第三節(jié)電解池第2課時學案

1、.第2課時電解原理的應用知識點電解飽和食鹽水學生預習區(qū)1裝置、現(xiàn)象及電極反響式2解釋3總反響式化學方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；離子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。1用惰性電極電解含有酚酞的飽和NaCl溶液，如何通過實驗現(xiàn)象判斷陰、陽兩極？提示：甲電極附近變紅的一極為電解池的陰極，另一極為陽極，原因是H在陰極上放電2H2e=H2，破壞了水的電離平衡，使此極附近cOH>cH，而堿會使酚酞變紅乙有黃綠色刺激性氣味氣體產(chǎn)生的一極為電解池的陽極，電極反響式為2Cl2e=Cl2；有無色無味氣體產(chǎn)生的一極為電解池的陰極，電極反響式為2H2e=H2丙能產(chǎn)生使潮濕的KI

2、3;淀粉試紙變藍的氣體的一極為電解池的陽極，另一極為陰極老師點撥區(qū)1工業(yè)電解飽和食鹽水制備燒堿時必須阻止OH移向陽極，以使NaOH在陰極溶液中富集，常用陽離子交換膜將兩溶液分開，使陽離子和H2O能透過陽離子交換膜，而陰離子和氣體分子不能通過。如：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理如下圖。2粗鹽中的SO能影響NaOH的純度而Mg2、Ca2在電解過程中生成的MgOH2、CaOH2會堵塞陽離子交換膜，因此粗鹽要進展提純精制后才用于電解。除去食鹽中Ca2、Mg2、SO的方法精制食鹽水：對點即時練1關于電解NaCl水溶液，以下表達正確的選項是A電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B假設在陽極附近的溶液中滴

3、入KI溶液，溶液呈黃褐色C假設在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性答案B解析用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，發(fā)生的反響是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，故電解一段時間后電解液呈堿性。電解時，陽極發(fā)生氧化反響：2Cl2e=Cl2，在陽極附近的溶液中滴入KI溶液時，發(fā)生反響2I2e=I2，故溶液呈黃褐色；陰極發(fā)生復原反響：2H2e=H2，因此陰極附近的溶液呈堿性，滴入酚酞試液變紅。2以下圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，以下說法中不正確的選項是A裝置出口處的物質是氯氣B出口處的物質是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C

4、裝置中發(fā)生反響的離子方程式為2Cl2HCl2H2D該裝置是將電能轉化為化學能答案C解析出口處是電解池的陽極區(qū)，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，A項正確；出口處是電解池的陰極區(qū)，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生復原反響生成氫氣，離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，B項正確；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，離子方程式為2Cl2H2OCl2H22OH，C項錯誤；該裝置是電解裝置，是把電能轉化為化學能，D項正確。用惰性電極電解電解質水溶液的規(guī)律首先要全面分析電解質溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組，然后確定陰、陽離子的放電順序，寫出兩極上的電極反響式，根據(jù)兩極的電極反響式寫出總反響方程式。如

5、：電解飽和食鹽水，就是由外接直流電源、兩個惰性電極一般用石墨棒，NaCl飽和溶液作電解質溶液，線路閉合后形成電解池，溶液中的Cl、OH移向陽極，Cl放電才能強，失去電子產(chǎn)生Cl2，溶液中H、Na移向陰極，H放電能力強，得到電子產(chǎn)生H2，由于H是H2O電離出來的，因此導致陰極附近OH濃度增大，故電解飽和氯化鈉溶液，陰極產(chǎn)物是H2和NaOH，陽極區(qū)產(chǎn)生的是Cl2。知識點電鍍學生預習區(qū)1.定義電鍍是應用電解原理在某些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。2電鍍池的構成往鐵件上鍍銅1陰極材料：Fe，電極反響式：Cu22e=Cu；2陽極材料：Cu，電極反響式：Cu2e=Cu2；3電解質溶液：CuSO4

6、溶液。3電鍍的目的主要是增強金屬抗腐蝕才能，增強美觀和外表硬度。2假設把鐵件上鍍銅的陰極材料換為小塊精銅，陽極材料換為粗銅，能否通過電解方法由粗銅制精銅？提示：能。陰極反響式為Cu22e=Cu，而粗銅做陽極，比銅活潑的金屬成為陽離子進入溶液，但不會在陰極上得電子成為單質因Cu2得電子才能比它們要強，不如Cu活潑的金屬不失電子，會隨Cu的消耗從粗銅上脫落沉入陽極區(qū)，成為陽極泥。這樣陰極上就得到純銅。老師點撥區(qū)1電鍍池的構成電鍍過程中，電鍍液的濃度不發(fā)生變化。2電解精煉銅粗銅中含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質1構造2粗銅中雜質的去向粗銅中的Zn、Fe比Cu先失電子轉變?yōu)閆n2、Fe2進入電解質溶液

7、中；而比Cu不活潑的Ag、Au不失電子，在Cu大量消耗時，Ag、Au從粗銅板上脫落在陽極區(qū)形成陽極泥。因此，電解液CuSO4的濃度變小，ZnSO4、FeSO4在電解液中逐漸增多。對點即時練3假設在銅片上鍍銀，以下表達正確的選項是將銅片接在電源的正極上將銀片接在電源的正極上在銅片上發(fā)生的反響是Age=Ag在銀片上發(fā)生的反響是4OH4e=O22H2O需用硫酸銅溶液為電鍍液需用硝酸銀溶液為電鍍液A B C D答案B解析假設在銅片上鍍銀，銅做陰極與電源負極相連，電解質溶液中的銀離子得到電子發(fā)生復原反響生成銀；銀做陽極與電源正極相連，銀失電子發(fā)生氧化反響生成銀離子；電解質溶液為硝酸銀溶液。銅片應接在電源

8、的負極上，錯誤；將銀片接在電源的正極上，正確；在銅片上發(fā)生的反響是Age=Ag，正確；銅片上鍍銀，銀為陽極，在銀片上發(fā)生的反響是：Age=Ag，錯誤；用硫酸銅溶液為電鍍液，陰極析出銅，錯誤；需用硝酸銀溶液為電鍍液，正確。4電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請答復以下問題：1假設X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開場時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，那么電解池中X極上的電極反響式為_。Y電極上的電極反響式為_，檢驗該電極反響產(chǎn)物的方法是_。該反響的總反響方程式是_。2如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuS

9、O4溶液，那么X電極的材料是_，電極反響式是_。Y電極的材料是_，主要電極反響式是_。答案12H2e=H22Cl2e=Cl2 把潮濕的KI­淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22精銅Cu22e=Cu粗銅Cu2e=Cu2解析1X為陰極：2H2e=H2。Y為陽極：2Cl2e=Cl2，用潮濕的KI­淀粉試紙可檢驗Cl2。2精煉銅時，粗銅作陽極，精銅作陰極。電鍍和電解精煉銅的規(guī)律1電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，含鍍層金屬陽離子的溶液作電鍍液。2電鍍后，電解質溶液中的離子濃度保持不變。3電解精煉銅時，粗銅中的銀、金等活潑性差的金屬會以單質的形

10、式沉積在電解槽底部，形成陽極泥；而活潑性比Cu強的金屬如Zn、Ni等會以金屬陽離子的形式進入溶液。4電解精煉銅時，Cu2的濃度會減小。知識點電冶金學生預習區(qū)1金屬冶煉的本質使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中復原出來。如Mnne=M。2.電冶金電解是最強有力的氧化復原手段，適用于一些活潑金屬單質的制取，如冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬。3.電解熔融的氯化鈉陽極反響式：2Cl2e=Cl2；陰極反響式：2Na2e=2Na；總反響式：2NaCl熔融2NaCl2。3為什么工業(yè)上用電解熔融Al2O3，而不是AlCl3的方法制鋁？提示：AlCl3是共價化合物，熔融時不導電。老師點撥區(qū)1電解熔融的MgCl

11、2陽極反響式：2Cl2e=Cl2陰極反響式：Mg22e=Mg總反響式：MgCl2熔融MgCl22電解熔融的Al2O3陰極反響式：4Al312e=4Al陽極反響式：6O212e=3O2總反響式：2Al2O3熔融4Al3O2工業(yè)上，為降低Al2O3的熔點，常參加Na3AlF6冰晶石，電解熔融Al2O3使用的電極材料均為碳棒，陽極產(chǎn)生的O2會與C反響，故陽極材料需定期補充。對點即時練5以下有關電解應用的說法中錯誤的選項是A電解熔融Al2O3可得到金屬鋁B電解熔融NaCl或飽和NaCl溶液可制得單質鈉C利用電解法可在鐵外表鍍上一層均勻光滑的銀D利用電解原理可除去粗銅中的雜質得到高純度的銅答案B解析電解

12、NaCl溶液時無法制取單質鈉，得到的是氫氧化鈉。6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本錢低廉 D化合物熔點較低答案B解析金屬冶煉方法選取的主要根據(jù)是金屬的活動性強弱，不活潑的金屬可以用熱分解法制備，如加熱氧化汞；比較活潑的金屬用熱復原法制備，如用焦炭煉鐵；活潑的金屬離子很難被其他復原劑復原，只能用電解方法。由于鈉、鎂、鋁是活潑金屬，所以只能用電解法。A篇對點強化訓練知識點一氯堿工業(yè)1. 某學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NaCl溶液。通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌才能的消毒液，設計了如圖的裝置，那么對電源

13、電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的選項是Aa為正極，b為負極；NaClO和NaClBa為負極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HClO和NaCl答案B解析電解氯化鈉溶液時，陽極反響是氯離子失電子生成氯氣，陰極反響是氫離子得電子生成氫氣，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌才能的消毒液，應讓氯氣在下端產(chǎn)生，即a為負極，b為正極，氯氣和氫氧化鈉反響生成氯化鈉和次氯酸鈉。2將含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上得到0.3 mol Cu，另一個電極上析出氣體在標準狀況

14、下的體積為A4.48 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L答案A解析陰極反響為Cu22e=Cu，因為反響的nCu20.3 mol，總nCu20.4 mol，說明Cu2過量，陰極共得到0.6 mol電子。由電子守恒可知，陽極應失去0.6 mol電子。陽極：首先2Cl2e=Cl2，因為0.2 mol Cl只能失去0.2 mol電子，另外0.4 mol電子只能由水失去，陽極反響還有2H2O4e=4HO2，那么陽極共放出氣體體積0.1 mol0.1 mol×22.4 L/mol4.48 L，故應選A。3如圖A為直流電源，B為浸透飽和NaCl溶液和酚酞溶液的濾紙，C為電鍍槽，接通

15、電路后發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色，為實現(xiàn)鐵上鍍銅，接通K后，使c、d兩點短路，以下表達正確的選項是Aa為直流電源的負極Bc極上發(fā)生的反響為2H2e=H2Cf電極為銅板De極發(fā)生復原反響答案B解析K斷開時，接通電路后，B上的c點顯紅色那么證明c極為電解池的陰極，電極反響式為2H2e=H2，a為直流電源的正極，C為電鍍池，e為陽極，f為陰極，f電極為鐵，e電極為銅，發(fā)生氧化反響。知識點二電鍍和電解精煉銅4用含有少量銀和鋅的粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅溶液作電解液，通電一段時間后，陽極的質量減輕了6.4 g，以下說法正確的選項是A電解質溶液的質量增加了6.4 g B陰極的質量增加了6.4 g C陰極增加

16、的質量小于6.4 g D溶液中Cu2濃度保持不變答案C解析在陽極上有鋅與銅兩種單質放電，而在陰極上只有Cu2放電且鋅的摩爾質量大于銅的摩爾質量，當陽極的質量減輕6.4 g時，轉移的電子少于0.2 mol，故在陰極上析出的銅少于0.1 mol，質量小于6.4 g；由于一樣時間內兩極上轉移的電子數(shù)目相等，陰極上析出的銅比陽極上溶解的銅多，故溶液中Cu2濃度減小。5金屬鎳有廣泛的用處，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制得高純度的鎳，以下表達正確的選項是：氧化性Fe2<Ni2<Cu2A陽極發(fā)生復原反響，其電極反響式為Ni22e=NiB電解過程中，陽極質量的減少量與陰極質量

17、的增加量一定相等C電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2和Zn2D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt答案D解析電解時，陽極失去電子發(fā)生氧化反響，失電子的金屬為Zn、Fe和Ni，A中的電極反響式錯誤；電解過程中陽極失電子的金屬依次是Zn、Fe、Ni與在陰極得電子生成的金屬Ni不同，陽極質量的減少量與陰極質量的增加量不一定相等，B錯誤；電解后溶液中陽離子除含有Fe2、Zn2、H外還有Ni2，C錯誤。6電解CuSO4溶液時，假設要到達以下三點要求：陽極質量減少陰極質量增加溶液中cCu2不變?？蛇x用的電極是A純銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極B含Zn、Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極C用純鐵作

18、陽極，用純銅作陰極D用石墨作陽極，用惰性電極Pt作陰極答案A解析A項，陽極反響Cu2e=Cu2，陰極反響Cu22e=Cu，正確；B項，陽極反響Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2，陰極反響Cu22e=Cu，cCu2發(fā)生變化，不正確；C項，陽極反響Fe2e=Fe2，陰極反響Cu22e=Cu，cCu2發(fā)生變化，不正確；D項，陽極反響2H2O4e=O24H，陽極質量不變，不正確。7用電化學方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，以下方案正確的選項是答案D解析要用電化學方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，那么應該用電解原理，因此陰極應該

19、是銀，陽極可以是惰性電極，例如碳棒，答案選D。知識點三電冶金8如圖甲為鋅銅原電池裝置，乙為電解熔融氯化鈉裝置。那么以下說法正確的選項是A甲裝置中鋅為負極，發(fā)生復原反響，銅為正極，發(fā)生氧化反響B(tài)甲裝置鹽橋的作用是使反響過程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性C乙裝置中鐵極的電極反響式為2Na2e=2NaD乙裝置中B是氯氣出口，A是鈉出口答案B解析甲裝置為原電池，Zn為負極，發(fā)生氧化反響，Cu為正極，發(fā)生復原反響，A項錯誤；乙裝置中，鐵為陰極，電極反響式為Nae=Na，C項錯誤；乙裝置中，石墨為陽極，電極反響式為2Cl2e=Cl2，A為Cl2出口，B是Na出口，D項錯誤。91 L 0.1 m

20、ol/L AgNO3溶液在以Ag作陽極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當陰極上增重2.16 g時，以下判斷中正確的選項是A溶液的濃度變?yōu)?.08 mol/LB陽極上產(chǎn)生112 mL O2標準狀況C轉移的電子數(shù)是1.204×1022個D反響中有0.03 mol Ag被氧化答案C解析Ag作陽極，陽極反響式為：Age=Ag；陰極上反響式為：Age=Ag。當陰極上增重2.16 g時，轉移電子為0.02 mol，即1.204×1022個，故C正確。10. 21世紀是鈦的世紀，在8001000 時電解TiO2可制得鈦，裝置如下圖，以下表達正確的選項是Aa為電源的正極B石墨電極上發(fā)生氧化反響

21、C陰極發(fā)生的反響為TiO22e=Ti2O2D每生成0.1 mol鈦，轉移電子0.2 mol答案B解析由O2挪動方向可知b為電源正極，A項錯誤；b為電源正極，石墨電極上發(fā)生氧化反響，B項正確；陰極發(fā)生的反響為TiO24e=Ti2O2，C項錯誤；每生成0.1 mol鈦，轉移電子0.4 mol，D項錯誤。B篇綜合提升訓練11電解硫酸鈉溶液消費硫酸和燒堿溶液的裝置如下圖，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為12，以下說法正確的選項是Aa極與電源的負極相連Ba電極反響式：2H2O2e=H22OHC離子交換膜d為陰離子交換膜D產(chǎn)物丙為硫酸溶液答案D解析據(jù)裝置圖分析可知是電

22、解裝置，電解硫酸鈉溶液，本質是電解水，氣體甲與氣體乙的體積比約為12，氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，陽極生成氧氣，電極反響4OH4e=2H2OO2，陰極生成氫氣，2H2e=H2，所以a電極是陽極，b電極是陰極，在陽極室得到硫酸，在陰極室得到氫氧化鈉，那么c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜。12利用圖中所示裝置電極均為惰性電極可吸收SO2。以下說法正確的選項是Aa為直流電源的負極B陰極的電極反響式為2HSO2He=S2O2H2OC陽極的電極反響式為SO22H2O2e=SO4HD電解時，H由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室答案C解析A項，從圖中左側知，SO2轉化成H2SO4，S從4價升高到6價，失去電

23、子，那么為陽極，對應的a為正極，錯誤；B項，得2e，錯誤；C項，陽極為SO2失去電子生成SO，正確；D項，H應移向陰極，錯誤。13如圖兩個裝置中用滴有酚酞的NaCl溶液作電解質溶液，進展化學能和電能互相轉化的研究。請答復：1寫出兩個鐵電極上的電極反響式。甲：_；乙：_。2乙裝置中_電極填“Fe或“石墨附近的溶液變紅。3檢驗乙中石墨電極反響產(chǎn)物的方法及現(xiàn)象是_。4假如起始時乙中盛有足量的一定濃度的CuSO4溶液，反響一段時間后，要使溶液恢復到起始狀態(tài)，可向溶液中參加一定量的_填化學式。5“84消毒液是常用的消毒劑。電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液，裝置如下圖。通電時氯氣被溶液完全吸收，假設所得

24、消毒液僅含一種溶質，寫出相應的化學反響方程式：_。答案1Fe2e=Fe22H2e=H22Fe3用潮濕的淀粉KI試紙靠近石墨電極所在一側的支管口，試紙變藍 4CuO 5NaClH2ONaClOH2解析1甲是原電池。鐵作負極失去電子變成Fe2；乙中鐵是陰極，H在陰極放電生成H2。2由于電解時陰極附近生成OH，故鐵電極附近變紅色。3石墨電極上產(chǎn)生的是氯氣，可用淀粉KI試紙檢驗。4電解CuSO4溶液可得到H2SO4、Cu和O2：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，故參加適量的CuO即可。5“84消毒液的主要成分是NaClO，電解時陰極產(chǎn)生H2，陽極產(chǎn)生Cl2，電解反響為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl2被NaOH溶液吸收生成NaCl、NaClO和H2O，反響為Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，兩個反響方程式相加即得出NaClH2ONaC