电解原理及应用

1、电解原理及应用学习目标知识与技能：1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化；2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。过程与方法：1、利用惰性电极电解氯化铜的实验，探究电解原理2、了解电解的应用，特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。情感态度与价值观：通过电解知识的学习，发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。重 点：理解电解原理和以电解 CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。难 点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，电解原理的应用。先学后教回顾： 电解质是

2、指在 能够导电的 。电离是指电解质在 或状态下离解成 过程。电解质溶液或熔融电解质导电的实质是 。一、电解1、定义：2、电解装置一电解池（槽）（1）定义：（2）构成条件： 提供电能 形成闭合回路 帮助实现能量转化（3 ）能量转化方式：（4 ）电极名称、电极判断和电极反应类型：左边石墨棒电极名称： ，电极反应类型： 右边石墨棒电极名称： ，电极反应类型： 电解质溶液中离子的迁移方向： 例1试写出以石墨为电极分别电解下列溶液的电极反应式和电解总方程式:（1）NaCI 溶液（2）CuS04 溶液（3）NaOH 溶液（4）K2SO4溶液（5）CuCl2 溶液以学定教例2:如图所示，下列叙述正确的是（）

3、A.Y为阴极，发生还原反应 B.X为正极，发生氧化反应C. Y与滤纸接触处有氧气生成D. X与滤纸接触处变红感悟高考：1. （2007年江苏）某同学按右图所示的装置进 行电解实验。下列说法正确的是（）A .电解过程中，铜电极上有H2产生铜丝（只允许S02通过）（滴加了 Na2SO4、酚酞溶液）表面皿B 电解初期，主反应方程式为:电解CU+H2SO4CUSO4+H2 fC.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D .整个电解过程中， 三、电解原理的应用H +的浓度不断增大3、电解规律（惰性电极）类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原电解水电解电解质放H2生 碱放O2生酸1、铜的电解精炼

4、：作阳极， 作阴极 ，作电解质溶液。电极反应式：阳极，阴极。思考与交流：精炼过程中比铜活泼的 Zn将如何？比铜不活泼的 Ag等杂质将如何？电解液 的浓度将如何？若阴极析出增重 6.4克，则转移电子是否一定为 0.2Na?若阳极减轻6.4克，则转移电子是 否一定为0.2Na?2、电镀铜电镀材料的选择：(试以在铁件上镀铜为例)阳极：，阴极：。电镀液：思考与交流：电镀过程中，电镀液中离子浓度变化如何？如何使镀层更光亮和精美？电镀液 能否直接排放？电镀的优点： 。小结：电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度(严格说是镀层金属离子的浓度)保 持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、ObT般不放电。“三

5、池”比较内容原电池电解池电镀池装置图定义形成条件两电极名 称及反应电子流向电解液变 化3、电解饱和食盐水一氯碱工业4、电冶金)B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极例1下列描述中，不符合生产实际的是(A. 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 5、其它应用例2：工业上为了处理含有 CEO?2-的酸性工业废水， 采用如下的处理办法： 往工业废水中加 入适量的食盐，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH) 3和Fe(OH)3生成，废水可达排放标准。简要回答下列回题：(1 )阳极和阴极发生的电极反应？为什么要加适量的NaC

6、I ?(2)把62O72-变为Cr3+的离子反应方程式。(3 )能否用石墨电极代替铁电极达到电解除铬的目的？简述原因。感悟高考：1. (2009宁夏卷37).请回答氯碱工业的如下问题：(1) 氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k =。(2) 原料粗盐中常含有泥沙和Ca2： Mg： Fe3*、SQ2等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为Na 2CO、HCI (盐酸)BaCI 2,这3种试剂添加的合理顺序是 (填序号)（3）氯碱工业是高耗能产业， 一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30 %以上。在这种工艺设

7、计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所 用的离子膜都只允许阳离子通过。情制饱和NaCl溶液甜N如曲容液稀顶就丄溶液NaOH溶液液从电解池）E C燃料电池）（电解液的浓度、电解后的 例3:某溶液中含有两种溶质 该混合液。下列叙述不正确的是 A.阴极自始至终均析出 H2 C.电解最后阶段为电解水感悟高考：2. （2003全国理综）如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中 B是两块纯铜片，插在 CuSQ4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为 当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了 0.25g ,. 则图装置中的X端应与直流电的 极相连，

8、它是电解池的极。 电解后铜片B的质量 （答 增加” 减少”或 不变”）。【当堂训练】1. （09浙江卷12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为锂离子15n1二：电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体） 能传导 Li 的高分子材料。这种锂离子电池的 放电Li+2Li 0.35 NiO-充电丄 2Li.85NiO2、CuSCM稀洛液，电解质为一种池反应为： 图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小。 分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：，负极：。 这样设计的主要节（电）能之处在于（写出 2处）、。四、电解的有关

9、计算pH及电解产物的量等，方法：电子守恒）NaCl和HLSQ,它们的物质的量之比为 3 : 1，用石墨电极电解 ）阳极先析出C12,后析出Q2.溶液pH不断增大，最后为 7F列说法不正确的是A .放电时，负极的电极反应式：Li-e*LiB. 充电时，Li 0.85 NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C. 该电池不能用水溶液作为电解质D .放电过程中Li 向负极移动2. （ 09北京卷6）下列叙述不正确.的是A 铁表面镀锌，铁作阳极B 船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e=40HD 工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl-2e-=Cl23.

10、（ 08全国n卷）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是（）A. 逸出气体的体积：a电极的小于b电极的厂弓卜一B. 电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体bC. a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色：;_D . a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色槪1科益就匸稱港 刁4. （09全国卷I 28（15分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的 CuSO4溶液和100g 10.00%勺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1

11、0.47%,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上发生的电极反应列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积: 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?【当堂反馈】1. （ 08上海卷）取一张用饱和的 NaCI溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流2.呈浅红色。则下列说法错误的是A. b电极是阴极C.电解过程中水是氧化剂 （08天津卷）下列叙述正确的是（电源，一段时间后，发现 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色, （）B.

12、 a电极与电源的正极相连D . b电极附近溶液的 pH变小 ）A .在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B.用惰性电极电解 Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1: 2C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成 1 molNaOHD .镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀3. （2007全国卷天津考题 ）12 .下列有关工业生产的叙述正确的是A .合成氨生产过程中将 NH 3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率B .硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换

13、膜法，可防止阴极室产生的C12进入阳极室D 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小4. （ 08全国I卷） 电解100mL含c （ H + ）= 0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A. 0.10mol/LAg+B. 0.02mol/L Zn 2+C. 0.20mol/L Cu 2+D . 0.20mol/L Pb 2+5、（2007年广东卷一20）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCL溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的CI?在弱碱性条件下生

14、成 ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是（）A、可用铁作阳极材料B、 电解过程中阳极附近溶液的pH升高C、 阳极反应方程式为：2Cl 2e = Cl2D、 1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子。6、 （2007年全国卷I 8）以惰性电极电解 CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出 Cu的质量为（）A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g7. （ 08山东卷）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量 K +、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：冷却.提供的试剂：饱和 Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCI?溶液 Ba（NO 3）2 溶液 75%乙醇四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序査说咀源依次为 （只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量 KCl，选用的试剂为 。用提纯的NaCl配制500 mL4.00 mol -1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻 璃棒外还有 （填仪器名称）。（3