【优化巩固】高中化学 第四章 第三节 第二课时 电解原理的应用课件 新人教选修4.ppt

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1、第二课时电解原理的应用第二课时电解原理的应用一、氯碱工业一、氯碱工业1饱和食盐水中的离子饱和食盐水中的离子在饱和食盐水中，氯化钠完全电离产生了在饱和食盐水中，氯化钠完全电离产生了 和和 ，同时水部分电离产生了同时水部分电离产生了 和和 .2离子的移动方向离子的移动方向通电后通电后 和和 向阴极移动，向阴极移动，和和 向阳极向阳极移动移动NaHClOHNaHClOH3电极上的放电顺序电极上的放电顺序阳极：阳极：，阴极：，阴极：_ .4电极反应电极反应阳极：阳极：，阴极：阴极：.5总反应总反应 .ClOH2Cl2e=Cl2HNa2H2e=H21在氯碱工业上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，在氯碱工业

2、上电解饱和食盐水通常以石墨作阳极，铁网作阴极，能否将电极接反？铁网作阴极，能否将电极接反？提示：提示：不能因为只有惰性电极作阳极时，不能因为只有惰性电极作阳极时，Cl才会才会放电产生放电产生Cl2，而铁是活性电极，如果铁作阳极，电，而铁是活性电极，如果铁作阳极，电极反应是极反应是Fe2e=Fe2.二、电镀二、电镀1概念概念应用应用 原理在某些金属表面镀上一薄层原理在某些金属表面镀上一薄层 或或 的方法的方法2目的目的使金属增强使金属增强 ，增加，增加 合金合金电解电解抗腐蚀能力抗腐蚀能力其他金属其他金属美观和表面硬度美观和表面硬度3原理原理(1)电极的选择：电极的选择：阳极：阳极：；阴极：；阴

3、极：(2)电解质溶液的选择：使用含有电解质溶液的选择：使用含有 的电解的电解 质溶液质溶液镀层金属镀层金属镀层金属离子镀层金属离子待镀金属制品待镀金属制品(3)电极反应电极反应(以镀铜为例以镀铜为例)：阳极：阳极：Cu2e=Cu2，阴极：阴极：Cu22e=Cu.(4)电解液的变化：由于阳极上生成的电解液的变化：由于阳极上生成的 的物质的的物质的量和阴极上析出的量和阴极上析出的 的物质的量相等，所以溶的物质的量相等，所以溶液液 阳离子阳离子没有变化没有变化阳离子阳离子4粗铜精炼粗铜精炼用电解法精炼粗铜时，用用电解法精炼粗铜时，用 作阳极，作阳极，作阴作阴极，极，作电解质溶液作电解质溶液粗铜粗铜粗

4、铜粗铜硫酸铜溶液硫酸铜溶液三、电冶金三、电冶金1需用电冶金法冶炼的金属：电解法适合于需用电冶金法冶炼的金属：电解法适合于 、等活泼金属的冶炼等活泼金属的冶炼2发生的电极反应发生的电极反应(电解法制铝电解法制铝)：阳极：阳极：2O24e=O2.阴极：阴极：.钠钠镁镁铝铝Al33e=Al2电解法制取钠、镁、铝时能不能电解含有这些金属电解法制取钠、镁、铝时能不能电解含有这些金属阳离子的水溶液？阳离子的水溶液？提示：提示：不能，水溶液中含有氢离子，而氢离子比以不能，水溶液中含有氢离子，而氢离子比以上三种金属的阳离子易得电子上三种金属的阳离子易得电子.1如果用如果用U形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在

5、形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的两端滴加形管的两端滴加2滴石蕊溶液，通电后阴极处溶液变滴石蕊溶液，通电后阴极处溶液变蓝蓝()提示：提示：正确阴极处生成正确阴极处生成H2和和NaOH，溶液显碱性，溶液显碱性2在上述实验后如果将两电极互换，继续通电，则此在上述实验后如果将两电极互换，继续通电，则此时阳极处溶液褪色时阳极处溶液褪色()提示：提示：正确原来阴极生成的正确原来阴极生成的NaOH与后来互换电极与后来互换电极后生成的后生成的Cl2发生反应生成发生反应生成NaClO.NaClO具有强氧化性，具有强氧化性，将其蓝色漂白而使之褪去将其蓝色漂白而使之褪去3电解精炼铜应用的是电镀原理电解精

6、炼铜应用的是电镀原理()提示：提示：正确阳极粗铜中的铜失电子后，阴极有铜正确阳极粗铜中的铜失电子后，阴极有铜析出，符合电镀原理析出，符合电镀原理一、原电池、电解池、电镀池的比较一、原电池、电解池、电镀池的比较原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义将化学能转变将化学能转变成电能的装置成电能的装置将电能转变成将电能转变成化学能的装置化学能的装置应用电解原理在应用电解原理在某些金属表面镀某些金属表面镀一层其他金属的一层其他金属的装置装置原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池装置装置举例举例原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池形成形成条件条件活泼性不同的两活泼性不同的两电极电极(连接连接)电解电解

7、质溶液质溶液(电极插入电极插入其中并与电极自发其中并与电极自发反应反应)形成闭合形成闭合回路回路自发的氧化自发的氧化还原反应还原反应两电极接两电极接直流电源直流电源两电极插入两电极插入电解质溶液电解质溶液形成闭合形成闭合回路回路镀层金属接电镀层金属接电源正极，待镀金源正极，待镀金属接电源负极属接电源负极电镀液必须含有电镀液必须含有镀层金属的离子镀层金属的离子原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池装置装置特征特征无电源，两极无电源，两极材料不同材料不同有电源，两极材有电源，两极材料可同可不同料可同可不同同电解池同电解池电极电极名称名称负极：较活泼负极：较活泼金属正极：较金属正极：较不活泼金属不活泼

8、金属(或或能导电的非金能导电的非金属属)阳极：与电源正阳极：与电源正极相连的极阴极：极相连的极阴极：与电源负极相连与电源负极相连的极的极名称同电解池，名称同电解池，但有限制条件但有限制条件阳极：必须是阳极：必须是镀层金属阴极：镀层金属阴极：镀件镀件原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池电极电极反应反应负极：氧化负极：氧化反应，金属反应，金属失电子正极：失电子正极：还原反应，还原反应，溶液中的阳溶液中的阳离子得电子离子得电子阳极：氧化反应，阳极：氧化反应，阴离子或电极金属阴离子或电极金属失电子阴极：还原失电子阴极：还原反应，溶液中的阳反应，溶液中的阳离子得电子离子得电子阳极：金属阳极：金属电极失电

9、子电极失电子阴极：电镀阴极：电镀液中阳离子液中阳离子得电子得电子原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池带电粒子带电粒子的移动的移动阳离子向正极移阳离子向正极移动阴离子向负极动阴离子向负极移动移动阴离子向阳极移阴离子向阳极移动阳离子向阴极动阳离子向阴极移动移动同电解池同电解池原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池主要主要应用应用金属的电化学腐金属的电化学腐蚀蚀制造化学电源制造化学电源氯碱工业氯碱工业电冶金电冶金精炼铜精炼铜增强金属抗增强金属抗腐蚀能力腐蚀能力增加美观和增加美观和表面硬度表面硬度实质实质均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等特别关注特别关注

10、电化学装置的注意事项电化学装置的注意事项 (1)注意原电池与电解池的电极名称、电极反应类型注意原电池与电解池的电极名称、电极反应类型 (2)注意串联电路中，相同时间内通过各电极的电量注意串联电路中，相同时间内通过各电极的电量相等相等 (3)注意电镀池的特殊结构注意电镀池的特殊结构.二、电化学计算的基本方法二、电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液液pH的计算、相对原子质量和阿伏伽德罗常数测定的的计算、相对原子质量和阿伏伽德罗常数测定的计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求

11、电量等的计算不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：的计算不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：1根据电子守恒法计算根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等等2根据总反应式计算根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算应式列比例式计算3根据关系式计算根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间根据得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间

12、的桥梁，建立计算所需的关系式的桥梁，建立计算所需的关系式特别关注特别关注电解的计算电解的计算首先正确书写电极反应式首先正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料要特别注意阳极材料)；其次注意溶液中多种离子共存时，要根据离子放电顺序其次注意溶液中多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算最后根据得失电子守恒进行相关计算考查点一电解原理的应用考查点一电解原理的应用 例例1下列描述中，不符合生产实际的是下列描述中，不符合生产实际的是 ()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作

13、阴极电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极在镀件上电镀锌，用锌作阳极.答案答案A解析解析电解熔融的氧化铝制取金属铝时，应用惰性材料电解熔融的氧化铝制取金属铝时，应用惰性材料作电极；精炼粗铜时阳极是粗铜：作电极；精炼粗铜时阳极是粗铜：Cu2e=Cu2；阴；阴极是纯铜：极是纯铜：Cu22e=Cu；电解质溶液：；电解质溶液：CuSO4溶液溶液(含含H2SO4)电解饱和食盐水：阳极是钛网；阴极是碳钢电解饱和食盐水：阳极是钛网；阴极是碳钢网：镀锌时阳极是锌：网：镀锌时阳极是锌：Zn2e=Zn2；阴极是镀件

14、：；阴极是镀件：Zn22e=Zn，电镀液是，电镀液是ZnCl2溶液溶液1金属镍有广泛的用途粗镍中含有少量金属镍有广泛的用途粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ()A阳极发生还原反应，其电极反应式为阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中

15、只有电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和和Pt 解析：解析：电解精炼时，阳极发生的是氧化反应，金属失电电解精炼时，阳极发生的是氧化反应，金属失电子，生成金属阳离子，在给出的金属中铁和锌都比镍活子，生成金属阳离子，在给出的金属中铁和锌都比镍活泼，先失电子，此时阴极已经有镍析出，所以两极的质泼，先失电子，此时阴极已经有镍析出，所以两极的质量变化不相等；电解后溶液中的阳离子还应有镍离子量变化不相等；电解后溶液中的阳离子还应有镍离子答案：答案：D考查点二有关电解的计算考查点二有关电解的计算例例2有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液；均以三种溶液

16、；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为无色气体的物质的量之比为()A4 1 B1 1C4 3 D3 4解析解析串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值不必注意电极增重是多少只要判断出生成何种气不必注意电极增重是多少只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，体及生成该气体一

17、定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒，判断气体体积之比，第一个就可以通过得失电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出，第二个烧杯中放出Cl2和和H2，第三个烧，第三个烧杯中放出杯中放出O2.在有在有1 mol电子转移时，分别是电子转移时，分别是0.5 mol、0.5答案答案 Cmol、0.5 mol和和0.25 mol.所以共放出有色气体所以共放出有色气体(Cl2)0.50.51 mol，无色气体，无色气体(O2和和H2)0.50.250.75 mol.关键一点关键一点根据得失电子守恒及元素的化合价可得出常见电极产物计根据得失电子守恒及元

18、素的化合价可得出常见电极产物计算关系式：算关系式：物质：物质：2H2O22Cl22Cu4Ag4H4OH4en(mol):2 1 2 2 4 4 4 42在外界提供相同电量的条件下，在外界提供相同电量的条件下，Cu2或或Ag分别按分别按Cu22e =Cu或或Age=Ag在电极上放电，在电极上放电，若析出铜的质量为若析出铜的质量为1.92 g，则析出银的质量为，则析出银的质量为 ()A1.62 g B6.48 gC3.24 g D12.96 g答案：答案：B解析：解析：1.92 g铜的物质的量为铜的物质的量为0.03 mol，需转移电子的物，需转移电子的物质的量为质的量为0.06 mol，当转移，当转移0.06 mol电子时可生成银的电子时可生成银的物质的量也是物质的量也是0.06 mol，其质量是，其质量是6.48 g.点击此图片进入训练全程跟踪点击此图片进入训练全程跟踪