電解池 （第2課時(shí)）【備課精研+高效課堂】 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第3節(jié)電解池（第2課時(shí)）內(nèi)容2：電解原理的應(yīng)用人教版高中化學(xué)選擇性必修1電解精煉銅電解飽和食鹽水電鍍冶煉金屬——制燒堿、H2、Cl2——保護(hù)金屬、增強(qiáng)其抗腐蝕能力——制高純度的銅——制較活潑的金屬陽極陰極氯氣氫氣陽極:2Cl-－

2e-→Cl2↑陰極:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大加HCl

NaCl溶液

NaCl實(shí)例復(fù)原pH電極反應(yīng)

濃度2Cl——2e—=Cl2↑2H++2e—=2H2↑總反應(yīng)方程式：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解電極反應(yīng)：陽極：陰極：應(yīng)用1：電解飽和食鹽水：制燒堿、氯氣和氫氣現(xiàn)象：陽極——產(chǎn)生Cl2

陰極——產(chǎn)生H2

和酚酞變紅陰極區(qū)陽極區(qū)（使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍(lán)）

或：2H2O+2e-=H2↑+2OH-問題：電解一段時(shí)間后，溶液濃度、pH如何變化？如何恢復(fù)？(2)生成物H2和Cl2混合，因?yàn)?____________________.(1)

Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

_______________________________________.

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解陰極區(qū)陽極區(qū)應(yīng)用1：電解飽和食鹽水：制燒堿、氯氣和氫氣需要解決下列問題：–+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水

NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH，增強(qiáng)導(dǎo)電性）陽離子交換膜（只允許Na+通過）

陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室電解飽和食鹽水的原理示意圖10(1)將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子(Na+)通過，而阻止陰離子（Cl－、OH－）和氣體通過。(2)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸。(3)避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。離子交換膜的作用：應(yīng)用2：電鍍陰極：待鍍金屬（鍍件）.電鍍液：含有鍍層金屬離子.陽極：鍍層金屬.Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu⑴概念：應(yīng)用電解原理在待鍍金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。如鍍Cu。待鍍制品銅片硫酸銅溶液說明：采用Cu作陽極可以保證電解液中的Cu2+濃度基本保持不變。⑵電鍍池形成條件(與一般電解池比較)+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液⑶電鍍的特點(diǎn):電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變應(yīng)用2：電鍍(4)電極反應(yīng)式:陽極：M-ne-=Mn+陰極：Mn++ne-=M無總反應(yīng)式可寫！1.a、b哪一極為正極？2.若要給鐵叉鍍鋅，陽極選用什么材料？選擇何種電解質(zhì)溶液？思考:e-a:正極；b:負(fù)極陰極：待鍍金屬(鐵叉)陽極：鍍層金屬.電鍍液：含有鍍層金屬的電解質(zhì).陽極陰極Zn-2e-=Zn2+Zn2++2e-=ZnZn2+鹽溶液原電池電解池電鍍池定義化學(xué)能→電能的裝置。電能→化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在金屬表面鍍上其它金屬的裝置。形成條件①活動(dòng)性不同兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路④自發(fā)的氧化還原反應(yīng)①直流電源②陰陽極③電極插入電解質(zhì)溶液④形成閉合回路①鍍件作陰極②鍍層金屬作陽極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)原電池、電解池、電鍍池的比較應(yīng)用3：銅的電解精煉粗銅：含雜質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）陽極：Zn–2e–=Zn2+Fe–2e–=Fe2+Ni

–2e–=Ni2+Cu–2e–=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu陰極：不放電，陽極泥粗銅純銅硫酸銅溶液陽極陰極Cu2++2e–=Cu變小——用電鍍的方法把銅鍍到純銅板上△m(陽)>△m(陰)思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？陰極增加、陽極減少的質(zhì)量相等么？電解池（CuCl2溶液）電鍍池（電鍍銅）電解精煉銅能量轉(zhuǎn)化電能→化學(xué)能陽極材料石墨等惰性電極鍍層金屬（銅）粗銅陰極材料石墨等待鍍元件精銅（純銅）陽極反應(yīng)溶液中Cl-放電逸出Cl2銅溶解銅溶解陰極反應(yīng)溶液中的Cu2+以Cu的形式析出電解質(zhì)溶液變化濃度逐漸減小濃度不變變小電解池、電鍍池、電解精煉銅的比較（雙選）（2010·海南）利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是()。A.電解時(shí)以精銅作陽極B．電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu－2e－====Cu2+D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥BD電解精煉：陽極：粗銅；陰極：純銅高考直通車金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，用電解法制備高純度的鎳，下列敘述中正確的是()。A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：Ni2++2e－====NiB.電解過程中，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和PtD電解精煉：陽極：粗鎳；陰極：純鎳應(yīng)用4：冶煉活潑金屬——電解法冶煉活潑金屬K~Al

(熔融狀態(tài))為何不用AlCl3？為什么不電解其水溶液？MgCl2

(熔融)==Mg+Cl2↑通電2NaCl(熔融)==2Na

+Cl2↑通電2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑通電水溶液有H+，陰極是H+放電。①氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電。②取自然界中主要存在形式冶煉。小結(jié)：KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

PtAu電解法熱還原法加熱分解淘洗氧化性：Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>4、右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是A.a為負(fù)極、b為正極B.a為陽極、b為陰極C.電解過程中,d電極質(zhì)量增加D.電解過程中,Cl-濃度不變當(dāng)d電極增重3.2g時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下可收集

L氯氣，電路中有

個(gè)電子通過。此時(shí)溶液的濃度比原來變

.C陰極1.126.02×1022小課堂練習(xí)+-陽極電解計(jì)算——常用電子守恒法例1：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(標(biāo)況)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.解：陽極4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極Cu2++2e-=Cu陽極：生成0.5molO2，轉(zhuǎn)移電子0.5×4=2mol,則消耗OH-2mol,即產(chǎn)生H+2mol.陰極：生成0.5molH2,消耗H+1mol;則電解后溶液中c(H+)=1mol/L，即pH=0。

生成H2轉(zhuǎn)移電子0.5×2=1mol,故另外的1mole-

用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.2H++2e-=H2↑例2：用石墨電極電解100mLH2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（）

A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA陽極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A例3：某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)x·nH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：①金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量及x、n值；②電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。

Mx++xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n=3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1例4：用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是：

A、27mg