第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電解反應(yīng)的一般規(guī)律。2.了解氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金、電解精煉銅的原理。復(fù)習(xí)回顧1.電解池的構(gòu)成條件?2.水溶液中離子的放電順序?3.分析書寫電解池電極反應(yīng)的一般思路?課堂探究【交流研討】以石墨為電極電解下列溶液,請寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式。(1)CuCl2溶液:。(2)NaCl溶液:。(3)CuSO4溶液:。(4)Na2SO4溶液:。思考:通過對(duì)以上電解過程的分析,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?電解質(zhì)溶液電解反應(yīng)總方程式規(guī)律CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2NaCl溶液2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOHCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4Na2SO4溶液2H2O2H2+O2一、電解規(guī)律試完成下表:類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例(溶質(zhì))電解對(duì)象電解質(zhì)濃度電解質(zhì)溶液復(fù)原需加入物質(zhì)電解電解質(zhì)型放H2生堿型放O2生酸型電解水型二、電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)叫做氯堿工業(yè)。(1)在NaCl溶液中,NaCl電離出,H2O電離出。通電后,在電場的作用下,向陰極移動(dòng),向陽極移動(dòng)。在陽極,由于容易失去電子,被氧化生成。陽極反應(yīng):。在陰極,由于容易得到電子被還原生成,使H2O電離平衡向右移動(dòng),因此陰極濃度增大,pH。陰極反應(yīng):。 由此,你能得出什么結(jié)論?(2)電解前向溶液中滴加酚酞,通電后現(xiàn)象是什么?(3)兩極極板上都有氣體產(chǎn)生,如何檢驗(yàn)兩種氣體?(4)在氯堿工業(yè)中需要注意哪些問題?怎么解決?2.銅的電解精煉已知粗銅中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì),試討論如何通過電解的方法將粗銅提純。陰、陽極上分別發(fā)生什么反應(yīng)?3.電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的過程。(1)試討論如何通過電解的方法在金屬鐵上鍍銅,陰、陽極上分別發(fā)生什么反應(yīng)。(2)試分析在粗銅精煉和在金屬鐵上鍍銅的過程中,電解液的成分變化是否相同。4.電冶金電解飽和NaCl溶液能否得到金屬鈉?如何能通過電解的方法得到金屬鈉?你能得出什么結(jié)論?隨堂檢測1.在冶金工業(yè)中,常用電解法得到鈉、鎂、鋁等金屬,其原因是()A.都是輕金屬B.都是活潑金屬C.成本低廉D.這些金屬的化合物熔點(diǎn)較低2.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等),其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()A.粗銅接電源負(fù)極B.純銅作陽極C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D.純銅片增重2.56g,電路中通過電子為0.08mol3.欲在金屬表面鍍銀,應(yīng)把鍍件作為電鍍池的陰極。下列各組中,選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是()A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液C.Pt和Ag2CO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液4.某溶液中含有溶質(zhì)NaCl和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比為31。用石墨作電極電解溶液時(shí),根據(jù)電極產(chǎn)物,可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是()A.陰極只析出H2B.陽極先析出Cl2,后析出O2C.電解最后階段為電解水D.溶液pH不斷增大,最后為75.觀察下列幾個(gè)裝置示意圖,有關(guān)敘述正確的是()A.裝置在工業(yè)上可用于生產(chǎn)金屬鈉,電解過程中石墨電極有金屬析出,此法也可用于生產(chǎn)活潑金屬鎂、鋁等B.裝置中隨著電解的進(jìn)行左邊電極會(huì)產(chǎn)生紅色的銅,并且電流表示數(shù)不斷變小C.裝置中的離子交換膜只允許陽離子、陰離子和小分子水通過D.裝置的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連6.用惰性電極電解飽和食鹽水,當(dāng)電源提供0.2mol電子時(shí)停止通電。若此溶液體積為2L,則所得電解液的pH是()A.1B.8C.13D.147.以惰性電極電解CuSO4溶液,若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.01mol,則陰極上析出Cu的質(zhì)量為()A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g8.在水中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Ba2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-形成溶液,將該溶液放在帶有惰性電極的電解槽中,通電片刻,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為()A.35.5108B.16207C.81D.10835.59.常溫下用石墨作電極,電解100mL濃度均為0.1molL-1的Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液,當(dāng)某一電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L時(shí),假設(shè)溶液體積不變,下列說法正確的是()A.陰極增重1.4gB.所得溶液pH<1C.陰極增重0.64gD.所得溶液pH>1參考答案復(fù)習(xí)回顧1.直流電源;陰、陽電極;電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);形成閉合回路。2.陰極:氧化性強(qiáng)的離子先得電子Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽極:陽極金屬或還原性強(qiáng)的離子先失電子活性電極>S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-3.課堂探究【交流研討】(1)陽極反應(yīng):2Cl-2e-Cl2陰極反應(yīng):Cu2+2e-Cu總反應(yīng)式:CuCl2Cu+Cl2(Cu2+2Cl-Cu+Cl2)(2)陽極反應(yīng):2Cl-2e-Cl2陰極反應(yīng):2H+2e-H2總反應(yīng)式:2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH(2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-)(3)陽極反應(yīng):4OH-4e-2H2O+O2陰極反應(yīng):2Cu2+4e-2Cu總反應(yīng)式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4(2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+)(4)陽極反應(yīng):4OH-4e-2H2O+O2陰極反應(yīng):4H+4e-2H2總反應(yīng)式:2H2O2H2+O2電解電解質(zhì)放H2生堿放O2生酸電解水一、類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例(溶質(zhì))電解對(duì)象電解質(zhì)濃度電解質(zhì)溶液復(fù)原需加入的物質(zhì)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電CuCl2HCl電解質(zhì)減小CuCl2HCl適用于電解無氧酸(氫氟酸除外)溶液、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液放H2生堿型陰極:2H+2e-H2陽極:電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)HCl適用于電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液放O2生酸型陰極:電解質(zhì)陽離子放電陽極:4OH-4e-2H2O+O2CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)CuO適用于電解不活潑金屬的含氧酸鹽溶液電解水型陰極:4H+4e-2H2陽極:4OH-4e-2H2O+O2NaOHH2SO4Na2SO4水增大H2O適用于電解含氧酸溶液、可溶性強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液二、1.(1)Na+、Cl-H+、OH-Na+、H+Cl-、OH-Cl-Cl22Cl-2e-Cl2H+H2OH-增大2H+2e-H2結(jié)論:氯堿工業(yè)發(fā)生的電極反應(yīng)及總反應(yīng)方程式:陽極反應(yīng):2Cl-2e-Cl2陰極反應(yīng):2H+2e-H2總反應(yīng)式:2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-(2)陰極附近的溶液由無色變?yōu)榧t色。(3)陽極:把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶櫟饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)色。陰極:收集純凈氣體點(diǎn)燃,并在上方罩一個(gè)干冷燒杯,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,且燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)。(4)注意問題:避免Cl2與NaOH溶液接觸發(fā)生反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)閮烧呋旌嫌龌鸹蛴鰪?qiáng)光易發(fā)生爆炸。解決方法:使用離子交換膜。2.將粗銅為陽極,純銅為陰極,CuSO4溶液為電解液進(jìn)行電解。陽極反應(yīng):Zn-2e-Zn2+Fe-2e-Fe2+Ni-2e-Ni2+Cu-2e-Cu2+陰極反應(yīng):Cu2+2e-Cu3.(1)將鐵作陰極,銅作陽極,CuSO4溶液作電解液進(jìn)行電解,電極反應(yīng)如下:陽極反應(yīng):Cu-2e-Cu2+陰極反應(yīng):Cu2+2e-Cu(2)在粗銅精煉過程中,電解液的濃度逐漸減小;在電鍍的過程中,電解液的成分及酸堿性保持不變。4.不能,應(yīng)用電冶金法(冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等)得到金屬鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉:陽極反應(yīng):2Cl-2e-Cl2陰極反應(yīng):2Na+2e-2Na總反應(yīng)式:2NaCl(熔融)2Na+Cl2結(jié)論:電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段,電解法是冶煉金屬的一種重要方法。隨堂檢測1.B2.D3.B4.D5.B6.C7.B8.C9.B