[最新]高中化学第1章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能__电解第2课时电解原理的应用学案鲁科版选修.doc
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1、优质教学资料 优质教学资料 优质教学资料第2课时电解原理的应用学习目标:1.运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼,以及电镀的内容。(重点)2.了解电解原理的应用方法,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。自 主 预 习探 新 知1电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象阳极上:产生黄绿色气体。阴极上:产生无色气体,溶液变红色。(3)原理分析及电极反应电解时,Cl、OH移向阳极,Na、H移向阴极。阳极离子放电顺序:ClOH。电极反应:2Cl2e=Cl2,氧化反应。阴极离子放电顺序:HNa。电极反应:2H2e=H2,还原反应。(4)电池反应化学方程式2NaCl2H2O2NaOHCl2
2、H2。离子方程式:2Cl2H2O2OHCl2H2。微点拨:氯碱工业中,为避免电解产物H2与Cl2、Cl2与NaOH的反应,常用阳离子交换膜将两极溶液分开,阳离子能通过阳离子交换膜,阴离子不能通过。2铜的电解精炼(1)装置(2)粗铜成分主要成分:Cu。杂质金属:比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。(3)电极反应微点拨:(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质,同时间段内两电极改变的质量不相等,但两电极通过的电量相等。(2)电解过程中,阴离子浓度不变,Cu2浓度减小,Fe2、Zn2、Ni2浓度增大。3电镀(1)定义:应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。(2
3、)目的:增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。(3)根据电解原理,设计在铁钉上镀铜的实验方案电镀原理阳极:Cu2e=Cu2阴极:Cu22e=Cu电镀方案电极材料阳极:铜片阴极:铁钉电镀液CuSO4溶液镀件铁钉微点拨:电镀的特点:“一多、一少、一不变”。(1)一多:是指阴极上有镀层金属沉积;(2)一少:是指阳极上有镀层金属溶解;(3)一不变:是指电镀后,电解质溶液中的离子浓度保持不变。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”,错的在括号内打“”。)(1)氯碱工业中,阳极区产生H2和NaOH。()(2)用铜作电极电解NaCl溶液可以得到H2、Cl2、NaOH。()(3)精炼铜装置中,粗铜
4、作阴极,精铜作阳极。()(4)精炼铜过程中,电解质溶解中c(Cu2)不变。()(5)电镀装置中,镀件作阴极,待镀金属作阳极。()(6)电镀过程中,电解质溶液的浓度减小。()提示(1)氯碱工业中,阴极区产生H2和NaOH,阳极区产生Cl2。(2)电解NaCl溶液Cu作阳极时,阳极反应式为Cu2e=Cu2。(3)精炼铜装置中,粗铜作阳极,精铜作阴极。(4)精炼铜过程中,电解质溶液中c(Cu2)减小。(5)(6)电镀过程中,电解质溶液的浓度不变。2关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2D阴极反应都只有Cu22e
5、=CuDA项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,若有比铜活泼的金属杂质(如锌),则阳极还会发生Zn2e=Zn2的反应。合 作 探 究攻 重 难氯碱工业反应原理按如图所示安装仪器,电极材料为石墨,电解质溶液为饱和NaCl溶液(同时滴入几滴酚酞)。思考交流1实验所用的电极材料为石墨,能否更换为活泼金属材料?提示阴极可以更换为活泼金属材料,但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极;阳极必须用惰性电极。2用惰性电极电解饱和NaCl溶液的过程中,收集到的Cl2的体积一般少于H2的体积,请分析原因。提示Cl2在水中的溶解度比H2大,且Cl2会与电解产生的NaOH反应
6、而被消耗。3接通电源后,哪个电极附近的颜色发生了变化?为什么?提示接通电源后,阴极区溶液变红色。原因:H2O电离出的H放电,使c(OH)增大,即阴极区产生碱,使酚酞变红色。4为了避免电极产物Cl2与NaOH之间发生反应,氯碱工业中常采取什么措施?提示氯碱工业生产中,常采用阳离子交换膜将两极产物隔离。对点训练1如图中能验证饱和食盐水(含酚酞)的电解产物的装置是(下列各图中的电极均为惰性电极)()D电解饱和食盐水时,阳极产物是Cl2,阴极产物是H2、NaOH,根据图中的电子流向先确定装置中电源的正、负极,从而确定电解池的阴、阳极,然后判断电极产物以及检验方法,D选项符合题意。教师备选某学生想制作一
7、种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()Aa为正极,b为负极;NaClO和NaClBa为负极,b为正极;NaClO和NaClCa为阳极,b为阴极;HClO和NaClDa为阴极,b为阳极;HClO和NaClB有关反应有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分作用,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。2以石墨为
8、电极分别电解水和饱和食盐水,下列关于这两个电解池的说法正确的是()A阳极电极反应式相同B电解结束后所得液体的pH相同C阴极反应式相同D通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压下)C以石墨为电极电解水时,阳极反应为2H2O4e=4HO2,以石墨为电极电解饱和食盐水时,阳极反应为2Cl2e=Cl2,两个电解池的阳极电极反应式不同,A项错误;电解水时液体的pH不变,电解饱和氯化钠溶液时生成氢氧化钠,溶液pH变大,所以电解结束后两个电解池中所得液体的pH不同,B项错误;以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水时,阴极都发生反应2H2e=H2,所以阴极电极反应式相同,C项正确;设两电解池在电解过程中转移电
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