【優(yōu)化鞏固】高中化學(xué) 第四章 第三節(jié) 第二課時(shí) 電解原理的應(yīng)用課件 新人教選修4

第二課時(shí)電解原理的應(yīng)用第二課時(shí)電解原理的應(yīng)用預(yù)習(xí)全程設(shè)計(jì)名師全程導(dǎo)學(xué)案

例全程導(dǎo)航訓(xùn)練全程跟蹤第三節(jié)電解池一、氯堿工業(yè)1．飽和食鹽水中的離子在飽和食鹽水中，氯化鈉完全電離產(chǎn)生了

和

，同時(shí)水部分電離產(chǎn)生了

和

.2．離子的移動(dòng)方向通電后

和

向陰極移動(dòng)，

和

向陽極移動(dòng)．Na＋H＋Cl－OH－Na＋H＋Cl－OH－3．電極上的放電順序陽極：

>

，陰極：

>_

.4．電極反應(yīng)陽極：

，陰極：

.5．總反應(yīng)

.Cl－OH－2Cl－―2e－===Cl2↑H＋Na＋2H＋＋2e－===H2↑1．在氯堿工業(yè)上電解飽和食鹽水通常以石墨作陽極，鐵網(wǎng)作陰極，能否將電極接反？提示：不能．因?yàn)橹挥卸栊噪姌O作陽極時(shí)，Cl－才會(huì)放電產(chǎn)生Cl2，而鐵是活性電極，如果鐵作陽極，電極反應(yīng)是Fe－2e－===Fe2＋.二、電鍍1．概念應(yīng)用

原理在某些金屬表面鍍上一薄層

或

的方法．2．目的使金屬增強(qiáng)

，增加

．合金電解抗腐蝕能力其他金屬美觀和表面硬度3．原理(1)電極的選擇：陽極：

；陰極：

．(2)電解質(zhì)溶液的選擇：使用含有

的電解

質(zhì)溶液．鍍層金屬鍍層金屬離子待鍍金屬制品(3)電極反應(yīng)(以鍍銅為例)：陽極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu.(4)電解液的變化：由于陽極上生成的

的物質(zhì)的量和陰極上析出的

的物質(zhì)的量相等，所以溶液

．陽離子沒有變化陽離子4．粗銅精煉用電解法精煉粗銅時(shí)，用

作陽極，

作陰極，

作電解質(zhì)溶液．粗銅粗銅硫酸銅溶液三、電冶金金1．需用電冶冶金法冶煉煉的金屬：：電解法適適合于、、等活潑金屬屬的冶煉．．2．發(fā)生的電電極反應(yīng)(電解法制鋁鋁)：陽極：2O2－―4e－===O2↑.陰極：.鈉鎂鋁Al3＋＋3e－===Al2．電解法制制取鈉、鎂鎂、鋁時(shí)能能不能電解解含有這些些金屬陽離子的水水溶液？提示：不能，水溶溶液中含有有氫離子，，而氫離子子比以上三三種金屬的的陽離子易易得電子.1．如果用U形管作電解解飽和食鹽鹽水的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，通電前前在U形管的兩端端滴加2滴石蕊溶液液，通電后后陰極處溶溶液變藍(lán)()提示：正確．陰極極處生成H2和NaOH，溶液顯堿堿性．2．在上述實(shí)實(shí)驗(yàn)后如果果將兩電極極互換，繼繼續(xù)通電，，則此時(shí)陽極處溶溶液褪色()提示：正確．原來來陰極生成成的NaOH與后來互換換電極后生生成的Cl2發(fā)生反應(yīng)生生成NaClO.NaClO具有強(qiáng)氧化化性，將其其藍(lán)色漂白白而使之褪褪去．3．電電解解精精煉煉銅銅應(yīng)應(yīng)用用的的是是電電鍍鍍?cè)砝?)提示示：：正確確．．陽陽極極粗粗銅銅中中的的銅銅失失電電子子后后，，陰陰極極有有銅銅析析出出，，符符合合電電鍍鍍?cè)砝恚?、、原原電電池池、、電電解解池池、、電電鍍鍍池池的的比比較較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍一層其他金屬的裝置原電池電解池電鍍池裝置舉例原電池電解池電鍍池形成條件①活潑性不同的兩電極(連接)②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))③形成閉合回路④自發(fā)的氧化還原反應(yīng)①兩電極接直流電源②兩電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子原電池電解池電鍍池裝置特征無電源，兩極材料不同有電源，兩極材料可同可不同同電解池電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽極：與電源正極相連的極陰極：與電源負(fù)極相連的極名稱同電解池，但有限制條件陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件原電池電解池電鍍池電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應(yīng)，陰離子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中陽離子得電子原電池電解池電鍍池帶電粒子的移動(dòng)陽離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陰離子向陽極移動(dòng)陽離子向陰極移動(dòng)同電解池原電池電解池電鍍池主要應(yīng)用①金屬的電化學(xué)腐蝕②制造化學(xué)電源①氯堿工業(yè)②電冶金③精煉銅①增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力②增加美觀和表面硬度實(shí)質(zhì)均是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等[特別別關(guān)關(guān)注注]電化化學(xué)學(xué)裝裝置置的的注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)(1)注意意原原電電池池與與電電解解池池的的電電極極名名稱稱、、電電極極反反應(yīng)應(yīng)類類型型．．(2)注意意串串聯(lián)聯(lián)電電路路中中，，相相同同時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)通通過過各各電電極極的的電電量量相等．(3)注意電鍍池的的特殊結(jié)構(gòu).二、電化學(xué)計(jì)計(jì)算的基本方方法原電池和電解解池的計(jì)算包包括兩極產(chǎn)物物的定量計(jì)算算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)對(duì)原子質(zhì)量和和阿伏伽德羅羅常數(shù)測(cè)定的的計(jì)算、根據(jù)據(jù)電量求產(chǎn)物物的量與根據(jù)據(jù)產(chǎn)物的量求求電量等的計(jì)計(jì)算．不論哪哪類計(jì)算，均均可概括為下下列三種方法法：1．根據(jù)電子守守恒法計(jì)算用于串聯(lián)電路路、陰陽兩極極產(chǎn)物、正負(fù)負(fù)兩極產(chǎn)物、、相同電量等等類型的計(jì)算算，其依據(jù)是是電路上轉(zhuǎn)移移的電子數(shù)相相等．2．根據(jù)總反應(yīng)應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反反應(yīng)式，再寫寫出總反應(yīng)式式，最后根據(jù)據(jù)總反應(yīng)式列列比例式計(jì)算算．3．根據(jù)關(guān)系式式計(jì)算根據(jù)得失電子子守恒定律關(guān)關(guān)系建立已知知量與未知量量之間的橋梁梁，建立計(jì)算算所需的關(guān)系系式．[特別關(guān)注]電解的計(jì)算首先正確書寫寫電極反應(yīng)其次注意溶液中多種離子共存時(shí)，要根據(jù)離子放電順序確定離子放電的先后；最后根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．考查點(diǎn)一電電解原理的應(yīng)應(yīng)用[例1]下列描述中，，不符合生產(chǎn)產(chǎn)實(shí)際的是()A．電解熔融的的氧化鋁制取取金屬鋁，用用鐵作陽極B．電解法精煉煉粗銅，用純純銅作陰極C．電解飽和食食鹽水制燒堿堿，用涂鎳碳碳鋼網(wǎng)作陰極極D．在鍍件上電電鍍鋅，用鋅鋅作陽極.[答案]A[解析]電解熔融的氧氧化鋁制取金金屬鋁時(shí)，應(yīng)應(yīng)用惰性材料料作電極；精精煉粗銅時(shí)陽陽極是粗銅：：Cu－2e－===Cu2＋；陰極是純銅銅：Cu2＋＋2e－===Cu；電解質(zhì)溶液液：CuSO4溶液(含H2SO4)．電解飽和食食鹽水：陽極極是鈦網(wǎng)；陰陰極是碳鋼網(wǎng)網(wǎng)：鍍鋅時(shí)陽陽極是鋅：Zn－2e－===Zn2＋；陰極是鍍件件：Zn2＋＋2e－===Zn，電鍍鍍液是是ZnCl2溶液．．1．金屬屬鎳有有廣泛泛的用用途．．粗鎳鎳中含含有少少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)質(zhì)，可可用電電解法法制備備高純純度的的鎳(已知：：氧化化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)．下列列敘述述正確確的是是()A．陽極極發(fā)生生還原原反應(yīng)應(yīng)，其其電極極反應(yīng)應(yīng)式為為Ni2＋＋2e－===NiB．電解解過程程中，，陽極極質(zhì)量量的減減少與與陰極極質(zhì)量量的增增加相等C．電解解后，，溶液液中存存在的的金屬屬陽離離子只只有Fe2＋和Zn2＋D．電解解后，，電解解槽底底部的的陽極極泥中中只有有Cu和Pt解析：：電解精精煉時(shí)時(shí)，陽陽極發(fā)發(fā)生的的是氧氧化反反應(yīng)，，金屬屬失電電子，，生成成金屬屬陽離離子，，在給給出的的金屬屬中鐵鐵和鋅鋅都比比鎳活活潑，，先失失電子子，此此時(shí)陰陰極已已經(jīng)有有鎳析析出，，所以以兩極極的質(zhì)質(zhì)量變變化不不相等等；電電解后后溶液液中的的陽離離子還還應(yīng)有有鎳離離子．．答案：D考查點(diǎn)二二有關(guān)關(guān)電解的的計(jì)算[例2]有三個(gè)燒燒杯，分分別盛有有氯化銅銅、氯化化鉀和硝硝酸銀三三種溶液液；均以以Pt作電極，，將它們們串聯(lián)在在一起電電解一定定時(shí)間，，測(cè)得電電極增重重總和2.8g，這時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的有有色氣體體與無色色氣體的的物質(zhì)的的量之比比為()A．4∶1B．1∶1C．4∶3D．3∶4[解析]串聯(lián)電路路中，相相同時(shí)間間內(nèi)各電電極得或或失的電電子的物物質(zhì)的量量相同，，各電極極上放出出氣體的的物質(zhì)的的量之比比為定值值．不必必注意電電極增重重是多少少．只要要判斷出出生成何何種氣體及生成成該氣體體一定物物質(zhì)的量量所得失失電子的的物質(zhì)的的量，就可以通通過得失失電子守守恒，判判斷氣體體體積之之比，第第一個(gè)燒杯中放放出Cl2，第二個(gè)個(gè)燒杯中中放出Cl2和H2，第三個(gè)個(gè)燒杯中放出出O2.在有1mol電子轉(zhuǎn)移移時(shí)，分分別是0.5mol、0.5[答案]Cmol、0.5mol和0.25mol.所以共放放出有色色氣體(Cl2)0.5＋0.5＝1mol，無色氣氣體(O2和H2)0.5＋0.25＝0.75mol.[關(guān)鍵一點(diǎn)點(diǎn)]根據(jù)得失失電子守守恒及元元素的化化合價(jià)可可得出常常見電極極產(chǎn)物計(jì)計(jì)算關(guān)系系式：物質(zhì)：2H2～O2～2Cl2～2Cu～4Ag～4H＋～4OH－～4e－n(mol):212244442．在外界提提供相同電電量的條件件下，Cu2＋或Ag＋分別按C