2019年高中化学第1章第2节第2课时电解原理的应用课件鲁科版选修4

1、第第1 1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 第第2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第2课时课时 电解原理的应用电解原理的应用 学习目标学习目标 1.了解电解原理在生产中的应用。了解电解原理在生产中的应用。2.了了解电解、电镀和电解精炼之间的区别和联系解电解、电镀和电解精炼之间的区别和联系。 1阴离子放电顺序：阴离子放电顺序：S IBrClOH含含氧酸根氧酸根F。 2阳离子放电顺序：阳离子放电顺序：Ag HgFeCuH2232(H 浓度较大时浓度较大时)PbSnFeZnH (H 浓浓度较小时度较小时)AlMgNaCaK。 32222223电解原理图示如下：电解原理图示

2、如下： 1氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。氢气。 (1)电极反应式电极反应式(并注明反应类型并注明反应类型)。 阳极：阳极：2Cl2e =Cl2 (氧化反应氧化反应)； 阴极：阴极：2H2e =H2 (还原反应还原反应)。 通电通电(2)总反应式：总反应式：2NaCl2H2O = 2NaOHCl2H2。 其中阴极反应中的其中阴极反应中的H是由是由水水电离产生的。电离产生的。 2电镀。电镀。 (1)电镀是应用电镀是应用 电解电解的原理在金属表面镀上一薄层其的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或他金属或合金合金的方法。的方法。 ? ?阳极：阳

3、极：镀层镀层金属，电极本身金属，电极本身 发生氧化发生氧化反应反应? ?(2)电镀电镀? ?阴极：阴极：待镀待镀金属制品金属制品 ? ?电镀溶液：含有电镀溶液：含有 镀层镀层金属离子的溶液金属离子的溶液? ?3 电解精炼电解精炼(如电解精炼铜，如电解精炼铜，杂质为铁、杂质为铁、锌、锌、金、金、银银)。 (1)粗铜粗铜作阳极，作阳极，电极反应电极反应Cu2e =Cu ；精铜精铜作作阴极，电极反应阴极，电极反应Cu2e =Cu；电解质溶液；电解质溶液CuSO4溶液。溶液。 (2)活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的性较差的金、银金、银形成阳极

4、泥。形成阳极泥。 224电冶金制取金属。电冶金制取金属。 K、Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，它们的化合物中还原得到单质， 因此必须通过电解熔融的因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：钠： 阴极：阴极：2Na2e =2Na，阳极：，阳极：2Cl 2e =Cl2通电通电，总反应式：，总反应式：2NaCl(熔融熔融) = 2NaCl2。 易错提醒易错提醒 1电镀时，电解质溶液的浓度保持不变，而电解精电镀时，电解质溶液的浓度保持不变，而电解精炼时，

5、电解质溶液的浓度一般要减小。炼时，电解质溶液的浓度一般要减小。 2电解过程中，电解过程中，K 、Na、Ca、Mg、Al等阳等阳离子在溶液中不会放电生成其单质，但在熔融态时可以。离子在溶液中不会放电生成其单质，但在熔融态时可以。 3工业上用电解熔融态氯化镁的方法制取工业上用电解熔融态氯化镁的方法制取Mg，电，电解熔融态氧化铝的方法制取铝。解熔融态氧化铝的方法制取铝。 2231判断正误判断正误(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”)。 (1)在电解池的阳极发生还原反应。在电解池的阳极发生还原反应。( ) (2)电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极。电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴

6、极。( ) (3)在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。( ) (4)电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。( ) (5)用用U形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊试液，通电后阳极处溶液变蓝。形管的两端滴加几滴石蕊试液，通电后阳极处溶液变蓝。( ) 解析：解析：(1)电解池的阳极发生氧化反应，错误；电解池的阳极发生氧化反应，错误；(4)电电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小，错误；解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小，错误；(5)电解饱电解饱和食盐水过程中，和食盐水过程中，

7、 阴极氢离子放电，阴极氢离子放电， 阴极附近溶液显碱性，阴极附近溶液显碱性，滴加石蕊试液变蓝。滴加石蕊试液变蓝。 答案：答案：(1) (2) (3) (4) (5) 2如图所示是电解如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是为石墨电极。则下列有关判断正确的是( ) Aa为负极、为负极、b为正极为正极 Ba为阳极、为阳极、b为阴极为阴极 C电解过程中，电解过程中，d电极质量增加电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变电解过程中，氯离子浓度不变 解析：解析：电流从电源的正极流出，因此电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，为电源正极，b为负极

8、，则为负极，则c为阳极，为阳极，d为阴极。电解为阴极。电解CuCl2溶液电极溶液电极反应为：阳极反应为：阳极(c电极电极)2Cl2e =Cl2，阴极，阴极(d电电极极)Cu2e =Cu，故，故C项正确。项正确。 答案：答案：C 23关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( ) A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B电解液的成分都保持不变电解液的成分都保持不变 C阳极反应都只有阳极反应都只有Cu2e =Cu D阴极反应都只有阴极反应都只有Cu2e =Cu 解析：解析：A项电镀时镀件作阴极；项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电项电解精

9、炼铜时电解液成分改变；解液成分改变；C项电解精炼铜时，项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属若有比铜活泼的金属杂质杂质( (如锌如锌) )，则阳极还会发生，则阳极还会发生Zn2e =Zn 的反应。的反应。 答案：答案：D 222要点要点 用惰性电极电解电解质溶液的一般规律用惰性电极电解电解质溶液的一般规律 问题：问题：用惰性电极电解氯化铜溶液、用惰性电极电解氯化铜溶液、氯化钠溶液、氯化钠溶液、硫硫酸铜溶液和硫酸钠溶液的特点相同吗？能否从电解质是酸铜溶液和硫酸钠溶液的特点相同吗？能否从电解质是否变化的角度简单地进行分类？否变化的角度简单地进行分类？ 例例 用石墨棒作电极，用石墨棒作电极，在在Na 、

10、Cu、Cl22、SO4等等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：合条件的一种电解质的化学式： (1)当阴极放出当阴极放出H2，阳极放出，阳极放出O2时，电解质是时，电解质是_。 (2)当阴极析出金属，阳极放出当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是时，电解质是_。 (3)当阴极放出当阴极放出H2，阳极放出，阳极放出Cl2时，电解质是时，电解质是_。 (4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、量、 阳极放出的气体的物质的量之比为阳极放出的气体的物质的量之比为4

11、21时，时， 电解电解质的化学式是质的化学式是_。 解析：解析：惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、电解电解质型、 放氢气生碱型和放氧气生酸型。放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。阳离子在电极的放电顺序判断。 (1)阴极有阴极有H2生成，阳极有生成，阳极有O2生成，实质为电解水，生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。 (2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即含氧酸盐，即CuSO

12、4。 (3)实质为放氢气生碱型实质为放氢气生碱型(或电解盐酸，或电解盐酸，此处无此处无H ，不不合理合理)，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。 (4)由阳极生成气体和转移电子的量为由阳极生成气体和转移电子的量为14，知阳极，知阳极产生气体为产生气体为O2，1 mol O2转移转移4 mol e，金属与电子的物，金属与电子的物质的量之比为质的量之比为12，故金属为，故金属为2价，即价，即Cu，即为，即为CuSO4。 答答 案案 ：(1)Na2SO4 (4)CuSO4 思路点拨：思路点拨： 解答本题的基本思路是：在确定惰性电解答本题的基本思路是：在确定惰性

13、电极电解的前提下，严格按照阴、阳离子的放电顺序进行极电解的前提下，严格按照阴、阳离子的放电顺序进行判断，最后结合题目的具体要求分析解答。判断，最后结合题目的具体要求分析解答。 2 (2)CuSO4 (3)NaCl 解题归纳解题归纳 1用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、找全离子并分为阴、阳两组，阳两组，然后然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式。排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式。 2根据两极的电极反应式写出反应的总离子方程式根据两极的电极反应式写出反应的总离子

14、方程式时，要注意：若参与电极反应的时，要注意：若参与电极反应的H (或或OH )是由水电离是由水电离出来的，应用水的分子式表示。出来的，应用水的分子式表示。 3若阴极为若阴极为H 放电，则阴极区放电，则阴极区c(OH )增大；若阳增大；若阳极区极区OH放电，则阳极区放电，则阳极区c(H )增大；若阴、阳极同时有增大；若阴、阳极同时有H 、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱饱和溶液例外和溶液例外)。 即时演练即时演练 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设被完全