高中化學(xué)選修四 1819版 4.3.2 電解原理的應(yīng)用 學(xué)案

1、.第2課時 電解原理的應(yīng)用 一學(xué)習目的：1掌握電解飽和食鹽水的原理；2理解電鍍、金屬精煉、電冶金等方面的開展前景。二學(xué)習重點：1可以從電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍、電冶金等電解應(yīng)用的另一視角加深對電解原理的理解；2能通過對電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律的認識，正確書寫出電極反響、電池總反響。三學(xué)習難點：能通過對電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律的認識，正確書寫出電極反響、電池總反響。四預(yù)習導(dǎo)學(xué)1電解飽和食鹽水通電前溶液中含有的離子： 。通電時 移向陰極， 放電， 移向陽極， 放電。電極反響為：陽極： 反響陰極： 反響因 放電，導(dǎo)致水的電離平衡H2OH+OH-向右挪動，致使生成 。2電鍍1電鍍的含義電鍍是應(yīng)用 在某

2、些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。2電鍍的目的電鍍的目的主要是進步金屬增強抗腐蝕才能、增加美觀和外表硬度。3電解精煉銅1裝置如以下圖所示： 作陽極， 作陰極， 作電解質(zhì)溶液。2電極反響，陽極為 、 等。陰極為 。4電冶金屬1金屬冶煉的本質(zhì)使礦石中的 獲得電子，從它們的化合物中復(fù)原出來。如 。2電解熔融的NaCl制Na對于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁這樣活潑的金屬， 幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。例如電解熔融的NaCl制Na：NaCl在高溫熔融，并發(fā)生電離：NaClNa+Cl-通直流電后，陰極： ，陽極： ，總化學(xué)方程式為： 。五問題引領(lǐng)，知識探究問題1 電解原理的應(yīng)用實驗裝置和步驟按如下圖裝置，向

3、U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒作陽極，一根鐵棒作陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞溶液，并用潮濕的碘化鉀淀粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源后，你觀察到了哪些現(xiàn)象?通過這些現(xiàn)象你得到什么結(jié)論?電解飽和食鹽水問題2請你用電解原理分析電解飽和食鹽水。問題3電鍍原理及應(yīng)用按如下圖裝置，向燒杯中倒入飽和硫酸銅溶液，用銅作陽極，一個鑰匙鐵制作陰極。接通K后，你觀察到哪些現(xiàn)象?你能解釋你觀察到的現(xiàn)象嗎?【練習1】某課外活動小組欲在鐵制工藝品上分別鍍上一層鋅和一層鋁，它們分別設(shè)計了如以下圖所示的方案：這兩個方案都能成功嗎?假設(shè)能成功請寫出陰、陽兩極的電極反響。假設(shè)不能成功請說明理由。問題4電解精

4、煉銅粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質(zhì)，請你利用如圖電解精煉銅的裝置，結(jié)合電解原理，探究電解過程中各雜質(zhì)成分的變化。問題5電冶金1閱讀教材，請你自主完成如圖電解熔融氯化鈉制鈉圖示中的空格處內(nèi)容的填寫工作。2請你寫出金屬活動性順序，并標出各種金屬的冶煉方法?！揪毩?】以下描繪中，不符合消費實際的是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，用鋅作陽極問題6電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律探究1用惰性電極電解以下電解質(zhì)溶液，請你分析以下問題注意得失電子的順序CuCl2： 陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度

5、 ，pH 電解對象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。HCl：陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH 電解對象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上兩個電解池反響的電解對象都是 ，這一類電解反響稱為電解電解質(zhì)型2用惰性電極電解NaCl溶液，請你分析以下問題陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH 電解對象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)該電解池反響的電解對象是 ，這一類電解反響稱為 放氫生堿型。3用惰性電極電解CuSO4溶液，請你分析以下問題陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH 電解對象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。小結(jié)：經(jīng)過總方

6、程式發(fā)現(xiàn)該電解池反響的電解對象是 ，這一類電解反響稱為 放氧生酸型。4用惰性電極電解以下電解質(zhì)溶液，請你分析以下問題NaOH：陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH H2SO4：陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH Na2SO4：陰極： 陽極： 總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH 小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上三個電解池反響的電解對象都是 ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。這類電解反響稱為電解水型。【練習3】用惰性電極實現(xiàn)電解，以下說法正確的選項是A.電解稀硫酸，本質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的

7、物質(zhì)的量之比為12D.電解硫酸銅溶液，一段時間后，參加適量CuO能使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的組成和濃度六目的檢測1以下關(guān)于銅電極的表達正確的選項是A銅鋅原電池中銅是負極B用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極C在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D.電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極2工業(yè)上由二氧化錳制備KMnO4可分兩步進展：二氧化錳與氫氧化鉀共熔后通入O2：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；電解錳酸鉀溶液：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2+2KOH。以下表達中正確的選項是A在反響中K2MnO4作氧化劑B每生成1 mol KMnO4共轉(zhuǎn)移6 mol電子C第步電解時，陰極周圍溶液的

8、pH減小D第步電解時，KMnO4在陽極區(qū)生成3如圖A為直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞溶液的濾紙，C為電鍍槽。接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請?zhí)羁眨?電源A的電極a為極； 2濾紙B上發(fā)生反響的總化學(xué)方程式為； 3欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通電鍵K，那么電極e上發(fā)生的反響為，槽中盛放的電鍍液可以是。 4.向8 g某二價金屬的氧化物固體中參加稀硫酸，使其恰好完全溶解，消耗硫酸的體積為100 mL，在所得溶液中插入鉑電極進展電解，通電一定時間后，在一個電極上搜集到224 mL標準狀況氧氣，在另一個電極上析出該金屬1.28 g。1根據(jù)計算確定金屬氧化物的名稱。

9、2求通電后硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度溶液體積按100 mL計算?！緟⒖即鸢浮克念A(yù)習導(dǎo)學(xué)1 Na+、Cl-、H+、OH- Na+、H+ H+ Cl-、OH- Cl- 2Cl-2e-Cl2 氧化 2H+2e-H2 復(fù)原H+ NaOH21電解原理31粗銅 純銅 CuSO4溶液2 Cu-2e-Cu2+ Zn-2e-Zn2+ Cu2+2e-Cu41金屬離子 Mn+ne-M2電解法 2Na+2e-2Na2Cl-2e-Cl2 NaCl熔融 2Na+Cl2五問題引領(lǐng)，知識探究問題1 答案：實驗現(xiàn)象1陽極上產(chǎn)生帶刺激性氣味的氣體，該氣體能使潮濕的碘化鉀淀粉試紙變藍；2陰極上產(chǎn)生無色無味的氣體；3陰極區(qū)溶液變紅。實驗

10、結(jié)論語文課本中的文章都是精選的比較優(yōu)秀的文章,還有不少名家名篇。假如有選擇循序漸進地讓學(xué)生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落,對進步學(xué)生的程度會大有裨益。如今,不少語文老師在分析課文時,把文章解體的支離破碎,總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果老師費力,學(xué)生頭疼。分析完之后,學(xué)生收效甚微,沒過幾天便忘的一干二凈。造成這種事倍功半的為難場面的關(guān)鍵就是對文章讀的不熟。常言道“書讀百遍,其義自見,假如有目的、有方案地引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)閱讀課文,或細讀、默讀、跳讀,或聽讀、范讀、輪讀、分角色朗讀,學(xué)生便可以在讀中自然領(lǐng)悟文章的思想內(nèi)容和寫作技巧,可以在讀中自然加強語感,增強語言的感受力。久而久之,這種思想內(nèi)容、寫作技巧和

11、語感就會自然浸透到學(xué)生的語言意識之中,就會在寫作中自覺不自覺地加以運用、創(chuàng)造和開展。用石墨電極作陽極，電解飽和食鹽水生成Cl2、H2和NaOH。問題2答案：在食鹽水中，存在著Na+、Cl-、H+、OH-四種離子，通電時，Cl-、OH-向陽極挪動，Na+、H+向陰極挪動，由于放電才能Cl->OH-，H+>Na+，因此在陽極Cl-比OH-容易失去電子，氧化生成氯氣；在陰極，H+比Na+容易得到電子，復(fù)原生成氫氣。問題3 答案：實驗現(xiàn)象：陽極銅片逐漸溶解，陰極鐵制鑰匙外表漸漸出現(xiàn)一層紅色的物質(zhì)。通電后陽極發(fā)生：Cu-2e-Cu2+，因此銅片逐漸溶解，Cu2+進入溶液中；陰極發(fā)生：Cu2+

12、2e-Cu，因此鑰匙外表逐漸鍍上了一層紅色的銅。【練習1】解析：此題主要考察電鍍的原理，及在陰極陽離子的放電順序。由于Zn2+的氧化性大于H+H2O的氧化性，Zn2+得電子生成Zn，所以甲方案能成功；而乙方案中由于H+H2O的氧化性大于Al3+，H+H2O放電產(chǎn)生H2，而得不到Al，所以乙方案不能成功。答案：甲方案能成功。陽極：Zn-2e-Zn2+，陰極：Zn2+2e-Zn。乙方案不能成功。由于AlCl3溶液中含有Al3+和水電離出來的H+，H+的氧化性比Al3+強優(yōu)先得電子：2H+2e-H2，致使Al3+不能得電子生成金屬Al，造成鍍鋁失敗。問題4答案：粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種

13、雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，位于金屬活動性順序中銅以前的金屬如Zn、Fe、Ni等，會優(yōu)先失去電子，如Zn-2e-Zn2+，Ni-2e-Ni2+。但是它們的陽離子比銅離子難復(fù)原，所以它們并不在陰極獲得電子析出，而是留在電解質(zhì)溶液里。而位于金屬活動性順序中銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為失電子的才能比銅弱，不能在陽極失去電子變成陽離子溶解在溶液中，而是以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。解析：1用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反響：2Cl-2e-Cl2；陰極反響：2H+2e-H2。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反響

14、過程中消耗了H2O電離出的H+，溶液呈堿性，參加酚酞溶液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使潮濕的碘化鉀淀粉試紙變?yōu)樗{色。2電解精煉銅時，用含雜質(zhì)的銅為陽極，純銅為陰極。反響過程中陽極上的銅以及比銅活潑的金屬失去電子成為離子進入溶液，活潑性比銅差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2+能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑金屬對應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是純銅，電極反響為Cu2+2e-Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反響為Cu-2e-Cu2+。問題512答案：【練習2】解析：電解池的陽極發(fā)生失電子氧化反響、陰極發(fā)生得電子復(fù)原反響。電解熔融的Al2O3制Al時，假設(shè)用Fe作

15、陽極，會發(fā)生Fe-2e-Fe2+，F(xiàn)e2+挪動到陰極上發(fā)生Fe2+2e-Fe，使得到的Al不純。答案：A問題6電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律探究1Cu2+2e-=Cu 2Cl-2e-=Cl2_ 減小 減小Cl2溶于水不要求電解質(zhì)本身CuCl2 電解質(zhì)CuCl2固體 2H+2e-=H2 2Cl-2e-=Cl2 減小 增大 電解質(zhì)本身HCl HCl氣體 電解質(zhì)本身 22H2O+ 2e-=H2+2OH- 2Cl-2e-=Cl2 生成新的電解質(zhì) 增大 電解質(zhì)和水NaCl和水 HCl氣體 電解質(zhì)和水 3Cu2+2e-=Cu 2H2O 2e-=O2+2H+ 2Cu2+ 2H2OO2+4H+ +2Cu 生成新的電解質(zhì)

16、 減小 電解質(zhì)和水 CuO、CuCO3等 電解質(zhì)和水 42H2O+ 2e-=H2+2OH- 4OH4e-=2H2O+O2 2 H2OH2+O2 增大 增大 2H+2e- =H2 2H2O 2e-=O2+2H+ 2 H2OH2+O2 增大 減小 2H2O+ 2e-=H2+2OH- 2H2O 2e-=O2+2H+ 2 H2OH2+O2 增大 不變 電解水 水【練習3】解析：電解稀硫酸，本質(zhì)上是電解水，硫酸濃度變大，溶液的pH減?。浑娊庀aOH溶液，溶液的pH增大；電解Na2SO4溶液，陰極和陽極上分別析出H2和O2，物質(zhì)的量之比為21；電解CuSO4溶液，陰、陽極分別析出Cu、O2，溶液中生成H

17、2SO4，參加適量的CuO能使溶液恢復(fù)到電解前的組成和濃度。答案：D六目的檢測1解析：銅鋅原電池中，銅不活潑，應(yīng)作正極，A項錯。在電鍍或電解精煉銅時，需要將溶液中的Cu2+復(fù)原成金屬銅析出，用作向溶液供給Cu2+的粗銅那么必須作陽極，B項錯誤，C項正確。電解硫酸溶液時，金屬銅假如作陽極，它將以Cu2+的形式被溶解而進入電解質(zhì)溶液，當電解質(zhì)溶液內(nèi)有H+和Cu2+時，后者將在陰極上放電，D項錯誤。答案：C2解析：每生成1 mol KMnO4共轉(zhuǎn)移3 mol電子，故B項錯誤；中電解錳酸鉀溶液時，在陰極H2O得電子生成H2，同時生成OH-，故pH增大，C項錯誤；根據(jù)氧化復(fù)原反響原理，在第步電解時，在陽

18、極K2MnO4被氧化為KMnO4，因此K2MnO4作復(fù)原劑，故A項錯，D項正確。答案：D3解析：接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色，說明氫離子在c極上得電子，所以c極為陰極，可推知電源的b極為負極，a極為正極；欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通電鍵K時，與a極相連的e極應(yīng)該為陽極，e極應(yīng)該為鋅，電鍍液應(yīng)該為含鋅離子的鹽溶液，可以用ZnSO4溶液等。答案：1正22NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH3Zn-2e-Zn2+ZnSO4溶液或ZnCl2溶液、ZnNO32溶液等我國古代的讀書人,從上學(xué)之日起,就日誦不輟,一般在幾年內(nèi)就能識記幾千個漢字,熟記幾百篇文章,寫出的詩文也是字斟句酌,瑯瑯上口,成

19、為滿腹經(jīng)綸的文人。為什么在現(xiàn)代化教學(xué)的今天,我們念了十幾年書的高中畢業(yè)生甚至大學(xué)生,竟提起作文就頭疼,寫不出像樣的文章呢?呂叔湘先生早在1978年就鋒利地提出:“中小學(xué)語文教學(xué)效果差,中學(xué)語文畢業(yè)生語文程度低,十幾年上課總時數(shù)是9160課時,語文是2749課時,恰好是30%,十年的時間,二千七百多課時,用來學(xué)本國語文,卻是大多數(shù)不過關(guān),豈非咄咄怪事!尋根究底,其主要原因就是腹中無物。特別是寫議論文,初中程度以上的學(xué)生都知道議論文的“三要素是論點、論據(jù)、論證,也通曉議論文的根本構(gòu)造:提出問題分析問題解決問題,但真正動起筆來就犯難了。知道“是這樣,就是講不出“為什么。根本原因還是無“米下“鍋。于是便翻開作文集錦之類的書大段抄起來,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不參考作文書就很難寫出像樣的文章。所以,詞匯貧乏、內(nèi)容空洞、千篇一律便成了中學(xué)生作文的通病。要解決這個問題,不能單在布局謀篇等寫作技方面下功夫,必須認識到“死記硬背的重要性,讓學(xué)生積累足夠的“米。4. 解析：設(shè)金屬氧化物為RO，R的相