电化学基础1 3(课件PPT).ppt 34页

'第2课时　电解原理的应用 目标导航预习导引 目标导航预习导引1.电解饱和食盐水通电前溶液中含有的离子:Na+、Cl-、H+、OH-。通电时Na+、H+移向阴极,H+放电,Cl-、OH-移向阳极,Cl-放电。电极反应为:阳极:2Cl--2e-==Cl2↑(氧化反应)阴极:2H++2e-==H2↑(还原反应)因H+放电,导致水的电离平衡H2OH++OH-向右移动,致使生成NaOH。电解总化学方程式为:2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH总离子方程式为:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- 目标导航预习导引2.电镀(1)定义:电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。(2)电镀池的构成:(3)实例(往铁件上镀铜):①阴极材料为Fe,电极反应式为Cu2++2e-==Cu;②阳极材料为Cu,电极反应式为Cu-2e-==Cu2+;③电解质溶液:CuSO4溶液。 目标导航预习导引3.电解精炼铜(1)装置:粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液。(2)电极反应式:阳极为Zn-2e-==Zn2+、Cu-2e-==Cu2+。阴极为Cu2++2e-==Cu。 目标导航预习导引4.电冶金(1)金属冶炼的本质。使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来,如Mn++ne-==M。(2)电解熔融的NaCl制Na。对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法。例如电解熔融的NaCl制Na:NaCl在高温熔融条件下,发生电离:NaCl==Na++Cl-,通直流电后,阴极:2Na++2e-==2Na,阳极:2Cl--2e-==Cl2↑,总化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 目标导航预习导引深度思考判断下列描述的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)在镀件上电镀铜时,可用金属铜作阳极。()(2)电解精炼铜时,电解质溶液的浓度不变。()(3)电解精炼铜时,用纯铜作阳极,粗铜作阴极。()(4)工业上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。()(5)用U形管作电解饱和食盐水的实验,通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊溶液,通电后阳极处溶液变蓝。()答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)× 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要一、电解原理的应用1.氯碱工业(1)原理。用惰性材料作阳极电解饱和食盐水,生成Cl2、H2和NaOH。阳极:2Cl--2e-==Cl2↑(放电顺序Cl->OH-)阴极:2H++2e-==H2↑(放电顺序H+>Na+)在上述反应中,由于H+在阴极上得到电子而生成H2,破坏了附近的水的电离平衡,促进了水继续电离,结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要(2)主要生产过程。 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要2.电镀铜与精炼铜的比较 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要(1)用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液,如何通过实验现象判断阴、阳两极?答案:方法一:电极附近溶液变红的一极为电解池的阴极,另一极为阳极,原因是H+在阴极上放电(2H++2e-==H2↑),破坏了水的电离平衡,使此极附近溶液c(OH-)>c(H+),从而会使酚酞变红。方法二:有黄绿色气体产生的一极为电解池的阳极,电极反应式为2Cl--2e-==Cl2↑;有无色无味气体产生的一极为电解池的阴极,电极反应式为2H++2e-==H2↑。方法三:能产生使湿润KI淀粉试纸变蓝的气体的一极为电解池的阳极,另一极为阴极。 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要(2)电解精炼铜时,阳极泥是怎样形成的?答案:粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,位于金属活动性顺序中铜以前的金属如Zn、Fe、Ni等,会优先失去电子,如Zn-2e-==Zn2+,Ni-2e-==Ni2+。但是它们的阳离子比铜离子难还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的银、金等杂质,因为失电子的能力比铜弱,不能在阳极失去电子变成阳离子溶解在溶液中,而是以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例1】电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池,装有电解质溶液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则:①电解池中X电极上的电极反应为,在X电极附近观察到的现象是。②Y电极上的电极反应为,检验该电极反应产物的方法是。(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解质溶液a选用CuSO4溶液,则:①X电极的材料是,电极反应为。②Y电极的材料是,电极反应为。(说明:杂质发生的电极反应不必写出) 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要解析:(1)用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑;阴极反应:2H++2e-==H2↑。与电源正极相连的为阳极,反之为阴极。所以X为阴极,Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H+,溶液呈碱性,加入酚酞溶液变成红色;Y极产生Cl2,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。(2)电解精炼铜时,用含杂质的铜为阳极,纯铜为阴极。反应过程中阳极上的铜以及比铜活泼的金属失去电子成为离子进入溶液,活泼性比铜差的金属形成阳极泥;在阴极只有Cu2+能得电子成为单质,其他较活泼金属对应的离子不能得电子。根据装置图,X为阴极,Y为阳极。所以,X电极的材料是纯铜,电极反应为Cu2++2e-==Cu;Y电极的材料是粗铜,电极反应为Cu-2e-==Cu2+。 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要答案:(1)①2H++2e-==H2↑有气泡冒出,溶液变红②2Cl--2e-==Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)①纯铜Cu2++2e-==Cu②粗铜Cu-2e-==Cu2+ 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是()A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要解析:电镀过程中Zn与电源正极相连,若给A项中原电池充电,则Zn应接电源负极,A项错误;导线中通过的电子,在阴极均被Zn2+得到,所以通过的电子与锌析出的物质的量成正比,B项错误;只要电流恒定,阴阳极得失电子的速率不变,所以电解反应速率不变,C项正确;镀锌层破损后,Zn比铁活泼,Zn作负极、Fe作正极,Fe被保护,D项错误。答案:C 迁移应用典题例解一二思考探究知识精要2.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,用锌作阳极解析:电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时,若用Fe作阳极,会发生Fe-2e-==Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生Fe2++2e-==Fe,使得到的Al不纯。答案:A 迁移应用典题例解一二知识精要二、有关电解的计算1.基本思路 迁移应用典题例解一二知识精要2.电解计算的类型 迁移应用典题例解一二知识精要3.电解计算的方法 迁移应用典题例解一二知识精要【例2】用惰性电极电解VmL某二价金属的硫酸盐溶液一段时间,阴极有Wg金属析出,溶液的pH从6.5变为2.0(体积变化可忽略不计)。析出金属的相对原子质量为() 迁移应用典题例解一二知识精要 迁移应用典题例解一二知识精要将含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液1L,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2gCu;此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)()A.3.36LB.5.6LC.6.72LD.13.44L解析:阴极析出铜0.3mol,由Cu2++2e-==Cu知Cu2+得到0.6mol电子,根据2Cl--2e-==Cl2↑,求出当溶液中Cl-全部参与电极反应时,放出Cl20.2mol,失去电子0.4mol。因此在阳极还有OH-放电,根据4OH--4e-==2H2O+O2↑和电子守恒,在阳极有0.05molO2放出,即阳极共放出0.25mol标准状况下为5.6L的气体。答案:B 思悟升华方法规律案例探究原电池和电解池的组合装置分析为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)==2PbSO4(s)+2H2O(l)电解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑电解过程中,以下判断正确的是() 思悟升华方法规律案例探究 思悟升华方法规律案例探究(1)有关概念的分析判断。在确定了原电池和电解池后,有关概念的分析和判断如:电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等。只要按照各自的规律分析就可以了。(2)综合装置中的有关计算。原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒,分析时要注意两点:①串联电路中各支路电流相等;②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。 思悟升华方法规律案例探究多池串联装置中电池类型的判断:(1)直接判断:非常直观明显的装置,如燃料电池、铅蓄电池等在电路中,则其他装置为电解池。如下图中A为原电池,B为电解池。 思悟升华方法规律案例探究(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断:原电池一般是两种不同的金属电极或一个是金属电极,另一个是碳棒作电极;而电解池则一般都是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图:B为原电池,A为电解池。 思悟升华方法规律案例探究(3)根据电极反应现象判断:在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极,并由此判断电池类型,如图:若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红,A极上放出黄绿色气体,则可知乙是原电池,D是正极,C是负极;甲是电解池,A是阳极,B是阴极。B、D极上发生还原反应,A、C极上发生氧化反应。 4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。'