第4章第3節(jié)第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用

1、第第四四章章第第三三節(jié)節(jié)第第二二課課時(shí)時(shí)課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì)名師課堂名師課堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2 2考點(diǎn)一考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)二課堂課堂1010分鐘練習(xí)分鐘練習(xí)課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3 3課下課下3030分鐘演練分鐘演練返回返回返回返回返回 (1) (1)電離：電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下，離解電離：電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下，離解出出 的過(guò)程。的過(guò)程。 (2)(2)通電條件下，陽(yáng)離子向電解池的通電條件下，陽(yáng)離子向電解池的陰陰極定向運(yùn)動(dòng)，極定向運(yùn)動(dòng)，并在電極上發(fā)生并在電極上發(fā)生 反應(yīng)；陰離子向電解池的陽(yáng)極反應(yīng)；陰離子向電解池的陽(yáng)極定向

2、運(yùn)動(dòng)，并在電極定向運(yùn)動(dòng)，并在電極( (惰性惰性) )上發(fā)生上發(fā)生 反應(yīng)。反應(yīng)。自由移動(dòng)離子自由移動(dòng)離子還原還原氧化氧化返回返回返回一、電解飽和食鹽水一、電解飽和食鹽水1 1裝置裝置返回2原理原理(1)電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)、電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)、電極反應(yīng)式為： 。陰極：發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：陰極：發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為： 。2Cl2e=Cl22H2e=H2返回(2)總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：化學(xué)方程式：化學(xué)方程式： 。離子方程式：離子方程式： 。返回 二、電鍍二、電鍍 1 1定義定義 電鍍是應(yīng)用電鍍是應(yīng)用 原理在某些金屬表面鍍上一薄層其原理在某些金屬表面鍍上一薄

3、層其他他 或或 的方法。的方法。 2 2電鍍池的構(gòu)成電鍍池的構(gòu)成金屬金屬合金合金電解電解返回 (1)實(shí)例：實(shí)例：(往鐵件上鍍銅往鐵件上鍍銅) 陰極材料：陰極材料： ，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式： ； 陽(yáng)極材料：陽(yáng)極材料： ，電極反應(yīng)式：，電極反應(yīng)式： ； 電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液： 溶液。溶液。 (2)電鍍的目的主要是增強(qiáng)金屬電鍍的目的主要是增強(qiáng)金屬 能力，增強(qiáng)美觀能力，增強(qiáng)美觀和表面硬度。和表面硬度。FeCuCu22e=CuCu2e=Cu2CuSO4抗腐蝕抗腐蝕返回三、電解精煉銅三、電解精煉銅返回 四、電冶金四、電冶金 1金屬冶煉的本質(zhì)金屬冶煉的本質(zhì) 使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合使礦

4、石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中物中 出來(lái)。如出來(lái)。如Mnne=M。 2電冶金電冶金 電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，適用于一些電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，適用于一些 單質(zhì)的制取，如冶煉鈉、鎂、鋁等活潑單質(zhì)的制取，如冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬。金屬。還原還原活潑金屬活潑金屬返回3電解熔融的氯化鈉電解熔融的氯化鈉陽(yáng)極反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)： ；陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)： ；總反應(yīng)：總反應(yīng)： 。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na返回返回1下列關(guān)于銅電極的敘述中，正確的是下列關(guān)于銅電極的敘述中，正確的是()A銅鋅原電池中銅是正極銅鋅原電池中銅是正極B用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陰極用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陰極

5、C在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陰極在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陰極D電解稀硫酸制電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極時(shí)銅作陽(yáng)極返回分析：分析：本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。A敘述敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。B、C、D敘敘述的是電解池。電解池的陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，述的是電解池。電解池的陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時(shí)，粗銅陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時(shí)，粗銅應(yīng)作為陽(yáng)極，鍍銅時(shí)銅也應(yīng)作為陽(yáng)極以提供應(yīng)作為陽(yáng)極，鍍銅時(shí)銅也應(yīng)作為陽(yáng)極以提供Cu2，而電，而電

6、解稀硫酸時(shí)，如把銅作為陽(yáng)極，銅就會(huì)首先放電，陽(yáng)極解稀硫酸時(shí)，如把銅作為陽(yáng)極，銅就會(huì)首先放電，陽(yáng)極就不能產(chǎn)生氧氣。就不能產(chǎn)生氧氣。答案：答案：A返回2在某鍍件鍍銅時(shí)，電鍍液中在某鍍件鍍銅時(shí)，電鍍液中CuSO4溶液的濃度是溶液的濃度是否發(fā)生變化？否發(fā)生變化？分析：分析：在鍍件鍍銅時(shí)，陽(yáng)極：在鍍件鍍銅時(shí)，陽(yáng)極：Cu2e=Cu2，陰極：陰極：Cu22e=Cu，所以電鍍法中，所以電鍍法中c(CuSO4)保持不變。保持不變。答案：答案：電鍍液中電鍍液中CuSO4濃度保持不變。濃度保持不變。返回3思考與討論：電解精煉銅時(shí)，粗銅中的雜質(zhì)思考與討論：電解精煉銅時(shí)，粗銅中的雜質(zhì)(如如Zn、Fe、Au等等)到哪里去

7、了？到哪里去了？答案：答案：粗銅中的粗銅中的Zn、Fe比比Cu先失電子轉(zhuǎn)變?yōu)橄仁щ娮愚D(zhuǎn)變?yōu)閆n2、Fe2進(jìn)入電解質(zhì)溶液中；而比進(jìn)入電解質(zhì)溶液中；而比Cu不活潑的不活潑的Au不失電子，不失電子，在在Cu大量消耗時(shí)，大量消耗時(shí)，Au從粗銅板上脫落在陽(yáng)極區(qū)形成陽(yáng)從粗銅板上脫落在陽(yáng)極區(qū)形成陽(yáng)極泥。極泥。返回4用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給0.2 mol電電子時(shí)停止通電。若此溶液體積為子時(shí)停止通電。若此溶液體積為2 L，則所得電解液，則所得電解液的的pH是是 ()A1 B8C13 D14返回分析：分析：電解食鹽水時(shí)供給電解食鹽水時(shí)供給0.2 mol電子，則消

8、耗的電子，則消耗的H為為0.2 mol，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)產(chǎn)生OH0.2 mol，溶液體積，溶液體積為為2 L，則，則c(OH)0.1 mol/L，故，故pH13。答案：答案：C返回5設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明電解飽和食鹽水時(shí)，陰極有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明電解飽和食鹽水時(shí)，陰極有NaOH生成，陽(yáng)極有生成，陽(yáng)極有Cl2產(chǎn)生。產(chǎn)生。(1)證明證明NaOH：_；(2)證明證明Cl2：_。返回答案：答案：(1)向陰極區(qū)滴入幾滴酚酞，溶液變紅，證明向陰極區(qū)滴入幾滴酚酞，溶液變紅，證明陰極有陰極有NaOH生成生成(2)將濕潤(rùn)的淀粉將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近陽(yáng)極區(qū)，試紙變藍(lán)，證試紙靠近陽(yáng)極區(qū)，試紙變藍(lán)，證明有明有Cl2生成生

9、成返回返回返回 1 1原電池、電解池、電鍍池的判斷方法原電池、電解池、電鍍池的判斷方法 (1)(1)若裝置中無(wú)外加電源，則該裝置可能為原電若裝置中無(wú)外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。 (2)(2)若裝置中有外加電源，且兩電極插入電解質(zhì)若裝置中有外加電源，且兩電極插入電解質(zhì)溶液中并構(gòu)成閉合回路，溶液中并構(gòu)成閉合回路， 則該裝置為電解池或電鍍則該裝置為電解池或電鍍池，電解質(zhì)溶液中含有陽(yáng)極金屬離子的即為電鍍池，池，電解質(zhì)溶液中含有陽(yáng)極金屬離子的即為電鍍池，否則為一般電解池。否則為一般電解池。返回2 2電鍍銅與精煉銅的比較電

10、鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅電鍍銅精煉銅精煉銅能量轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變電能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極材料陽(yáng)極材料純銅純銅粗銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì)含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料陰極材料鍍件鍍件純銅純銅陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等等返回電鍍銅電鍍銅精煉銅精煉銅陰極反應(yīng)陰極反應(yīng)Cu22e=CuCu22e=Cu電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液及其變化及其變化硫酸銅溶液保硫酸銅溶液保持不變持不變反應(yīng)后硫酸銅溶液中混有反應(yīng)后硫酸銅溶液中混有Zn2等，等，Cu2濃度減小濃度減小返回 例例1(2011山東高考，有改動(dòng)山東高考，有改動(dòng))以以KCl和和ZnCl

11、2 混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法正確的是正確的是 ()返回 A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程程是該原電池的充電過(guò)程 B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系 C電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率應(yīng)速率 D工業(yè)上電解飽和食鹽水制取工業(yè)上電解飽和食鹽水制取Na和和Cl2返回 解析解析本題考查電鍍，意在考查考生對(duì)電鍍?cè)绢}考查電鍍，意在考查考生對(duì)電鍍

12、原理的理解和應(yīng)用能力。未通電前上述裝置不能構(gòu)成理的理解和應(yīng)用能力。未通電前上述裝置不能構(gòu)成原電池，原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅的析出量與通過(guò)的電量成正比，項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅的析出量與通過(guò)的電量成正比，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍時(shí)電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍時(shí)電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)，C項(xiàng)正確；工業(yè)上電解熔融項(xiàng)正確；工業(yè)上電解熔融NaCl制取制取Na和和Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案C返回 電鍍條件下，鍍層金屬離子濃度遠(yuǎn)高于其他陽(yáng)離子電鍍條件下，鍍層金屬離子濃度遠(yuǎn)高于其他陽(yáng)離子濃度，因此一定是電鍍液中的鍍層金屬離子得到電子變濃度，因此一定是電鍍液中的鍍層金屬離子得到電子變?yōu)榻?/p>

13、屬單質(zhì)在陰極析出，而不是其他陽(yáng)離子。例如在鐵為金屬單質(zhì)在陰極析出，而不是其他陽(yáng)離子。例如在鐵片上鍍鋅時(shí)，陰極反應(yīng)式為片上鍍鋅時(shí)，陰極反應(yīng)式為Zn22e=Zn，而不是，而不是2H2e=H2。返回返回 1 1計(jì)算的原則計(jì)算的原則 (1)(1)陽(yáng)極失去的電子數(shù)陰極得到的電子數(shù)。陽(yáng)極失去的電子數(shù)陰極得到的電子數(shù)。 (2)(2)串聯(lián)電路中通過(guò)各電解池的電子總數(shù)相等。串聯(lián)電路中通過(guò)各電解池的電子總數(shù)相等。 (3)(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。返回 2 2計(jì)算的方法計(jì)算的方法 (1)(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串連電路、陰陽(yáng)根據(jù)電子守

14、恒法計(jì)算：用于串連電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 (2)(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再根據(jù)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。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。返回 (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒的關(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。已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。 電解計(jì)算時(shí)常用的定量關(guān)系為：電解計(jì)算時(shí)常用的

15、定量關(guān)系為： 4e4H4OH2H2O22Cu4Ag。返回 例例2(2012棗莊高二質(zhì)檢棗莊高二質(zhì)檢)將含有將含有0.4 mol Cu(NO3)2和和0.4 mol KCl的水溶液的水溶液1 L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一電極上析出在一電極上析出19.2 g Cu；此時(shí)，在另一電極上放出氣；此時(shí)，在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶解解) () A3.36 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L 返回 解析解析陰極析出銅陰極析出銅0.3 mol，由，由Cu22e=Cu知知Cu

16、2得到得到0.6 mol電子，根據(jù)電子，根據(jù)2Cl2e=Cl2，求出當(dāng)，求出當(dāng)溶液中溶液中Cl全部參與電極反應(yīng)時(shí)，放出全部參與電極反應(yīng)時(shí)，放出Cl2 0.2 mol，失去，失去電子電子0.4 mol。因此在陽(yáng)極還有。因此在陽(yáng)極還有OH放電，根據(jù)放電，根據(jù)4OH4e=2H2OO2和電子守恒在陽(yáng)極有和電子守恒在陽(yáng)極有0.05 mol O2放出，即放出，即陽(yáng)極共放出陽(yáng)極共放出0.25 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下為標(biāo)準(zhǔn)狀況下為5.6 L的氣體。的氣體。 答案答案B返回解答電解計(jì)算題的基本步驟解答電解計(jì)算題的基本步驟 (1)(1)正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式( (要特別注意陽(yáng)極材料要特別注意陽(yáng)極材料) )。 (2)(2)當(dāng)溶液中有多種離子共存時(shí)，先要根據(jù)離子放當(dāng)溶液中有多種離子共存時(shí)，先要根據(jù)離子放電順序確定離子放電的先后。電順序確定離子放電的先后。 (3)(3)根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。返回返回點(diǎn)擊下圖進(jìn)入點(diǎn)擊下圖進(jìn)入“課課堂堂1010分鐘練習(xí)分鐘練習(xí)”返回返回返回 (2