第4章第3节第2课时电解原理的应用

1、第第四四章章第第三三节节第第二二课课时时课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关设计设计设计设计2 2考点一考点一考点二考点二课堂课堂1010分钟练习分钟练习课堂课堂5 5分钟归纳分钟归纳设计设计3 3课下课下3030分钟演练分钟演练返回返回返回返回返回 (1) (1)电离：电解质在水溶液里或熔融状态下，离解电离：电解质在水溶液里或熔融状态下，离解出出 的过程。的过程。 (2)(2)通电条件下，阳离子向电解池的通电条件下，阳离子向电解池的阴阴极定向运动，极定向运动，并在电极上发生并在电极上发生 反应；阴离子向电解池的阳极反应；阴离子向电解池的阳极定向

2、运动，并在电极定向运动，并在电极( (惰性惰性) )上发生上发生 反应。反应。自由移动离子自由移动离子还原还原氧化氧化返回返回返回一、电解饱和食盐水一、电解饱和食盐水1 1装置装置返回2原理原理(1)电极反应：电极反应：阳极：发生氧化反应、电极反应式为：阳极：发生氧化反应、电极反应式为： 。阴极：发生还原反应，电极反应式为：阴极：发生还原反应，电极反应式为： 。2Cl2e=Cl22H2e=H2返回(2)总反应式：总反应式：化学方程式：化学方程式： 。离子方程式：离子方程式： 。返回 二、电镀二、电镀 1 1定义定义 电镀是应用电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其原理在某些金属表面镀上一薄

3、层其他他 或或 的方法。的方法。 2 2电镀池的构成电镀池的构成金属金属合金合金电解电解返回 (1)实例：实例：(往铁件上镀铜往铁件上镀铜) 阴极材料：阴极材料： ，电极反应式：，电极反应式： ； 阳极材料：阳极材料： ，电极反应式：，电极反应式： ； 电解质溶液：电解质溶液： 溶液。溶液。 (2)电镀的目的主要是增强金属电镀的目的主要是增强金属 能力，增强美观能力，增强美观和表面硬度。和表面硬度。FeCuCu22e=CuCu2e=Cu2CuSO4抗腐蚀抗腐蚀返回三、电解精炼铜三、电解精炼铜返回 四、电冶金四、电冶金 1金属冶炼的本质金属冶炼的本质 使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合使矿

4、石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中物中 出来。如出来。如Mnne=M。 2电冶金电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些 单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。金属。还原还原活泼金属活泼金属返回3电解熔融的氯化钠电解熔融的氯化钠阳极反应：阳极反应： ；阴极反应：阴极反应： ；总反应：总反应： 。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na返回返回1下列关于铜电极的叙述中，正确的是下列关于铜电极的叙述中，正确的是()A铜锌原电池中铜是正极铜锌原电池中铜是正极B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极

5、C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极D电解稀硫酸制电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极时铜作阳极返回分析：分析：本题主要考查了原电池、电解池的区别。本题主要考查了原电池、电解池的区别。A叙述叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。B、C、D叙叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2，而电，而电

6、解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。就不能产生氧气。答案：答案：A返回2在某镀件镀铜时，电镀液中在某镀件镀铜时，电镀液中CuSO4溶液的浓度是溶液的浓度是否发生变化？否发生变化？分析：分析：在镀件镀铜时，阳极：在镀件镀铜时，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：阴极：Cu22e=Cu，所以电镀法中，所以电镀法中c(CuSO4)保持不变。保持不变。答案：答案：电镀液中电镀液中CuSO4浓度保持不变。浓度保持不变。返回3思考与讨论：电解精炼铜时，粗铜中的杂质思考与讨论：电解精炼铜时，粗铜中的杂质(如如Zn、Fe、Au等等)到哪里去

7、了？到哪里去了？答案：答案：粗铜中的粗铜中的Zn、Fe比比Cu先失电子转变为先失电子转变为Zn2、Fe2进入电解质溶液中；而比进入电解质溶液中；而比Cu不活泼的不活泼的Au不失电子，不失电子，在在Cu大量消耗时，大量消耗时，Au从粗铜板上脱落在阳极区形成阳从粗铜板上脱落在阳极区形成阳极泥。极泥。返回4用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电电子时停止通电。若此溶液体积为子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液，则所得电解液的的pH是是 ()A1 B8C13 D14返回分析：分析：电解食盐水时供给电解食盐水时供给0.2 mol电子，则消

8、耗的电子，则消耗的H为为0.2 mol，同时产生，同时产生OH0.2 mol，溶液体积，溶液体积为为2 L，则，则c(OH)0.1 mol/L，故，故pH13。答案：答案：C返回5设计简单的实验证明电解饱和食盐水时，阴极有设计简单的实验证明电解饱和食盐水时，阴极有NaOH生成，阳极有生成，阳极有Cl2产生。产生。(1)证明证明NaOH：_；(2)证明证明Cl2：_。返回答案：答案：(1)向阴极区滴入几滴酚酞，溶液变红，证明向阴极区滴入几滴酚酞，溶液变红，证明阴极有阴极有NaOH生成生成(2)将湿润的淀粉将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极区，试纸变蓝，证试纸靠近阳极区，试纸变蓝，证明有明有Cl2生成生

9、成返回返回返回 1 1原电池、电解池、电镀池的判断方法原电池、电解池、电镀池的判断方法 (1)(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。 (2)(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路，溶液中并构成闭合回路， 则该装置为电解池或电镀则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。否则为一般电解池。返回2 2电镀铜与精炼铜的比较电

10、镀铜与精炼铜的比较电镀铜电镀铜精炼铜精炼铜能量转变能量转变电能转化为电能转化为化学能化学能电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料阳极材料纯铜纯铜粗铜粗铜(含锌、银、金等杂质含锌、银、金等杂质)阴极材料阴极材料镀件镀件纯铜纯铜阳极反应阳极反应Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等等返回电镀铜电镀铜精炼铜精炼铜阴极反应阴极反应Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液电解质溶液及其变化及其变化硫酸铜溶液保硫酸铜溶液保持不变持不变反应后硫酸铜溶液中混有反应后硫酸铜溶液中混有Zn2等，等，Cu2浓度减小浓度减小返回 例例1(2011山东高考，有改动山东高考，有改动)以以KCl和和ZnCl

11、2 混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是正确的是 ()返回 A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程程是该原电池的充电过程 B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系锌的析出量无确定关系 C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率应速率 D工业上电解饱和食盐水制取工业上电解饱和食盐水制取Na和和Cl2返回 解析解析本题考查电镀，意在考查考生对电镀原本题考查电镀，意在考查考生对电镀

12、原理的理解和应用能力。未通电前上述装置不能构成理的理解和应用能力。未通电前上述装置不能构成原电池，原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，与温度无关，C项正确；工业上电解熔融项正确；工业上电解熔融NaCl制取制取Na和和Cl2，D项错误。项错误。 答案答案C返回 电镀条件下，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子电镀条件下，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金

13、属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为片上镀锌时，阴极反应式为Zn22e=Zn，而不是，而不是2H2e=H2。返回返回 1 1计算的原则计算的原则 (1)(1)阳极失去的电子数阴极得到的电子数。阳极失去的电子数阴极得到的电子数。 (2)(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。串联电路中通过各电解池的电子总数相等。 (3)(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。返回 2 2计算的方法计算的方法 (1)(1)根据电子守恒法计算：用于串连电路、阴阳根据电子守

14、恒法计算：用于串连电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。返回 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 电解计算时常用的定量关系为：电解计算时常用的

15、定量关系为： 4e4H4OH2H2O22Cu4Ag。返回 例例2(2012枣庄高二质检枣庄高二质检)将含有将含有0.4 mol Cu(NO3)2和和0.4 mol KCl的水溶液的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶不考虑产生的气体在水中的溶解解) () A3.36 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L 返回 解析解析阴极析出铜阴极析出铜0.3 mol，由，由Cu22e=Cu知知Cu

16、2得到得到0.6 mol电子，根据电子，根据2Cl2e=Cl2，求出当，求出当溶液中溶液中Cl全部参与电极反应时，放出全部参与电极反应时，放出Cl2 0.2 mol，失去，失去电子电子0.4 mol。因此在阳极还有。因此在阳极还有OH放电，根据放电，根据4OH4e=2H2OO2和电子守恒在阳极有和电子守恒在阳极有0.05 mol O2放出，即放出，即阳极共放出阳极共放出0.25 mol标准状况下为标准状况下为5.6 L的气体。的气体。 答案答案B返回解答电解计算题的基本步骤解答电解计算题的基本步骤 (1)(1)正确书写电极反应式正确书写电极反应式( (要特别注意阳极材料要特别注意阳极材料) )。 (2)(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。电顺序确定离子放电的先后。 (3)(3)根据得失电子守恒进行相关计算。根据得失电子守恒进行相关计算。返回返回点击下图进入点击下图进入“课课堂堂1010分钟练习分钟练习”返回返回返回 (2