第三节电解池第2课时学案

1、.第2课时电解原理的应用知识点电解饱和食盐水学生预习区1装置、现象及电极反响式2解释3总反响式化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。1用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，如何通过实验现象判断阴、阳两极？提示：甲电极附近变红的一极为电解池的阴极，另一极为阳极，原因是H在阴极上放电2H2e=H2，破坏了水的电离平衡，使此极附近cOH>cH，而碱会使酚酞变红乙有黄绿色刺激性气味气体产生的一极为电解池的阳极，电极反响式为2Cl2e=Cl2；有无色无味气体产生的一极为电解池的阴极，电极反响式为2H2e=H2丙能产生使潮湿的KI

2、3;淀粉试纸变蓝的气体的一极为电解池的阳极，另一极为阴极老师点拨区1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，使阳离子和H2O能透过阳离子交换膜，而阴离子和气体分子不能通过。如：氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如下图。2粗盐中的SO能影响NaOH的纯度而Mg2、Ca2在电解过程中生成的MgOH2、CaOH2会堵塞阳离子交换膜，因此粗盐要进展提纯精制后才用于电解。除去食盐中Ca2、Mg2、SO的方法精制食盐水：对点即时练1关于电解NaCl水溶液，以下表达正确的选项是A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B假设在阳极附近的溶液中滴

3、入KI溶液，溶液呈黄褐色C假设在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案B解析用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，发生的反响是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，故电解一段时间后电解液呈碱性。电解时，阳极发生氧化反响：2Cl2e=Cl2，在阳极附近的溶液中滴入KI溶液时，发生反响2I2e=I2，故溶液呈黄褐色；阴极发生复原反响：2H2e=H2，因此阴极附近的溶液呈碱性，滴入酚酞试液变红。2以下图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，以下说法中不正确的选项是A装置出口处的物质是氯气B出口处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过C

4、装置中发生反响的离子方程式为2Cl2HCl2H2D该装置是将电能转化为化学能答案C解析出口处是电解池的阳极区，溶液中的氯离子失电子生成氯气，A项正确；出口处是电解池的阴极区，溶液中的氢离子得到电子发生复原反响生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，B项正确；电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氢气、氯气，离子方程式为2Cl2H2OCl2H22OH，C项错误；该装置是电解装置，是把电能转化为化学能，D项正确。用惰性电极电解电解质水溶液的规律首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后确定阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反响式，根据两极的电极反响式写出总反响方程式。如

5、：电解饱和食盐水，就是由外接直流电源、两个惰性电极一般用石墨棒，NaCl饱和溶液作电解质溶液，线路闭合后形成电解池，溶液中的Cl、OH移向阳极，Cl放电才能强，失去电子产生Cl2，溶液中H、Na移向阴极，H放电能力强，得到电子产生H2，由于H是H2O电离出来的，因此导致阴极附近OH浓度增大，故电解饱和氯化钠溶液，阴极产物是H2和NaOH，阳极区产生的是Cl2。知识点电镀学生预习区1.定义电镀是应用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的方法。2电镀池的构成往铁件上镀铜1阴极材料：Fe，电极反响式：Cu22e=Cu；2阳极材料：Cu，电极反响式：Cu2e=Cu2；3电解质溶液：CuSO4

6、溶液。3电镀的目的主要是增强金属抗腐蚀才能，增强美观和外表硬度。2假设把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜，阳极材料换为粗铜，能否通过电解方法由粗铜制精铜？提示：能。阴极反响式为Cu22e=Cu，而粗铜做阳极，比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液，但不会在阴极上得电子成为单质因Cu2得电子才能比它们要强，不如Cu活泼的金属不失电子，会随Cu的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区，成为阳极泥。这样阴极上就得到纯铜。老师点拨区1电镀池的构成电镀过程中，电镀液的浓度不发生变化。2电解精炼铜粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质1构造2粗铜中杂质的去向粗铜中的Zn、Fe比Cu先失电子转变为Zn2、Fe2进入电解质溶液

7、中；而比Cu不活泼的Ag、Au不失电子，在Cu大量消耗时，Ag、Au从粗铜板上脱落在阳极区形成阳极泥。因此，电解液CuSO4的浓度变小，ZnSO4、FeSO4在电解液中逐渐增多。对点即时练3假设在铜片上镀银，以下表达正确的选项是将铜片接在电源的正极上将银片接在电源的正极上在铜片上发生的反响是Age=Ag在银片上发生的反响是4OH4e=O22H2O需用硫酸铜溶液为电镀液需用硝酸银溶液为电镀液A B C D答案B解析假设在铜片上镀银，铜做阴极与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生复原反响生成银；银做阳极与电源正极相连，银失电子发生氧化反响生成银离子；电解质溶液为硝酸银溶液。铜片应接在电源

8、的负极上，错误；将银片接在电源的正极上，正确；在铜片上发生的反响是Age=Ag，正确；铜片上镀银，银为阳极，在银片上发生的反响是：Age=Ag，错误；用硫酸铜溶液为电镀液，阴极析出铜，错误；需用硝酸银溶液为电镀液，正确。4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。请答复以下问题：1假设X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开场时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，那么电解池中X极上的电极反响式为_。Y电极上的电极反响式为_，检验该电极反响产物的方法是_。该反响的总反响方程式是_。2如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuS

9、O4溶液，那么X电极的材料是_，电极反响式是_。Y电极的材料是_，主要电极反响式是_。答案12H2e=H22Cl2e=Cl2 把潮湿的KI­淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22精铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu2解析1X为阴极：2H2e=H2。Y为阳极：2Cl2e=Cl2，用潮湿的KI­淀粉试纸可检验Cl2。2精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极。电镀和电解精炼铜的规律1电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电镀液。2电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。3电解精炼铜时，粗铜中的银、金等活泼性差的金属会以单质的形

10、式沉积在电解槽底部，形成阳极泥；而活泼性比Cu强的金属如Zn、Ni等会以金属阳离子的形式进入溶液。4电解精炼铜时，Cu2的浓度会减小。知识点电冶金学生预习区1金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中复原出来。如Mnne=M。2.电冶金电解是最强有力的氧化复原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。3.电解熔融的氯化钠阳极反响式：2Cl2e=Cl2；阴极反响式：2Na2e=2Na；总反响式：2NaCl熔融2NaCl2。3为什么工业上用电解熔融Al2O3，而不是AlCl3的方法制铝？提示：AlCl3是共价化合物，熔融时不导电。老师点拨区1电解熔融的MgCl

11、2阳极反响式：2Cl2e=Cl2阴极反响式：Mg22e=Mg总反响式：MgCl2熔融MgCl22电解熔融的Al2O3阴极反响式：4Al312e=4Al阳极反响式：6O212e=3O2总反响式：2Al2O3熔融4Al3O2工业上，为降低Al2O3的熔点，常参加Na3AlF6冰晶石，电解熔融Al2O3使用的电极材料均为碳棒，阳极产生的O2会与C反响，故阳极材料需定期补充。对点即时练5以下有关电解应用的说法中错误的选项是A电解熔融Al2O3可得到金属铝B电解熔融NaCl或饱和NaCl溶液可制得单质钠C利用电解法可在铁外表镀上一层均匀光滑的银D利用电解原理可除去粗铜中的杂质得到高纯度的铜答案B解析电解

12、NaCl溶液时无法制取单质钠，得到的是氢氧化钠。6在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是A都是轻金属 B都是活泼金属C本钱低廉 D化合物熔点较低答案B解析金属冶炼方法选取的主要根据是金属的活动性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热复原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他复原剂复原，只能用电解方法。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。A篇对点强化训练知识点一氯碱工业1. 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NaCl溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌才能的消毒液，设计了如图的装置，那么对电源

13、电极名称和消毒液的主要成分判断正确的选项是Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl答案B解析电解氯化钠溶液时，阳极反响是氯离子失电子生成氯气，阴极反响是氢离子得电子生成氢气，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌才能的消毒液，应让氯气在下端产生，即a为负极，b为正极，氯气和氢氧化钠反响生成氯化钠和次氯酸钠。2将含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3 mol Cu，另一个电极上析出气体在标准状况

14、下的体积为A4.48 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L答案A解析阴极反响为Cu22e=Cu，因为反响的nCu20.3 mol，总nCu20.4 mol，说明Cu2过量，阴极共得到0.6 mol电子。由电子守恒可知，阳极应失去0.6 mol电子。阳极：首先2Cl2e=Cl2，因为0.2 mol Cl只能失去0.2 mol电子，另外0.4 mol电子只能由水失去，阳极反响还有2H2O4e=4HO2，那么阳极共放出气体体积0.1 mol0.1 mol×22.4 L/mol4.48 L，故应选A。3如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通

15、电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，以下表达正确的选项是Aa为直流电源的负极Bc极上发生的反响为2H2e=H2Cf电极为铜板De极发生复原反响答案B解析K断开时，接通电路后，B上的c点显红色那么证明c极为电解池的阴极，电极反响式为2H2e=H2，a为直流电源的正极，C为电镀池，e为阳极，f为阴极，f电极为铁，e电极为铜，发生氧化反响。知识点二电镀和电解精炼铜4用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液，通电一段时间后，阳极的质量减轻了6.4 g，以下说法正确的选项是A电解质溶液的质量增加了6.4 g B阴极的质量增加了6.4 g C阴极增加

16、的质量小于6.4 g D溶液中Cu2浓度保持不变答案C解析在阳极上有锌与铜两种单质放电，而在阴极上只有Cu2放电且锌的摩尔质量大于铜的摩尔质量，当阳极的质量减轻6.4 g时，转移的电子少于0.2 mol，故在阴极上析出的铜少于0.1 mol，质量小于6.4 g；由于一样时间内两极上转移的电子数目相等，阴极上析出的铜比阳极上溶解的铜多，故溶液中Cu2浓度减小。5金属镍有广泛的用处，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍，以下表达正确的选项是：氧化性Fe2<Ni2<Cu2A阳极发生复原反响，其电极反响式为Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量

17、的增加量一定相等C电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案D解析电解时，阳极失去电子发生氧化反响，失电子的金属为Zn、Fe和Ni，A中的电极反响式错误；电解过程中阳极失电子的金属依次是Zn、Fe、Ni与在阴极得电子生成的金属Ni不同，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不一定相等，B错误；电解后溶液中阳离子除含有Fe2、Zn2、H外还有Ni2，C错误。6电解CuSO4溶液时，假设要到达以下三点要求：阳极质量减少阴极质量增加溶液中cCu2不变。可选用的电极是A纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极B含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极C用纯铁作

18、阳极，用纯铜作阴极D用石墨作阳极，用惰性电极Pt作阴极答案A解析A项，阳极反响Cu2e=Cu2，阴极反响Cu22e=Cu，正确；B项，阳极反响Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2，阴极反响Cu22e=Cu，cCu2发生变化，不正确；C项，阳极反响Fe2e=Fe2，阴极反响Cu22e=Cu，cCu2发生变化，不正确；D项，阳极反响2H2O4e=O24H，阳极质量不变，不正确。7用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，以下方案正确的选项是答案D解析要用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，那么应该用电解原理，因此阴极应该

19、是银，阳极可以是惰性电极，例如碳棒，答案选D。知识点三电冶金8如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。那么以下说法正确的选项是A甲装置中锌为负极，发生复原反响，铜为正极，发生氧化反响B甲装置盐桥的作用是使反响过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性C乙装置中铁极的电极反响式为2Na2e=2NaD乙装置中B是氯气出口，A是钠出口答案B解析甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反响，Cu为正极，发生复原反响，A项错误；乙装置中，铁为阴极，电极反响式为Nae=Na，C项错误；乙装置中，石墨为阳极，电极反响式为2Cl2e=Cl2，A为Cl2出口，B是Na出口，D项错误。91 L 0.1 m

20、ol/L AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极上增重2.16 g时，以下判断中正确的选项是A溶液的浓度变为0.08 mol/LB阳极上产生112 mL O2标准状况C转移的电子数是1.204×1022个D反响中有0.03 mol Ag被氧化答案C解析Ag作阳极，阳极反响式为：Age=Ag；阴极上反响式为：Age=Ag。当阴极上增重2.16 g时，转移电子为0.02 mol，即1.204×1022个，故C正确。10. 21世纪是钛的世纪，在8001000 时电解TiO2可制得钛，装置如下图，以下表达正确的选项是Aa为电源的正极B石墨电极上发生氧化反响

21、C阴极发生的反响为TiO22e=Ti2O2D每生成0.1 mol钛，转移电子0.2 mol答案B解析由O2挪动方向可知b为电源正极，A项错误；b为电源正极，石墨电极上发生氧化反响，B项正确；阴极发生的反响为TiO24e=Ti2O2，C项错误；每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol，D项错误。B篇综合提升训练11电解硫酸钠溶液消费硫酸和烧碱溶液的装置如下图，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，以下说法正确的选项是Aa极与电源的负极相连Ba电极反响式：2H2O2e=H22OHC离子交换膜d为阴离子交换膜D产物丙为硫酸溶液答案D解析据装置图分析可知是电

22、解装置，电解硫酸钠溶液，本质是电解水，气体甲与气体乙的体积比约为12，气体甲为氧气，气体乙为氢气，阳极生成氧气，电极反响4OH4e=2H2OO2，阴极生成氢气，2H2e=H2，所以a电极是阳极，b电极是阴极，在阳极室得到硫酸，在阴极室得到氢氧化钠，那么c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜。12利用图中所示装置电极均为惰性电极可吸收SO2。以下说法正确的选项是Aa为直流电源的负极B阴极的电极反响式为2HSO2He=S2O2H2OC阳极的电极反响式为SO22H2O2e=SO4HD电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室答案C解析A项，从图中左侧知，SO2转化成H2SO4，S从4价升高到6价，失去电

23、子，那么为阳极，对应的a为正极，错误；B项，得2e，错误；C项，阳极为SO2失去电子生成SO，正确；D项，H应移向阴极，错误。13如图两个装置中用滴有酚酞的NaCl溶液作电解质溶液，进展化学能和电能互相转化的研究。请答复：1写出两个铁电极上的电极反响式。甲：_；乙：_。2乙装置中_电极填“Fe或“石墨附近的溶液变红。3检验乙中石墨电极反响产物的方法及现象是_。4假如起始时乙中盛有足量的一定浓度的CuSO4溶液，反响一段时间后，要使溶液恢复到起始状态，可向溶液中参加一定量的_填化学式。5“84消毒液是常用的消毒剂。电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液，装置如下图。通电时氯气被溶液完全吸收，假设所得

24、消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学反响方程式：_。答案1Fe2e=Fe22H2e=H22Fe3用潮湿的淀粉KI试纸靠近石墨电极所在一侧的支管口，试纸变蓝 4CuO 5NaClH2ONaClOH2解析1甲是原电池。铁作负极失去电子变成Fe2；乙中铁是阴极，H在阴极放电生成H2。2由于电解时阴极附近生成OH，故铁电极附近变红色。3石墨电极上产生的是氯气，可用淀粉KI试纸检验。4电解CuSO4溶液可得到H2SO4、Cu和O2：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，故参加适量的CuO即可。5“84消毒液的主要成分是NaClO，电解时阴极产生H2，阳极产生Cl2，电解反响为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl2被NaOH溶液吸收生成NaCl、NaClO和H2O，反响为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，两个反响方程式相加即得出NaClH2ONaC