江苏省邳州市第二中学学高中化学第三章《电解池时》课件新人教版选修

1、第三节电解池共六十三页课程标准导航1.理解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼(jnglin)铜以及电冶金等电解原理的应用。3掌握电解原理的有关计算。共六十三页新知初探自学导引自主(zzh)学习一、电解原理1电解的概念使电流通过(tnggu)_溶液而在阴、阳两极引起_的过程。电解质氧化还原反应共六十三页2电解池(1)概念：将_转变(zhunbin)为_的装置。电能(dinnng)化学能共六十三页(2)阳极(yngj)与阴极阳极：与电源_相连的电极。阴极：与电源_相连的电极。(3)构成条件(如图)_电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；_。正极

2、(zhngj)负极直流构成闭合回路共六十三页(4)工作(gngzu)原理电极名称阴极阳极实验现象有_物质析出有_气体生成离子移动阳离子移向阴离子移向反应类型_反应_反应电极反应式Cu22e=Cu2Cl2e=Cl2电池反应红色(hngs)黄绿色还原氧化共六十三页结论：电解质溶液(rngy)的_过程，就是电解质溶液的电解过程。导电(dodin)共六十三页二、电解原理的应用1电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气(1)在NaCl溶液中存在着Na、Cl、H、OH四种离子,且阴、阳离子的放电(fng din)顺序为: Cl_OH，H _Na。即阴、阳共六十三页两极的电极(dinj)反应分别为：阳极：2Cl2e

3、=Cl2，发生了_反应。阴极：2H2e=H2，发生了_反应。氧化(ynghu)还原共六十三页氯碱工业(gngy)共六十三页2电镀(1)定义：电镀是应用_原理在某些金属表面镀上一薄层其他_或_的方法(fngf)。(2)电镀池的构成电解(dinji)金属合金共六十三页3电解(dinji)精炼铜共六十三页2Cl2e=Cl22Na2e=2Na共六十三页自主体验判断正误1在电解池中，与外接电源正极相连的电极是阳极(yngj)。()2用惰性电极电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变。()3电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等。()共六十三页4电解精炼铜时，用纯铜作阳极，粗铜作阴极。()5工业

4、上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。()6用U形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊试液(sh y)，通电后阳极处溶液变蓝。()答案：1. 2.3.4.5.6.共六十三页要点突破讲练互动电解时电极产物的判断探究导引1 电解饱和(boh)食盐水时阴极区溶液为什么呈碱性？共六十三页提示：电解(dinji)饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为HNa，所以H在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离；使阴极区溶液中c(OH)c(H)，所以阴极区溶液呈碱性。共六十三页要点归纳1阳极产物(chnw)的判断共六十三页阴离子放电顺序：即：活性阳极(金属)无氧酸根(sungn

5、)离子OH含氧酸根离子。共六十三页2阴极产物的判断与电极材料无关，直接(zhji)根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：共六十三页共六十三页特别(tbi)提醒共六十三页即时应用1(2012东莞高二检测)用惰性电极电解(dinji)稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2 DCu和O2共六十三页共六十三页探究导引2电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度如何变化？提示：由于阳极上溶解的金属为Fe、Zn、Ni、Cu等，而在阴极上只有Cu析出(xch)，根据电子守恒，溶解的Cu的量小于析出的Cu的量，所

6、以溶液中CuSO4的浓度逐渐减小。惰性电极电解电解质溶液的规律共六十三页要点(yodin)归纳1盐溶液放电顺序：共六十三页共六十三页共六十三页共六十三页共六十三页共六十三页共六十三页特别提醒(1)若阴极(ynj)为H放电，则阴极区c(OH)增大, pH增大;若阳极区OH放电,则阳极区c(H)增大，pH减小;若阴、阳极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。共六十三页(2)电解质溶液(rngy)恢复原状的方法：“少什么加什么，少多少加多少，一般加阳极产物与阴极产物的反应物”。共六十三页即时(jsh)应用2下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.

7、00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。共六十三页共六十三页(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加(zngji)。据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；共六十三页列式计算电极b上生成(shn chn)的气体在标准状况下的体积：_；电极c的质量变化是_g；共六十三页电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述(jin sh)其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；共六十三页(2)如果电解(dinji)过程中铜全部析出，此时电解(dinji)能否继续进行，为什么？

8、_。共六十三页解析：(1)乙中c电极质量增加，说明c处发生的反应为：Cu22e=Cu，c电极应为阴极，则M为负极，N为正极(zhngj)。甲中放的是NaOH溶液，电解时实质上是电解水，b电极上发生的电极反应为：4OH4e=2H2OO2。而要求算出b电极上产生的气体体积，就必须先根据丙中K2SO4浓度的变化计算出转移电子的数目。共六十三页设丙中电解水的质量为x g，由电解前后溶质质量相等可得：10010%(100 x) 10.47%，x4.5 g，所以(suy)整个反应转移了0.5 mol电子，根据电极方程式可计算出b电极放出的O2为0.125 mol，其体积为2.8 L，c电极上析出的铜为0.

9、25 mol,其质量为16 g。共六十三页甲中电解的是水，NaOH浓度增大；乙中水电离出来的OH放电，H浓度增大；丙中电解的也是水，虽然K2SO4浓度变大，但pH不变。(2)铜全部析出时溶液(rngy)变为H2SO4溶液，电解仍可以进行。共六十三页共六十三页16碱性增大，因为(yn wi)电解后，水量减少,溶液中NaOH浓度增加酸性增大，因为阳极上OH生成O2，溶液中H浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应共六十三页题型探究权威预测电解原理的应用例1 (2010高考海

10、南卷改编题)利用(lyng)电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()共六十三页A电解时以精铜作阳极B电解时阳极发生还原(hun yun)反应C精铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu22eD电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥共六十三页【解析】电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去(shq)电子逐渐溶解，Cu2得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极,发生氧化反应，A、B、C错误；共六十三页越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子,变成Fe2、Zn2进入溶液，然后

11、是铜失去电子,变成Cu2进入溶液, 因Ag、Pt等金属不如(br)铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥，D正确。【答案】D共六十三页【规律方法】分析电解原理应用的主要思路：通电前：判断电解质溶液的电离过程(guchng)(包括电解质和水的电离)及存在的离子。通电后：判断阴、阳离子的放电顺序及离子的移动方向。电解结果：分析两极现象、水的电离平衡、离子浓度、溶液酸碱性、pH变化等。共六十三页 用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液(rngy)中，通电电解，当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()

12、A27 mgB54 mgC108 mg D216 mg有关电解的计算例2共六十三页【解析】在阳极，水电离出的OH放电，破坏了水的电离平衡，H浓度增大。由题意知：n(H)0.5 L(103106)molL15104mol，阴阳两极得失电子数目相等,阴极析出的银的物质(wzh)的量等于阳极产生H的物质的量，m(Ag)5104mol108 gmol1103mg/g54 mg。【答案】B共六十三页【规律方法】电化学计算的常用方法(1)根据电子守恒计算用于串联电路、阴阳两极产物、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。(2)根据总反应式中的计量(jling)关系计算先写出电极

13、反应式，再写出总反应式或直接共六十三页运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算利用得失电子守恒关系(gun x)建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需关系(gun x)式。如4e4Ag2Cu2Cl22H2O24H4OH。共六十三页电解原理的应用电化学知识既可以结合学科内知识，如化学现象的判断(pndun)和分析、定量实验的操作要求、氧化还原反应问题的分析等，也可以涉及学热点示例思维拓展共六十三页科间知识(zh shi)的综合应用，如联系物理学中有关和电池的连接、阿伏加德罗常数的测定等，还可与生产和生活实际(如金属的腐蚀和防护)、金属的回收等问题联系。共六十三页经典案例某

14、研究性学习小组的学生为了从含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的废液中回收Cu，设计了两种方案并进行评价。请回答有关问题：方案1：向废液中加入过量(guling)的铁粉，充分反应后，_。在所得滤渣中加入足量的盐酸,充分反应后，再过滤即得到铜。共六十三页方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH1，用铜和石墨作电极进行电解。当观察到_时，即停止电解，这时要回收的Cu已全部析出(xch)。(1)方案1中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为_，过滤操作时，需要用到的玻璃仪器是_。共六十三页(2)方案2在电极上直接回收铜，操作上比方案1简便，但方案2也有不足之处(b z zh ch)，主要表现为_。共六十三页【解析(ji x)】方案1是根据铁的还原性比铜强,用铁把铜置换出来，分离固体与液体的混合物时应该用过滤的方法。方案2是利用电解原理，使铜在电解池的阴极析出。氧化性强弱顺序为：Fe3Cu2HFe2，所以电解时在阴极上首先发生的反应是2Fe32e=2Fe2，然后是Cu22e=Cu，共六十三页当铜全部析出后即发生反应2H2e= H2，所以当看到阴极上有气体放出时，说明铜已经全部析出，在阳极(yngj)上首先放电的是Cl，Cl失电子产生氯气，而氯气有毒会污染环境，同时方案2用了电解的方法，成本较高。共六十三页【答案】方