第四章第三節(jié)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1．需用電冶金法冶煉的金屬：電解法適合于

、

、

等活潑金屬的冶煉．2．發(fā)生的電極反應(yīng)(電解法制鋁)：陽極：2O2－―4e－===O2↑.陰極：

.鈉鎂鋁Al3＋＋3e－===Al2．電解法制取鈉、鎂、鋁時(shí)能不能電解含有這些金屬陽離子的水溶液？提示：不能，水溶液中含有氫離子，而氫離子比以上三種金屬的陽離子易得電子.1．如果用U形管作電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)，通電前在U形管的兩端滴加2滴石蕊溶液，通電后陰極處溶液變藍(lán) (

)提示：正確．陰極處生成H2和NaOH，溶液顯堿性．2．在上述實(shí)驗(yàn)后如果將兩電極互換，繼續(xù)通電，則此時(shí)陽極處溶液褪色 (

)提示：正確．原來陰極生成的NaOH與后來互換電極后生成的Cl2發(fā)生反應(yīng)生成NaClO.NaClO具有強(qiáng)氧化性，將其藍(lán)色漂白而使之褪去．3．電解精煉銅應(yīng)用的是電鍍?cè)? (

)提示：正確．陽極粗銅中的銅失電子后，陰極有銅析出，符合電鍍?cè)恚?、原電池、電解池、電鍍池的比較[特別關(guān)注]電化學(xué)裝置的注意事項(xiàng)

(1)注意原電池與電解池的電極名稱、電極反應(yīng)類型．

(2)注意串聯(lián)電路中，相同時(shí)間內(nèi)通過各電極的電量相等．

(3)注意電鍍池的特殊結(jié)構(gòu).二、電化學(xué)計(jì)算的基本方法原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏伽德羅常數(shù)測(cè)定的計(jì)算、根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量等的計(jì)算．不論哪類計(jì)算，均可概括為下列三種方法：1．根據(jù)電子守恒法計(jì)算用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等．2．根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算．3．根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式．[特別關(guān)注]電解的計(jì)算首先正確書寫電極反應(yīng)式(要特別注意陽極材料)；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)一電解原理的應(yīng)用[例1]下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是(

)A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極.[答案]

A[解析]

電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時(shí)，應(yīng)用惰性材料作電極；精煉粗銅時(shí)陽極是粗銅：Cu－2e－===Cu2＋；陰極是純銅：Cu2＋＋2e－===Cu；電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液(含H2SO4)．電解飽和食鹽水：陽極是鈦網(wǎng)；陰極是碳鋼網(wǎng)：鍍鋅時(shí)陽極是鋅：Zn－2e－===Zn2＋；陰極是鍍件：Zn2＋＋2e－===Zn，電鍍液是ZnCl2溶液．1．金屬鎳有廣泛的用途．粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)．下列敘述正確的是 (

)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，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加

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Pt解析：電解精煉時(shí)，陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，金屬失電子，生成金屬陽離子，在給出的金屬中鐵和鋅都比鎳活潑，先失電子，此時(shí)陰極已經(jīng)有鎳析出，所以兩極的質(zhì)量變化不相等；電解后溶液中的陽離子還應(yīng)有鎳離子．答案：

D考查點(diǎn)二有關(guān)電解的計(jì)算[例2]

有三個(gè)燒杯，分別盛有氯化銅、氯化鉀和硝酸銀三種溶液；均以Pt作電極，將它們串聯(lián)在一起電解一定時(shí)間，測(cè)得電極增重總和2.8g，這時(shí)產(chǎn)生的有色氣體與無色氣體的物質(zhì)的量之比為 (

)A．4∶1

B．1∶1C．4∶3 D．3∶4[解析]

串聯(lián)電路中，相同時(shí)間內(nèi)各電極得或失的電子的物質(zhì)的量相同，各電極上放出氣體的物質(zhì)的量之比為定值．不必注意電極增重是多少．只要判斷出生成何種氣體及生成該氣體一定物質(zhì)的量所得失電子的物質(zhì)的量，就可以通過得失電子守恒，判斷氣體體積之比，第一個(gè)燒杯中放出Cl2，第二個(gè)燒杯中放出Cl2和H2，第三個(gè)燒杯中放出O2.在有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，分別是0.5mol、0.5[答案]

Cmol、

0.5mol和0.25mol.所以共放出有色氣體(Cl2)0.5＋0.5＝1mol，無色氣體(O2和H2)0.5＋0.25＝0.75mol.[關(guān)鍵一點(diǎn)]根據(jù)得失電子守恒及元素的化合價(jià)可得出常見電極產(chǎn)物計(jì)算關(guān)系式：物質(zhì)：2H2～O2～2Cl2～2Cu～4Ag～4H＋～4OH－～4e－n(mol):212244442．在外界提供相同電量的條件下，Cu2＋或Ag＋分別按Cu2＋＋2e－===Cu或Ag＋＋e－===Ag在電極上放