高中化学第1章化学反应与能量转化1.2.2电解原理的应用导学案鲁科版选修4

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1、1-2-2电解原理的应用【学习目标】1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.掌握电解的有关计算。【学习重难点】学习重点：电解方程式的书写及电解的计算学习重点：电解方程式的书写及电解的计算【自主预习】1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是，阳极反应式是，电解的化学方程式是。电解后溶液的pH变化是；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是。2．在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是，阴极反应式是，电解的化学方程式是。(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是，阴极反应式是，电解过程中溶液的浓度变化是。(

2、3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是，电解过程中两极的变化是。【预习检测】1．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B．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D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极2．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)A．电解时以精铜作阳极B．电解时阳极发生还原反应C．精铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥合作探究探究活动一：电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)通电

3、前，氯化钠溶液中含有的离子：。通电时移向阴极，放电，移向阳极，放电。电极反应式为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应)阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应)因放电，导致水的电离平衡H2OH＋＋OH－向右移动，致使生成。(2)电解的总反应式化学方程式：；离子方程式：；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做。2．电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用作阳极，用作阴极，用作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。(

4、3)电解精炼铜的原理是失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜迁移到纯铜上。3．电镀(1)根据图，回答下列问题：①电极反应式阳极：Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。②可观察到的现象是。③硫酸铜溶液浓度的变化是。(2)电镀①电镀是应用原理，在金属表面镀上一薄层其他或的方法。②电镀池的构成：一般都是用作电镀液；把浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；与直流电源的负极相连，作阴极。[归纳总结](1)氯碱工业：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2

5、)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。【学以致用】1．某同学在做电解食盐水的实验时，误用铜棒做两极材料，请判断下列说法正确的是(　　)A．完全电解后，得到CuCl2溶液B．电解完全并放置一段时间后，得到蓝色沉淀和NaCl溶液C．电解一段时间后，NaCl溶液浓度可能变小D．电解后溶液中的NaCl质量一定不变2．许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是(　　)A．含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的

6、正极相连B．阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关C．电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子D．在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化探究活动二：电解的有关计算1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。(1)当有1.0×10－3mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。(2)若溶液的体积为1L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6mLO2时，溶液的pH是________。2．用惰性电极电解0.1LM(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL(标准状况)O2，从而可知M的相对

7、原子质量是________，溶液的pH是________(均用含有a、b、x的代数式表示)。[归纳总结]有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系式计算：