江苏省邳州市第二中学高中化学《4.3.2 电解原理的应用》课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时电解原理的应用 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 第2课时电解原理的应用 课前自主学案 课前自主学案 电解原理的应用1 电解饱和食盐水 1 电极反应式阳极 发生 反应 电极反应式为 阴极 发生 反应 电极反应式为 2 总反应式化学方程式 离子方程式 氧化 2cl 2e cl2 还原 2h 2e h2 思考感悟1 1 在用惰性电极电解饱和食盐水时 在两极附近分别加入酚酞试液后有什么现象发生 怎样检验两极的产物 2 电解饱和食盐水 阴极区呈碱性的原因是什么 提示 1 阳极有刺激性气味的气体产生 阴极变红色 用镊子夹一块湿润的碘化钾淀粉试纸 靠近阳极 一会儿 发现试纸变蓝 则说明放出的气体是cl2 用一干燥的小试管在阴极收集产生的气体 待收集满后 用拇指堵住管口 移到酒精灯火焰旁 松开拇指 若听到 噗 的一声 则说明收集的气体是h2 在两极附近滴入少量的酚酞溶液 若溶液变红 证明有碱性物质生成 2 阴极区的溶液呈碱性的原因是h2o电离出的h 在阴极上得电子而生成h2 破坏了水的电离平衡 促进了水的继续电离 使oh 浓度大于h 浓度 故在阴极区溶液呈碱性 2 电镀 1 定义 电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的方法 2 电镀池的构成 电解 金属 合金 3 电镀目的 使金属增强 能力 增加美观和表面硬度 3 电解精炼铜 抗腐蚀 思考感悟2 1 在某镀件上镀铜时 电镀液中cuso4的浓度如何变化 电解精炼铜时 电解液中cuso4的浓度如何变化 2 电解精炼铜时 cuso4溶液的浓度发生 1 中变化的原因是什么 提示 1 在镀件上镀铜时 阳极 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 所以电镀液c cuso4 不变 而电解精炼铜时 阴极 cu2 2e cu 阳极 cu 2e cu2 主要 zn 2e zn2 fe 2e fe2 杂质失电子 因此阳极溶解的铜比阴极析出的铜少 故c cuso4 减小 2 由于阳极上溶解的金属为fe zn ni cu等 而在阴极上只有cu析出 根据得失电子守恒 溶解的cu的量小于析出的cu的量 所以溶液中cuso4的浓度逐渐减小 4 电冶金 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 电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段 适用于一些 单质的制取 如冶炼 等活泼金属 金属离子 还原 活泼金属 钠 钙 镁 铝 3 电解熔融的氯化钠阳极反应 阴极反应 总反应 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 1 2011年安徽淮北一中高二期末 我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍 依据你所掌握的电镀原理 你认为硬币制作时 钢芯应该作 a 正极b 负极c 阳极d 阴极解析 选d 电镀池中待镀金属应作阴极 2 下列叙述中错误的是 a 电解池的阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应b 原电池跟电解池连接后 电子从原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反应d 电解饱和食盐水时 阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 解析 选b 电解池中阳极是阴离子或较活泼阳极金属放电失去电子 发生的是氧化反应 阴极是阳离子得到电子发生还原反应 a正确 原电池中电子由负极流出 与原电池负极相连的是电解池的阴极 b错 电镀时阳极为镀层金属 电镀过程中失去电子发生氧化反应 c正确 电解饱和食盐水时 阴极为h 得电子产生氢气 同时余下的oh 与na 形成氢氧化钠 d正确 课堂互动讲练 特别提醒 无论是原电池还是电解池 无论是一个 池 还是多个任意 池 串联 在电路和电极上单位时间内通过的电量相同 如图所示为相互串联的甲 乙两电解池 试回答 1 若甲池利用电解原理在铁上镀银 则a是 填电极材料和电极名称 电极反应是 b 要求同a 是 电极反应式是 应选用的电解质溶液是 2 乙池中若滴入少量酚酞试液 电解一段时间后 铁极附近呈 色 c极附近呈 色 3 若甲槽阴极增重43 2g 则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 ml 若乙槽中剩余溶液仍为400ml 则电解后所得naoh溶液的物质的量浓度为 mol l ph等于 解析 1 电解池中 与电源正极相连的是阳极 与电源负极相连的是阴极 所以a是阴极 b是阳极 电解时 通常用待镀制品作阴极 用镀层金属作阳极 用含有镀层金属离子的溶液作电镀液 因此a是铁 b是银 电极反应分别是ag e ag ag e ag 电解质溶液为agno3溶液 答案 1 铁阴极ag e ag银阳极ag e ag agno3溶液 2 红无 3 4480114 变式训练1电解原理在化学工业中有广泛应用 右图表示一个电解池 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 若x y都是惰性电极 a是饱和nacl溶液 实验开始时 同时在两边各滴入几滴酚酞试液 则 电解池中x极上的电极反应式是 在x极附近观察到的现象是 y电极上的电极反应式是 检验该电极反应产物的方法是 解析 本题是一道通过电解饱和nacl溶液实验来考查电极反应式的书写问题 由题意或图形可知 此池为电解池 x极为阴极 y极为阳极 由于电极为惰性电极 饱和nacl溶液中存在na cl h oh 由于在阴极上h 放电能力强于na 故阴极上发生的电极反应式为 2h 2e h2 因而导致x极附近有气体放出 溶液呈碱性 溶液颜色由无色变为红色 同理由于在阳极上cl 放电能力强于oh 故阳极上发生的电极反应式为 2cl 2e cl2 答案 2h 2e h2 放出气体 溶液变红 2cl 2e cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在y电极附近 试纸变蓝色 1 根据电子守恒计算用于串联电路 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 3 根据关系式计算利用得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁 建立所需关系式 如4e 4ag 2cu 2cl2 2h2 o2 4h 4oh 特别提醒 1 要注意电解的阶段性 如cu2 在阴极上被电解完后h 又会放电等 2 串联电解池中阴极 阳极交叉排列 相同时间内各电极转移电子数相等 2011年北京东城区期末 按如图所示的装置进行电解实验 a极为铜锌合金 b为纯铜 电解质中含有足量的铜离子 通电一段时间后 若a极恰好全部溶解 此时b极质量增加7 68g 溶液质量增加0 03g 则a极合金中cu zn原子个数比为 a 4 1b 3 1c 2 1d 任意比 解析 电解的第一阶段 阳极 zn 2e zn2 阴极 cu2 2e cu电极总反应式为 zn cu2 zn2 cu1molzn电解时生成1molcu 溶液质量增加65g 64g 1g 现溶液的质量增加0 03g 故合金中zn的物质的量为0 03mol 生成铜的质量为 0 03mol 64g mol 1 1 92g 第二阶段 实质上是电镀 因b极质量增加7 68g 故a极上铜的质量为 答案 b 变式训练2 2011年河北石家庄调研 蓄电池是一种可以反复充电 放电的装置 有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 nio2 fe 2h2ofe oh 2 ni oh 2 1 若此蓄电池放电时 该电池某一电极发生还原反应的物质是 填序号 a nio2b fec fe oh 2d ni oh 2 2 假如用此蓄电池分别电解以下两种溶液 工作一段时间后都分别消耗0 36g水 且电解池的电极均为惰性电极 试回答下列问题 电解m no3 x溶液时某一极增加了agm 则金属m的相对原子质量的计算式为 用a x表示 电解含有0 01molcuso4和0 01molnacl的混合溶液100ml 阳极产生标准状况气体 l 将电解后溶液加水稀释至1l 此时溶液的ph 然后是水电离产生的oh 放电 4oh 4e 2h2o o2 0 01moloh 放电 消耗0 01mol电子 生成0 0025molo2 所以阳极一共生成0 0075mol气体 在标准状况下的体积为0 168l 0 01molcu2 在阴极放电 cu2 2e cu 正好消耗0 02mol电子 溶液中0 01moloh 放电后 留下0 01molh c h 0 01mol l 1 ph 2 答案 1 a 2 50ax 0 1682 探究整合应用 电解原理的综合应用当不同的电解池串联时 必须搞清电源的正 负极和电解池的阴 阳极 同时要分清惰性电极作阳极和活性电极作阳极时电极反应的区别 如图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯分别依次盛放了100g5 00 的naoh溶液 足量的cuso4溶液和10 00 的k2so4溶液 电极均为石墨电极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中k2so4浓度为10 47 乙中c电极质量增加 据此回答问题 电源的n端为 极 电极b上发生的电极反应为 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积 电极c的质量变化是 g 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 请简述其原因 解析 1 依题意可知 乙装置装有硫酸铜溶液 其电极反应式为 阴极 2cu2 4e 2cu 阳极 4oh 4e 2h2o o2 c电极质量增加 说明该电