魯科化學(xué)選修4電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解第2教案

1、第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解第2課時(shí) 電解的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1電解飽和食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣(1)裝置(2)現(xiàn)象陽(yáng)極上： 陰極上： (3)原理分析及電極反應(yīng)電解時(shí)U形管中，Cl、OH移向陽(yáng)極，H，Na移向陰極。陽(yáng)極離子放電順序：電極反應(yīng)：陰極離子放電順序：電極反應(yīng)：(4)總反應(yīng)化學(xué)方程式：離子方程式：注意：在上面的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中，電解產(chǎn)物之間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如NaOH溶液和Cl2能反應(yīng)生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能發(fā)生爆炸。在工業(yè)生產(chǎn)中，為避免這幾種產(chǎn)物混合，需要使反應(yīng)在特殊的電解槽中進(jìn)行。2、銅的電解精煉： 如右圖為電解法精煉銅的裝置，其中陽(yáng)極為 ，陰極為 ，電解

2、質(zhì)溶液為 溶液，粗銅中含F(xiàn)e、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量雜質(zhì)金屬。陽(yáng)極發(fā)生的主要反應(yīng)為： 。（雜質(zhì)Fe、Zn、Ni也發(fā)生電極反應(yīng)：FeFe22e。ZnZn22e，NiNi22e。由于Pt、Ag、Au的金屬性比Cu弱且量又少，這三種金屬不反應(yīng)，以單質(zhì)的形式沉積在底部，得到陽(yáng)極泥）。陰極的反應(yīng)為 。（由于Fe2、Zn2、Ni2得電子能力比 Cu2弱且量又少，故Fe2、Zn2、Ni2不反應(yīng)，以離子的形式留在溶液中，經(jīng)過(guò)上述反應(yīng)，粗銅中的雜質(zhì)被除去，變成了精銅，能滿足作為導(dǎo)線的要求，這就是銅的精煉）。3、電鍍【活動(dòng)探究】根據(jù)電解原理和銅的精煉的操作，利用如下材料：鐵制品、銅片、CuSO4溶液、

3、導(dǎo)線、直流電源，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在鐵釘表面鍍上一層銅。思路：銅的精煉中，粗銅為陽(yáng)極，Cu失電子變成以Cu2，溶液中的Cu2在陰極得電子，生成Cu單質(zhì)，即在陰極上析出了銅。故要在鐵制品表面鍍銅，可讓 做陽(yáng)極， 為陰極， 溶液為電解質(zhì)溶液，設(shè)計(jì)成如下圖所示的裝置?，F(xiàn)象：電極反應(yīng)：陽(yáng)極： 陰極：該過(guò)程就是電鍍。(1)電鍍：。(2)構(gòu)成要素：電極：電鍍?nèi)芤海褐R(shí)點(diǎn)一氯堿工業(yè)1關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是() A電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢?/p>

4、后溶液呈中性2下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()知識(shí)點(diǎn)二精煉銅及電鍍池3下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是()A在鍍件上鍍銅時(shí)鍍件作陰極 B在鍍件上鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極C用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極 D用電解法精煉粗銅時(shí)純銅作陽(yáng)極4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，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni22eNiB電解過(guò)程中，陽(yáng)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(yáng)離子只有Fe2和Zn2D電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt知識(shí)點(diǎn)三電化學(xué)計(jì)算

5、5.如圖所示的A、B兩個(gè)電解池中的電極均為鉑，在A池中加入0.05 molL1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液，進(jìn)行電解。a、b、c、d四個(gè)電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是() A2241 B1121 C2111 D21216用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量為()A. B. C. D.練基礎(chǔ)落實(shí)1某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要

6、成分判斷正確的是() Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl Ba為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaCl Da為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl2.如圖所示，在一U形管中裝入含有紫色石蕊的Na2SO4試液，通直流電，一段時(shí)間后U形管內(nèi)會(huì)形成一個(gè)倒立的三色“彩虹”，從左到右顏色的順序是() A藍(lán)、紫、紅 B紅、藍(lán)、紫 C紅、紫、藍(lán) D紫、紅、藍(lán)3在鐵片上鍍銀時(shí)，下列敘述中正確的是()將鐵片接在電源的正極上將銀片接在電源的正極上 在鐵片上發(fā)生的反應(yīng)是AgeAg在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4OHO22H2O4e可用硫酸亞鐵溶液做電鍍液可用硝酸銀溶液為電鍍液A B

7、 C D4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(yáng)極C雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底 D純銅片增重2.56 g，電路中通過(guò)的電子為0.08 mol練方法技巧5如圖所示，若電解5 min時(shí)，測(cè)得銅電極的質(zhì)量增加2.16 g。試回答：(1)電源中X極是_(填“正”或“負(fù)”)極。(2)通電5 min時(shí)，B中共收集到224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì))，則通電前CuSO4_。答案知識(shí)點(diǎn)一氯堿工業(yè)1 答案B解析電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽(yáng)極

8、：2ClCl22e陰極：2H2O2eH22OH總反應(yīng)：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH，滴加酚酞后變紅色，C錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。2答案D解析電解食鹽水時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2，陰極產(chǎn)物H2、NaOH，根據(jù)圖中電子流向先確定裝置中電源的正、負(fù)極，從而確定電解池的陰、陽(yáng)極，然后判斷電極產(chǎn)物以及檢驗(yàn)方法，D選項(xiàng)符合題意。知識(shí)點(diǎn)二精煉銅及電鍍池3 答案D解析在鍍件上鍍銅時(shí)，要將鍍件制品作陰極，金屬銅作陽(yáng)極，用含有銅離子的電解質(zhì)溶液

9、作電解液，故A、B正確；用電解法精煉粗銅時(shí)，要用粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，用含銅離子的電解質(zhì)溶液作電解液，故C正確、D錯(cuò)誤。4答案D解析此題考查的是電解的基本原理。在電解池中，陽(yáng)極失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。題目中已經(jīng)告訴氧化性：Fe2Ni2FeNiCuPt(惰性金屬不放電)，陰極的放電順序?yàn)椋篫n2Fe2Ni2Cu2，所以A中陽(yáng)極電極反應(yīng)式有：ZnZn22e，F(xiàn)eFe22e，NiNi22e(主要電極反應(yīng))；B：由于陽(yáng)極中Cu和Pt沉于電解槽底部的陽(yáng)極泥中，而Zn和Fe在陽(yáng)極放電，在陰極不能放電，因此陽(yáng)極質(zhì)量的減少不一定等于陰極質(zhì)量的增加；C：溶

10、液中除了Fe2和Zn2還有Ni2、H等。知識(shí)點(diǎn)三電化學(xué)計(jì)算5.答案A解析由電解規(guī)律可知：a、c為陰極，b、d為陽(yáng)極。a極上析出Cu，b極上析出Cl2，c極上析出Ag，d極上析出O2。由電子得失守恒可得出：2eCuCl22AgO2，所以a、b、c、d四個(gè)電極上所析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比1122241。6答案C解析本題意在考查學(xué)生對(duì)電解原理的理解，并以電解原理為素材，考查學(xué)生思維的敏捷性。由題干可知，在用惰性電極電解硝酸鹽溶液時(shí)，兩極發(fā)生的反應(yīng)是：陽(yáng)極4OH2H2OO24e陰極MxxeM已知陽(yáng)極上有b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)生成，其物質(zhì)的量為 mol，從陽(yáng)極反應(yīng)來(lái)看，應(yīng)有mol電子轉(zhuǎn)移，因此在陰極上也應(yīng)

11、有同樣物質(zhì)的量的電子轉(zhuǎn)移，設(shè)Ar(M)為M的相對(duì)原子質(zhì)量，則Ar(M)。練基礎(chǔ)落實(shí)1答案B解析有關(guān)反應(yīng)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因陽(yáng)極生成Cl2，陰極生成NaOH，為使二者充分作用，Cl2應(yīng)在下端產(chǎn)生，從而推知電源b為正極，a為負(fù)極，消毒液主要成分是NaCl、NaClO。2. 答案C解析用惰性電極電解Na2SO4溶液，實(shí)際上是電解水，其兩極反應(yīng)式為陰極：4H4e2H2陽(yáng)極：4OH2H2OO24e故陰極區(qū)域富集OH，溶液呈堿性，使石蕊試液變藍(lán)色；陽(yáng)極區(qū)域富集H，溶液呈酸性，使石蕊試液變紅色。3答案B解析鐵片上鍍銀，銀作陽(yáng)極，鐵作陰極，分別

12、發(fā)生AgAge，AgeAg，電鍍液應(yīng)含有Ag。4答案D解析電解精煉銅時(shí)，用粗銅作陽(yáng)極，用精銅作陰極，所以A、B不正確；鋅比銅活潑，失電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中，金、銀不活潑，以單質(zhì)形式沉淀到池底，C不正確；n(e)20.08 mol，D正確。練方法技巧5答案(1)負(fù)(2)0.025 molL1(3)13解析要注意電解的階段性。如含Cl的溶液中Cl電解完后繼續(xù)通電會(huì)使OH放電，Cu2在陰極上被電解完全后H又會(huì)放電等。電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式、電解產(chǎn)物物質(zhì)的量與得失電子數(shù)之間的關(guān)系式是電化學(xué)計(jì)算的主要依據(jù)。(1)銅極增重，說(shuō)明銀在銅極析出，則銅極為陰極，X為負(fù)極。(2)C中銅極增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，線路中通過(guò)0