2 氧化 h na 2h 2e h2 还原 答案 思考用惰性电极电解饱和食盐水一段时间 电解后的混合液能使红色布条褪色的原因是什么 答案电解饱和食盐水 阴极区生成naoh 阳极区生成cl2 二者发生反应 cl2 2naoh nacl naclo h2o naclo具有漂白性 二 铜的电解精炼 粗铜含zn fe ni au pt ag等 答案 1 装置与原理阳极材料用 阴极材料用 电解质溶液用硫酸酸化的溶液 粗铜 纯铜 硫酸铜 纯铜 粗铜 cu 2e cu2 cu2 2e cu cuso4 答案 2 电解特点电解结束后 阳极泥中含有等 电解质溶液中的金属阳离子有 阴极得到 au pt ag zn2 fe2 ni2 cu2 精铜 三 电镀 答案 1 根据图示 书写电极反应式 阳极 阴极 2 电镀的概念是应用原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他或的过程 3 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 4 电镀的目的主要是增强材料能力 也有许多电镀是为了美观或增加表面硬度 cu 2e cu2 cu2 2e cu 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 抗腐蚀 四 电冶金 答案 1 金属冶炼的本质 使矿石中的获得电子 从它们的化合物中出来 如mn ne m 2 电解熔融的氯化钠可制取金属钠 阳极反应式 阴极反应式 总反应 金属离子 还原 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 合作探究1 试根据氯碱工业的生产过程回答下列问题 1 电解氯化钠溶液时 如何用简便的方法检验产物 答案阳极产物cl2可以用淀粉 ki试纸检验 阴极产物h2可以通过点燃检验 naoh可以用酚酞试剂检验 2 氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开 原因是什么 答案防止h2和cl2混合爆炸 防止cl2与溶液中的naoh反应 答案 2 电解精炼铜时 阳极泥是怎样形成的 答案粗铜中往往含有锌 铁 镍 银 金等多种金属杂质 当含杂质的铜在阳极不断溶解时 金属活动性位于铜之前的金属杂质 如zn fe ni等也会同时失去电子 但是它们的阳离子比铜离子难以还原 所以它们并不能在阴极析出 而只能以离子的形式留在电解液里 金属活动性位于铜之后的银 金等杂质 因为失去电子的能力比铜弱 难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解 所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后 它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部 形成阳极泥 答案 练一练 答案 判断正误 正确打 错误打 1 氯碱工业是非常重要的化工生产 在电解饱和食盐水时 在阴极上得到的产物为h2和naoh 2 电解饱和食盐水制烧碱 用涂镍碳钢网作阳极 3 电解法精炼粗铜 用纯铜作阳极 4 在镀件上电镀锌 用锌作阳极 5 电解法精炼粗铜时 电解质溶液中各离子浓度一定不变 6 在镀件上电镀铜 电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量 返回 一 电解原理的应用 重点难点探究 1 工业电解饱和食盐水制取烧碱工业电解饱和食盐水制备烧碱时必须阻止oh 移向阳极 以使naoh在阴极溶液中富集 常用阳离子交换膜将两溶液分开 使阳离子能透过阳离子交换膜 而阴离子不能通过 如 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示 已知溶液a的溶质是naoh 2 铜的电解精炼与电镀铜对比 cu2 减少 粗铜中比铜活泼的金属阳离子进入 例1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 电解时以纯铜作阳极b 电解时阴极发生氧化反应c 粗铜连接电源负极 其电极反应是cu 2e cu2 d 电解后 电解槽底部会形成含少量ag pt等金属的阳极泥 解析答案 解析电解精炼铜时 粗铜应作阳极 纯铜作阴极 故a错 阳极与电池的正极相连发生氧化反应 阴极与电池的负极相连发生还原反应 故b错 粗铜连接电源的正极 发生氧化反应 故c错 金属的活动性顺序为zn fe cu ag pt 因此ag pt不会放电 以单质形式在阳极底部沉积下来 故d对 答案d 金属电解精炼时 溶液中增加较活泼的金属阳离子 被提纯金属阳离子的浓度减少 反思感悟 变式训练1利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用 下列说法正确的是 a 氯碱工业中 x电极上反应式是4oh 4e 2h2o o2 b 电解精炼铜时 z溶液中的cu2 浓度不变c 在铁片上镀铜时 y是纯铜d 制取金属镁时 z是熔融的氯化镁解析氯碱工业中阳极是cl 放电生成cl2 电解精炼铜时阳极粗铜溶解 阴极cu2 放电析出cu 溶液中cu2 浓度变小 铁片上镀铜时 阴极应该是铁片 阳极是纯铜 d 解析答案 例2将两支惰性电极插入cuso4溶液中 通电电解 1 当有1 0 10 3mol的oh 放电时 溶液显浅蓝色 则在阴极上析出铜的质量是 解析用惰性电极电解cuso4溶液时 电极反应式为阴极 2cu2 4e 2cu 阳极 4oh 4e o2 2h2o 当有1 0 10 3mol的oh 放电时 生成标准状况下的o2为5 6ml 此时转移电子为1 0 10 3mol 则在阴极上析出cu 0 032g 解析答案 0 032g 二 有关电解计算的三种常用方法 2 若溶液的体积为1l 忽略溶液体积变化 在标准状况下放出5 6mlo2时 溶液的ph是 解析答案 解析阳极 4oh 4e 2h2o o2 4mol1mol 3 1 有关电解计算的三种常用方法 1 根据电子守恒法计算 用于串联电路中各电极产物的计算 其依据是电路上转移的电子数相等 2 根据总反应方程式计算 先写电极反应式 再写总反应方程式 最后根据总反应方程式计算 3 根据关系式计算 根据电子得失相等找到已知量与未知量之间的桥梁 得出计算所需的关系式 归纳总结 2 电解计算的注意事项 1 电解过程中产生的h 或oh 其物质的量等于转移电子的物质的量 2 进行电解计算时 要注意电极放电顺序 确定不同阶段的电极反应 变式训练2在100mlh2so4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 24l气体 标准状况 则原混合液中 cu2 的物质的量浓度为 a 1mol l 1b 2mol l 1c 3mol l 1d 4mol l 1解析分析电解h2so4 cuso4的混合液时阴 阳两极的电极反应可知 两极产生的气体分别为h2 o2各0 1mol o2是由oh 失去0 4mol电子而得到 h2是由h 得到0 2mol电子而生成 由电子得失守恒知 还有0 2mol电子是cu2 得到的 故cu2 的物质的量是0 1mol 则cu2 的物质的量浓度为 1mol l 1 a 解析答案 返回 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 用锌作阳极解析电解池的阳极发生失电子氧化反应 阴极发生得电子还原反应 电解熔融的al2o3制al时 若用fe作阳极 会发生反应fe 2e fe2 fe2 移动到阴极上发生反应fe2 2e fe 使得到的al不纯 随堂达标检测 解析答案 a 1 2 3 4 1 2 3 4 2 如图为电解饱和食盐水的简单装置 下列有关说法正确的是 解析答案 a 电解一段时间后 向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞 呈红色b 蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应c 铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝d 蛋壳可阻止生成的氯气与氢气 氢氧化钠溶液接触 1 2 3 4 解析碳棒在蛋壳内 溶液中的cl 在该极失电子被还原 溶液的碱性不增强 故a项错误 蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极 h 在该极发生还原反应得到氢气 b项错误 铁丝表面生成的气体是氢气 不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 c项错误 蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过 d项正确 答案d 解析答案 1 2 3 4 3 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 加入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 以下说法不正确的是 a 可用铁作阳极材料b 电解过程中阴极附近溶液的ph升高c 阳极反应方程式为2cl 2e cl2 d 1mol二价镍全部转化为三价镍时 外电路中通过了1mol电子 1 2 3 4 解析由题意知电极反应 阳极 2