魯科版-化學(xué)反應(yīng)原理-化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化-第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解【市一等獎(jiǎng)】

《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解》第三課時(shí)導(dǎo)學(xué)案銅的電解精煉及電鍍部分導(dǎo)學(xué)案一、三維目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)運(yùn)用電解原理分析銅的電解精煉，及電鍍的原理過程與方法提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治瞿芰η楦信c價(jià)值從能量的角度理解化學(xué)的重要性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣二、復(fù)習(xí)回顧用惰性電極電解下列電解質(zhì)溶液，請(qǐng)按要求填表：電解質(zhì)（溶液）陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式溶液酸堿性變化pH變化溶液復(fù)原所需物質(zhì)CuCl2HClNa2SO4H2SO4NaOHNaClCuSO4AgNO3[問題導(dǎo)入]1．工業(yè)上為什么對(duì)粗銅進(jìn)行精煉？其精煉的原理是什么？2．粗銅精煉后能得到哪些物質(zhì)？3．什么是電鍍？其特點(diǎn)是什么？寫出電鍍銅的兩極反應(yīng)式？三、課前自主學(xué)習(xí)（一）銅的電解精煉1．電解精煉銅時(shí)，__________作陰極，__________作陽(yáng)極，硫酸酸化的__________________作電解液，當(dāng)通以直流電時(shí)，作為__________逐漸在電解槽底部，這樣可得到純度達(dá)%%的銅。2．精煉銅時(shí)的電極反應(yīng)陽(yáng)極：_____________________________________________陰極：____________________________________（二）電鍍1．電鍍是________________________________________________的過程。2．電鍍的主要目的是__________________________________________。3．電鍍的原理電鍍時(shí)，通常把__________作陰極，把__________作陽(yáng)極，利用__________溶解提供鍍層金屬，也可用__________電極作陽(yáng)極，鍍層金屬則由__________提供；用____________________作電鍍液，加入各種助劑。在直流電作用下，__________表面覆蓋上一層__________的鍍層。若要在Fe上鍍Zn，所用的電鍍裝置圖（如右圖）。寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式：陽(yáng)極：_______________________________________陰極：________________________________________（在鍍件上析出）四、合作探究[探究一]（一）銅的電解精煉1．精煉的目的：________________________________________2．反應(yīng)發(fā)生后（二）粗銅中的雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni、Ag、Au等是如何除去的呢？陽(yáng)極泥有何利用價(jià)值？比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質(zhì)，在銅溶解的同時(shí)也會(huì)失去電子形成金屬陽(yáng)離子而溶解，此時(shí)陰極仍發(fā)生Cu2+2e-→Cu，這會(huì)導(dǎo)致電解液濃度幾乎不發(fā)生變化；Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時(shí)它們以陽(yáng)極泥沉積下來(lái)，可供提煉Au、Ag等貴金屬。例1（2005年高考天津卷）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量的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(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e-→NiB．電解過程中，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+Zn2+D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt[探究二]（三）實(shí)驗(yàn)探究：電鍍材料：鐵釘、銅片或石墨片、硝酸銅或硫酸銅溶液、導(dǎo)線、外電源。任務(wù)：鍍銅（1）請(qǐng)根據(jù)電解原理，設(shè)計(jì)一個(gè)給鐵釘鍍銅的實(shí)驗(yàn)方案，確定用什么電極材料、用什么電鍍液、鍍件做什么極。（提示：鍍層能否很好地附著在鍍件上與鍍件表面的潔凈和平整程度有很大關(guān)系）電鍍?cè)黼婂兎桨鸽姌O材料電鍍液鍍件（2）請(qǐng)實(shí)施你的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行總結(jié)。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]銀白色的鐵件變成了_____________[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]鐵件的表面__________________________電極反應(yīng)式：陽(yáng)極：_______________________________________陰極：_______________________________________[問題討論]電鍍液CuSO4溶液的濃度為什么保持不變？例2在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是（）A．鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子[探究三]（四）與電解有關(guān)的計(jì)算依據(jù)：兩電極流過電子的量的相同例3在0°和1×105Pa下，用鉑電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)陰極產(chǎn)生銅時(shí)，陰極放出（）A．氫氣 B．氧氣 C．氫氣 D．氧氣五、達(dá)標(biāo)練習(xí)1．電解CuSO4溶液時(shí)，若要達(dá)到以下三個(gè)要求：①陽(yáng)極質(zhì)量減少；②陰極質(zhì)量增加；③電解溶液中c(Cu2+)不變，則可選用的電極是（）A．純銅作陽(yáng)極，含Zn、Ag的Cu合金作陰極B．含Zn、Ag的Cu合金作陽(yáng)極，純銅作陰極C．用鈍鐵作陽(yáng)極，純銅作陰極D．用石墨作陽(yáng)極，用惰性電極(Pt)作陽(yáng)極2．下列敘述中，不正確的是（）A．電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)B．原電池跟電解池連接后，電子從電池負(fù)極流向電解池陽(yáng)極C．電鍍時(shí)，電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解飽和食鹽水時(shí)，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣3．用惰性電極完全電解某硫酸銅溶液后，中和電解液用去L的氫氧化鈉溶液250mL，則在陽(yáng)極和陰極上析出的氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的質(zhì)量分別是（）A．和 B．和 C．和 D．和4．下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（）A．銅鋅原電池中銅是正極 B．用電解法精煉粗銅時(shí)精銅作陽(yáng)極C．在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極 D．電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極5．電解100mL16%的氫氧化鈉溶液（密度為1g/cm3），用石墨作電極，10min后電解液的濃度為%，這是因?yàn)椋ǎ〢．溶質(zhì)增加了B．氫氧化鈉的物質(zhì)的量不變，而水被電解了1molC．氫氧化鈉的消耗比水的消耗少D．氫氧化鈉不參加反應(yīng)，只有水參加反應(yīng)，且放出H2和O2，消耗了18g水6．用惰性電極電解下列物質(zhì)的溶液，當(dāng)電路中通過相同電量時(shí)，在陰極上析出物質(zhì)的質(zhì)量最多的是（）A．ZnSO4 B．CuSO4 C．K2SO4 D．AgNO37．在20℃時(shí)，用石墨電極電解飽和硫酸銅溶液（陽(yáng)極放出氧氣），如有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，試回答以下問題：（1）在陰極發(fā)生什么反應(yīng)？寫出電極反應(yīng)式，陰極得到銅的質(zhì)量是多少？（2）在陽(yáng)極發(fā)生什么反應(yīng)？寫出電極反應(yīng)式。陽(yáng)極得到氧氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是多少？（3）電解后，溶液的pH發(fā)生了什么變化？為什么？（4）如用銅片代替石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生什么反應(yīng)？產(chǎn)物是什么？電解液的pH將如何變化？8．如圖所示，通電5min后，電極5的質(zhì)量增加，回答：（1）電源a是_______，C池是_______池。A池電極反應(yīng)，陽(yáng)極為__________________，陰極為______________________。C池電極反應(yīng)，陽(yáng)極為_________________，陰極為_________________。（2）如果B槽中共收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）且溶液體積為200mL（設(shè)電解過程中溶液體積不變）。則通電前溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為______________________。9．下圖為相互串聯(lián)的甲乙兩個(gè)電解池，試回答：（1）甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極是______________，材料是______________，電極反應(yīng)為___________________________________，B極