【优化巩固】高中化学 第四章 第三节 第二课时 电解原理的应用课件 新人教选修4

第二课时电解原理的应用第二课时电解原理的应用预习全程设计名师全程导学案

例全程导航训练全程跟踪第三节电解池一、氯碱工业1．饱和食盐水中的离子在饱和食盐水中，氯化钠完全电离产生了

和

，同时水部分电离产生了

和

.2．离子的移动方向通电后

和

向阴极移动，

和

向阳极移动．Na＋H＋Cl－OH－Na＋H＋Cl－OH－3．电极上的放电顺序阳极：

>

，阴极：

>_

.4．电极反应阳极：

，阴极：

.5．总反应

.Cl－OH－2Cl－―2e－===Cl2↑H＋Na＋2H＋＋2e－===H2↑1．在氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，铁网作阴极，能否将电极接反？提示：不能．因为只有惰性电极作阳极时，Cl－才会放电产生Cl2，而铁是活性电极，如果铁作阳极，电极反应是Fe－2e－===Fe2＋.二、电镀1．概念应用

原理在某些金属表面镀上一薄层

或

的方法．2．目的使金属增强

，增加

．合金电解抗腐蚀能力其他金属美观和表面硬度3．原理(1)电极的选择：阳极：

；阴极：

．(2)电解质溶液的选择：使用含有

的电解

质溶液．镀层金属镀层金属离子待镀金属制品(3)电极反应(以镀铜为例)：阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu.(4)电解液的变化：由于阳极上生成的

的物质的量和阴极上析出的

的物质的量相等，所以溶液

．阳离子没有变化阳离子4．粗铜精炼用电解法精炼粗铜时，用

作阳极，

作阴极，

作电解质溶液．粗铜粗铜硫酸铜溶液三、电冶金金1．需用电冶冶金法冶炼炼的金属：：电解法适适合于、、等活泼金属属的冶炼．．2．发生的电电极反应(电解法制铝铝)：阳极：2O2－―4e－===O2↑.阴极：.钠镁铝Al3＋＋3e－===Al2．电解法制制取钠、镁镁、铝时能能不能电解解含有这些些金属阳离子的水水溶液？提示：不能，水溶溶液中含有有氢离子，，而氢离子子比以上三三种金属的的阳离子易易得电子.1．如果用U形管作电解解饱和食盐盐水的实验验，通电前前在U形管的两端端滴加2滴石蕊溶液液，通电后后阴极处溶溶液变蓝()提示：正确．阴极极处生成H2和NaOH，溶液显碱碱性．2．在上述实实验后如果果将两电极极互换，继继续通电，，则此时阳极处溶溶液褪色()提示：正确．原来来阴极生成成的NaOH与后来互换换电极后生生成的Cl2发生反应生生成NaClO.NaClO具有强氧化化性，将其其蓝色漂白白而使之褪褪去．3．电电解解精精炼炼铜铜应应用用的的是是电电镀镀原原理理()提示示：：正确确．．阳阳极极粗粗铜铜中中的的铜铜失失电电子子后后，，阴阴极极有有铜铜析析出出，，符符合合电电镀镀原原理理．．一、、原原电电池池、、电电解解池池、、电电镀镀池池的的比比较较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀一层其他金属的装置原电池电解池电镀池装置举例原电池电解池电镀池形成条件①活泼性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路④自发的氧化还原反应①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子原电池电解池电镀池装置特征无电源，两极材料不同有电源，两极材料可同可不同同电解池电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件原电池电解池电镀池电极反应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，阴离子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中阳离子得电子原电池电解池电镀池带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动同电解池原电池电解池电镀池主要应用①金属的电化学腐蚀②制造化学电源①氯碱工业②电冶金③精炼铜①增强金属抗腐蚀能力②增加美观和表面硬度实质均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等[特别别关关注注]电化化学学装装置置的的注注意意事事项项(1)注意意原原电电池池与与电电解解池池的的电电极极名名称称、、电电极极反反应应类类型型．．(2)注意意串串联联电电路路中中，，相相同同时时间间内内通通过过各各电电极极的的电电量量相等．(3)注意电镀池的的特殊结构.二、电化学计计算的基本方方法原电池和电解解池的计算包包括两极产物物的定量计算算、溶液pH的计算、相对对原子质量和和阿伏伽德罗罗常数测定的的计算、根据据电量求产物物的量与根据据产物的量求求电量等的计计算．不论哪哪类计算，均均可概括为下下列三种方法法：1．根据电子守守恒法计算用于串联电路路、阴阳两极极产物、正负负两极产物、、相同电量等等类型的计算算，其依据是是电路上转移移的电子数相相等．2．根据总反应应式计算先写出电极反反应式，再写写出总反应式式，最后根据据总反应式列列比例式计算算．3．根据关系式式计算根据得失电子子守恒定律关关系建立已知知量与未知量量之间的桥梁梁，建立计算算所需的关系系式．[特别关注]电解的计算首先正确书写写电极反应其次注意溶液中多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算．考查点一电电解原理的应应用[例1]下列描述中，，不符合生产产实际的是()A．电解熔融的的氧化铝制取取金属铝，用用铁作阳极B．电解法精炼炼粗铜，用纯纯铜作阴极C．电解饱和食食盐水制烧碱碱，用涂镍碳碳钢网作阴极极D．在镀件上电电镀锌，用锌锌作阳极.[答案]A[解析]电解熔融的氧氧化铝制取金金属铝时，应应用惰性材料料作电极；精精炼粗铜时阳阳极是粗铜：：Cu－2e－===Cu2＋；阴极是纯铜铜：Cu2＋＋2e－===Cu；电解质溶液液：CuSO4溶液(含H2SO4)．电解饱和食食盐水：阳极极是钛网；阴阴极是碳钢网网：镀锌时阳阳极是锌：Zn－2e－===Zn2＋；阴极是镀件件：Zn2＋＋2e－===Zn，电镀镀液是是ZnCl2溶液．．1．金属属镍有有广泛泛的用用途．．粗镍镍中含含有少少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质质，可可用电电解法法制备备高纯纯度的的镍(已知：：氧化化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)．下列列叙述述正确确的是是()A．阳极极发生生还原原反应应，其其电极极反应应式为为Ni2＋＋2e－===NiB．电解解过程程中，，阳极极质量量的减减少与与阴极极质量量的增增加相等C．电解解后，，溶液液中存存在的的金属属阳离离子只只有Fe2＋和Zn2＋D．电解解后，，电解解槽底底部的的阳极极泥中中只有有Cu和Pt解析：：电解精精炼时时，阳阳极发发生的的是氧氧化反反应，，金属属失电电子，，生成成金属属阳离离子，，在给给出的的金属属中铁铁和锌锌都比比镍活活泼，，先失失电子子，此此时阴阴极已已经有有镍析析出，，所以以两极极的质质量变变化不不相等等；电电解后后溶液液中的的阳离离子还还应有有镍离离子．．答案：D考查点二二有关关电解的的计算[例2]有三个烧烧杯，分分别盛有有氯化铜铜、氯化化钾和硝硝酸银三三种溶液液；均以以Pt作电极，，将它们们串联在在一起电电解一定定时间，，测得电电极增重重总和2.8g，这时产产生的有有色气体体与无色色气体的的物质的的量之比比为()A．4∶1B．1∶1C．4∶3D．3∶4[解析]串联电路路中，相相同时间间内各电电极得或或失的电电子的物物质的量量相同，，各电极极上放出出气体的的物质的的量之比比为定值值．不必必注意电电极增重重是多少少．只要要判断出出生成何何种气体及生成成该气体体一定物物质的量量所得失失电子的的物质的的量，就可以通通过得失失电子守守恒，判判断气体体体积之之比，第第一个烧杯中放放出Cl2，第二个个烧杯中中放出Cl2和H2，第三个个烧杯中放出出O2.在有1mol电子转移移时，分分别是0.5mol、0.5[答案]Cmol、0.5mol和0.25mol.所以共放放出有色色气体(Cl2)0.5＋0.5＝1mol，无色气气体(O2和H2)0.5＋0.25＝0.75mol.[关键一点点]根据得失失电子守守恒及元元素的化化合价可可得出常常见电极极产物计计算关系系式：物质：2H2～O2～2Cl2～2Cu～4Ag～4H＋～4OH－～4e－n(mol):212244442．在外界提提供相同电电量的条件件下，Cu2＋或Ag＋分别按C