1、第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用,第1章 第2節(jié),學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.熟知電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅、電冶金的原 理，會(huì)寫(xiě)其電極反應(yīng)式及化學(xué)方程式。 2.掌握電解的有關(guān)計(jì)算。,一電解原理的應(yīng)用,達(dá)標(biāo)檢測(cè)提升技能,二電解的有關(guān)計(jì)算,內(nèi)容索引,一電解原理的應(yīng)用,陽(yáng)極：_(_反應(yīng)) 陰極：_ (_反應(yīng)) 因_放電，導(dǎo)致水的電離平衡H2O HOH向右移動(dòng)，致使生成_。,新知導(dǎo)學(xué),1電解飽和食鹽水 (1)通電前，氯化鈉溶液中含有的離子：_。通電時(shí)_移向陰極，_放電，_移向陽(yáng)極，_放電。電極反應(yīng)式為,Na、Cl、H、OH,Na、H,H,Cl、OH,Cl,2Cl2e=Cl2,氧化,2H2e=H2,H,NaOH,H

2、2,Cl2,還原,相關(guān)視頻,(2)電解的總反應(yīng)式 化學(xué)方程式：_； 離子方程式：_； 工業(yè)上習(xí)慣把電解飽和食鹽水叫做_。,2NaCl2H2O H2Cl22NaOH,2Cl2H2O H2Cl22OH,氯堿工業(yè),H2,Cl2,2電解精煉銅 (1)粗銅中往往含有鐵、鋅、銀、金等多種雜質(zhì)，常用電解的方法進(jìn)行精煉。其電解池的構(gòu)成是用_做陽(yáng)極，用_做陰極，用_做電解質(zhì)溶液。,粗銅,純銅,CuSO4溶液,粗銅,陽(yáng)極泥,精銅,(2)電極反應(yīng)式：陽(yáng)極為_(kāi)、_、_ _等，陰極為_(kāi)。 (3)電解精煉銅的原理是_失去電子，產(chǎn)生的陽(yáng)離子殘留在溶液中，_以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解池的底部，形成陽(yáng)極泥，陰極上得到_。,Cu

3、2e=Cu2,Zn2e=Zn2,Fe2e,=Fe2,粗銅中比銅活潑的金屬Zn、Fe等,Cu22e=Cu,銅,不如銅活潑的金屬Ag、Au等,相關(guān)視頻,3電鍍 (1)根據(jù)下圖裝置，回答下列問(wèn)題： 電極反應(yīng)式 陽(yáng)極：_； 陰極：_。 可觀察到的現(xiàn)象是_。 硫酸銅溶液濃度的變化是_。,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,鐵件表面鍍 上一層紅色的銅，銅片不斷溶解,不變,(2)電鍍 電鍍是應(yīng)用_原理，在金屬表面鍍上一薄層其他_或_的方法。 電鍍池的構(gòu)成：一般都是用_作電鍍液；把_浸入電鍍液中與直流電源的正極相連，作為陽(yáng)極；_ _與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極。,電解,金屬,鍍層金屬,合金,待鍍金屬,含有鍍

4、層金屬離子的電解質(zhì)溶液,制品,如：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理如圖所示，可知溶液A的溶質(zhì)是_。,1.工業(yè)電解飽和食鹽水制取燒堿 工業(yè)電解飽和食鹽水制備燒堿時(shí)必須阻止OH移向陽(yáng)極，以使NaOH在陰極溶液中富集，常用陽(yáng)離子交換膜將兩溶液分開(kāi)，使陽(yáng)離子能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，而陰離子不能通過(guò)。,NaOH,2銅的電解精煉與電鍍銅對(duì)比,精,粗,Cu22e=Cu,Cu2e=Cu2,進(jìn)入,減少,Cu22e=Cu,均不變,1在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是 A鋅做陽(yáng)極，鍍件做陰極，溶液中含有鋅離子 B鉑做陰極，鍍件做陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子 C鐵做陽(yáng)極，鍍件做陰極，溶液中含有亞鐵離子 D鋅做陰

5、極，鍍件做陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子,活學(xué)活用,答案,解析,本題考查的是電鍍的原理。電鍍?cè)硎清儗咏饘僮鲫?yáng)極，鍍件做陰極，含有鍍層金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液做電鍍液。,2如圖為電解NaCl飽和溶液的裝置。 (1)寫(xiě)出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)方程式： _。 將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞溶液中，觀察到的現(xiàn)象是_。,答案,解析,先變紅后退色,NaClH2O NaClOH2,由于陽(yáng)極是惰性電極，則電解飽和NaCl溶液的方程式為2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2，生成的Cl2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，故總反應(yīng)方程式為NaClH2O NaClOH2，酚酞溶

6、液遇NaOH顯紅色后被HClO氧化退色。,(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如右圖)。通電后，右圖豎直裝置下端B極上有大量氣泡產(chǎn)生，溶液中產(chǎn)生大量的Fe(OH)2白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。則裝置上端A極電極材料是_(填化學(xué)式)，B極上的電極反應(yīng)式_。,答案,解析,2H2e=H2,Fe,電解法制備Fe(OH)2時(shí)，采用金屬Fe做陽(yáng)極，其電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2； 陰極材料可以是鐵也可以是其他材料，其電極反應(yīng)為2H2e=H2，陰極生成堿與Fe2結(jié)合成Fe(OH)2沉淀。故B應(yīng)為陰極，陰極方程式為2H2e=H2，A電極則是鐵做陽(yáng)極，電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2。,二電解的有

7、關(guān)計(jì)算,1.將兩支惰性電極插入CuSO4溶液中，通電電解。 (1)當(dāng)有1.0103 mol的OH放電時(shí)，溶液顯淺藍(lán)色，則在陰極上析出銅的質(zhì)量是_。,新知導(dǎo)學(xué),0.032 g,答案,解析,用惰性電極電解CuSO4溶液時(shí)，電極反應(yīng)為陰極：2Cu24e=2Cu，陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O。當(dāng)有1.0103 mol的OH放電時(shí)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2為5.6 mL，此時(shí)轉(zhuǎn)移電子為1.0103 mol，則在陰極上析出Cu：32103 g。,(2)若溶液的體積為1 L，忽略溶液體積的變化，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出5.6 mL O2時(shí)，溶液的pH是_。,3,答案,解析,陽(yáng)極：4OH4e=2H2OO2 4 mol

8、1 mol n n1.0103 mol，消耗1.0103 mol OH，生成1.0103 mol H 則c(H) 1.0103 molL1 pHlgc(H)lg(1.0103)3。,2.用惰性電極電解0.1 L M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生b L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量是_，溶液的pH是_(均用含有a、b、x的代數(shù)式表示)。,答案,解析,由于陰、陽(yáng)兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相等，則有 或 由關(guān)系式xO24M得 均可解出M 又 由O24H可知：c(H)4 mol0.1 L molL1，則pH,1.計(jì)算類(lèi)型 有關(guān)電解的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算。如質(zhì)量、

9、氣體的體積、某元素的化合價(jià)、元素的相對(duì)原子質(zhì)量、溶液的物質(zhì)的量濃度和溶液的pH等。 2.方法技巧 (1)得失電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、通過(guò)陰、陽(yáng)兩極的電量相同等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。,(2)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。 (3)關(guān)系式計(jì)算：借得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。,3.把兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解質(zhì)溶液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是 A.27 mg B

10、.54 mg C.108 mg D.216 mg,活學(xué)活用,答案,解析,由電子得失守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液電解后產(chǎn)生酸，產(chǎn)生的H的物質(zhì)的量可由pH差來(lái)計(jì)算：pH從6.0變?yōu)?.0，即c(H)103 molL1，所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol，m(Ag)n(Ag)M5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。,4.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨做電極進(jìn)行電解，兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則原混合液中，Cu2的物質(zhì)的量濃度為 A.1 molL1 B.2 molL1 C

11、.3 molL1 D.4 molL1,答案,解析,分析電解H2SO4、CuSO4的混合液時(shí)陰、陽(yáng)兩極的電極反應(yīng)可知，兩極產(chǎn)生的氣體分別為H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol電子而得到，H2是由H得到 0.2 mol 電子而生成。由電子得失守恒知，還有0.2 mol電子是Cu2得到的，故Cu2的物質(zhì)的量是0.1 mol，則Cu2的物質(zhì)的量濃度為 1 molL1。,達(dá)標(biāo)檢測(cè)提升技能,1.如圖為電解飽和食鹽水的簡(jiǎn)單裝置，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A.電解一段時(shí)間后，向蛋殼內(nèi)的溶液中滴 加幾滴酚酞，呈紅色 B.蛋殼表面纏繞的鐵絲上發(fā)生氧化反應(yīng) C.鐵絲表面生成的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘

12、化鉀試紙變藍(lán) D.蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化 鈉溶液接觸,答案,解析,1,2,3,4,5,碳棒在蛋殼內(nèi)，溶液中的Cl在該極失電子被氧化，溶液的堿性不增強(qiáng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤； 蛋殼表面纏繞的鐵絲做陰極，H在該極發(fā)生還原反應(yīng)得到氫氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤； 鐵絲表面生成的氣體是氫氣，不能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，C項(xiàng)錯(cuò)誤； 蛋殼在該實(shí)驗(yàn)中的作用是阻止氣體通過(guò)，D項(xiàng)正確。,1,2,3,4,5,2.下列說(shuō)法正確的是 A.電解飽和NaCl溶液時(shí)，Na向陰極移動(dòng)，在陰極表面得電子析出 B.電解精煉銅裝置中粗銅做陰極 C.電鍍池中鍍層金屬做陽(yáng)極 D.通過(guò)電解MgCl2溶液的方法冶煉金屬鎂,答案,解析,1,2,3,4

13、,5,A項(xiàng)，在陰極上2H2e=H2，而不是Nae=Na，不正確； B項(xiàng)應(yīng)是純銅作陰極，不正確； D項(xiàng)電解MgCl2溶液的方程式為MgCl22H2O Mg(OH)2H2Cl2，應(yīng)采用電解熔融MgCl2冶煉金屬鎂，MgCl2(熔融) MgCl2，不正確。,1,2,3,4,5,3.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的是 A.a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl B.a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl C.a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和N

14、aCl D.a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl,答案,解析,1,2,3,4,5,有關(guān)反應(yīng)有2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因陽(yáng)極生成Cl2，陰極生成NaOH，為使二者充分反應(yīng)，Cl2應(yīng)在下端產(chǎn)生，從而推知電源b為正極，a為負(fù)極，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。,1,2,3,4,5,4.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Ni、Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2) A.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni22e=Ni B.電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加

15、相等 C.電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2和Zn2 D.電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中有Cu和Pt，沒(méi)有Zn、Fe、Ni,答案,解析,1,2,3,4,5,電解精煉鎳時(shí)，粗鎳做陽(yáng)極，純鎳做陰極，電解質(zhì)溶液中含有Ni2，則陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，F(xiàn)e2e=Fe2，Ni2e=Ni2，陰極電極反應(yīng)式為Ni22e=Ni，因此，電解過(guò)程中陽(yáng)極減少的質(zhì)量不等于陰極增加的質(zhì)量； 電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子有Fe2、Ni2、Zn2，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt，沒(méi)有Zn、Fe、Ni。,1,2,3,4,5,5.如下圖所示，甲、乙為相互串聯(lián)的兩個(gè)電解池。 (1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極名稱(chēng)為_(kāi)極，電極材料是_，電極反應(yīng)式為_(kāi)，電解質(zhì)溶液可以是_ _。,答案,解析,本題考查銅的精煉。陽(yáng)極材料為粗銅，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2； 陰極材料為精銅，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu。,