人教-选修4-电解池(第三课时)1

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电解池（第三课时）,2011,年,12,月,11,日星期日,原电池,电解池,负极,阳极,（氧化）,（氧化）,【,知识点回顾,1】,2H,2,O 2 H,2,+O,2,现象：阳极,阴极,电极反应：,阳极,阴极,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,2H,+,+2e,-,=H,2,电解的总化学方程式：,电解,【,知识点回顾,2】,（,1,）,H,2,SO,4,溶液,Na,2,SO,4,溶液,NaOH,溶液,（,2,）,CuCl,2,溶液 盐酸,（,3,）,KCl,溶液,CuSO,4,溶液,C,C,电解

2、质溶液？,【,知识点回顾,3】,谁被电解？,-,水,-,电解质,-,水,+,电解质,H,2,SO,4,溶液,阴极,阳极,【,探究,1】,电极的分类,（,1,）,C-C,（,2,）,C-Fe,（,3,）,Fe-C,（,4,）,Fe-Fe,2H,2,O 2 H,2,+O,2,“,C-C”,电极,现象：阳极,阴极,电极反应：,阳极,阴极,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,2H,+,+2e,-,=H,2,电解的总化学方程式：,电解,“,C-Fe”,电极,现象：阳极,阴极,电极反应：,阳极,阴极,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,2H,+,+2e,-,=H,2,电解的总化学方

3、程式：,2H,2,O 2 H,2,+O,2,电解,气泡,气泡,“,Fe-C”,电极,现象：阳极,阴极,电极反应：,阳极,阴极,2H,+,+2e,-,=H,2,Fe-2e,-,=Fe,2,+,电解的离子方程式：,电解,Fe+2H,+,H,2,+Fe,2+,（失电子能力）,OH,-,SO,4,2-,气泡,Fe,棒逐渐溶解,Fe,原电池,电解池,【,对比,】,A,Fe,C,H,2,SO,4,溶液,Fe,C,H,2,SO,4,溶液,Fe+2H,+,H,2,+Fe,2+,电解,Fe+2H,+,=H,2,+Fe,2+,哪个装置中,Fe,溶解的速率快？,【,自发过程,】,【,外加直流电,】,“,Fe-Fe”

4、,电极,现象：阳极,阴极,电极反应：,阳极,阴极,2H,+,+2e,-,=H,2,Fe-2e,-,=Fe,2,+,电解的离子方程式：,电解,Fe+2H,+,H,2,+Fe,2+,惰性电极（如,C,、,Pt,等）,金属电极（如,Cu,、,Fe,、,Zn,等）,H,2,SO,4,溶液,阴极,阳极材料？,【,小结,】,C-C C-Fe Fe-C Fe-Fe,2H,+,+2e,-,=H,2,【,探究,2】,电解实例,1,、电解饱和食盐水制,氯气、氢气和烧碱,实验现象：,电极反应：,阳极,阴极,电解的总化学方程式：,C,Fe,NaCl,溶液,(,含少量酚酞试液,),2NaCl+2H,2,O Cl,2,+

5、H,2,+2NaOH,电解,（阳极）（阴极）（阴极区）,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2H,+,+2e,-,=H,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,为什么在阴极附近生成,NaOH,？,H,2,0,H,+,+,0H,-,2NaCl+2H,2,O Cl,2,+H,2,+2NaOH,电解,（阳极）（阴极）（阴极区）,（阴极区）,H2,Cl,2,NaOH,立式,隔膜,电解槽,Fe,饱和,NaCl,溶液,C,2,、电镀铜,电极反应：,阳极,阴极,Fe,CuSO,4,溶液,Cu,Cu-2e,-,=Cu,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,在铜件表面,镀银,Cu,AgNO,3,溶液,Ag,

6、在铁件表面,镀锌,Fe,含,Zn,2+,的电镀液,Zn,粗铜,CuSO,4,溶液,纯铜,3,、电解法精炼铜,粗铜成分,(,95%Cu,、杂质：,Fe,、,Zn,、,Ni,、,Pd,、,Ag,、,Pt,、,Au),电极反应：阳极,阴极,Cu-2e,-,=Cu,2+,Fe-2e,-,=Fe,2,+,Zn-2e,-,=Zn,2,+,Ni-2e,-,=Ni,2,+,Pb-2e,-,=Pb,2,+,Pt,、,Au,不溶解（阳极泥）,Cu,2+,+2e,-,=Cu,惰性电极（如,C,、,Pt,等）,金属电极（如,Cu,、,Fe,、,Zn,等）,小结,电解质溶液,?,阳极材料？,阴极,（,1,）,H,2,S

7、O,4,溶液,Na,2,SO,4,溶液,NaOH,溶液,（,2,）,CuCl,2,溶液 盐酸,（,3,）,KCl,溶液,CuSO,4,溶液,电解法冶炼钠、镁、铝（电解熔融的化合物）,2Al,2,O,3,4Al+3O,2,通直流电,MgCl,2,Mg+Cl,2,2NaCl,2Na+Cl,2,4,、电解熔融氯化钠,(,见课本,P82,原理图,),电离方程式,:,电极反应,:,阴极,阳极,总反应,:,加热熔化,2NaCl,2Na+Cl,2,2Na,+,+2e,-,=2,Na,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,通直流电,NaCl,Na,+,Cl,-,5,、铝的冶炼（电解熔融氧化铝，必修,-2-P88,

8、）,电离方程式,:,电极反应,:,阴极,阳极,总反应,:,加热熔化,2Al,2,O,3,4Al+3O,2,4Al,3+,+12e,-,=4,Al,6O,2,-,12e,-,=3O,2,通直流电,Al,2,O,3,2Al,3+,3O,2-,原电池,电解池,负极,阳极,【,对比,】,Fe+Cu,2+,=Fe,2+,+Cu,阳极,Cu,C,CuSO,4,溶液,Fe+Cu,2+,Fe,2+,+Cu,（电镀池）,阳极：,Cu-2e,-,=Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,阳极：,Fe-2e,-,=Fe,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,负极：,Fe-2e,-,=Fe,2+,

9、正极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,电解,电解池,【,例,1,】,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，其电极反应是,Cu=Cu,2+,+2e,-,D.,电解后，电解槽底部会形成含少量,Ag,、,Pt,等金属的阳极泥,【,规范解答,】,选,D,。电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，,Cu,2+,得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，,A,、,B,、,C,错误；越活

10、泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的,Fe,、,Zn,先失去电子，变成,Fe,2+,、,Zn,2+,进入溶液，然后是铜失去电子，变成,Cu,2+,进入溶液，因,Ag,、,Pt,等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥，,D,正确。,A.a,为负极、,b,为正极,B.a,为阳极、,b,为阴极,C.,电解过程中，,d,电极质量增加,D.,电解过程中，氯离子浓度不变,【,解析,】,选,C,。根据电流方向判断,a,为正极，,b,为负极，,c,为阳极，,d,为阴极。电解,CuCl,2,溶液电极反应式为：阳极（,c,极）：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,，使,c,（,Cl,-,）减小，

11、阴极（,d,极）：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,附着在,d,电极上，使,d,电极质量增加，故,C,正确。,【,变式训练,】,如图是电解,CuCl,2,溶液的装置，,其中,c,、,d,为石墨电极。则下列有关的判断,正确的是（）,【,例,2】,（,2010,福州高二检测）用惰性电极电解稀,H,2,SO,4,、,Cu,（,NO,3,）,2,、,NaCl,的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是,A.H,2,和,Cl,2,B.Cu,和,Cl,2,C.H,2,和,O,2,D.Cu,和,O,2,【,自主解答,】,选,B,。由题意知，溶液中存在,H,+,、,Cu,2+,、,Na,+,、,S

12、O,4,2-,、,NO,3,-,、,Cl,-,、,OH,-,，根据离子的放电顺序：阳离子：,Cu,2+,H,+,Na,+,，阴离子：,Cl,-,OH,-,SO,4,2-,、,NO,3,-,，则阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,，阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,，故选,B,。,【,互动探究,】,若将上题中的,NaCl,改为,Na,2,SO,4,，则最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是什么？,提示：,若将,NaCl,换为,Na,2,SO,4,，则溶液中存在,H,+,、,Cu,2+,、,Na,+,、,SO,4,2-,、,NO,3,-,、,OH,-,，离子的放电顺序：阳离子：,C

13、u,2+,H,+,Na,+,，阴离子：,OH,-,SO,4,2-,、,NO,3,-,，则阴极：,2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,，阳极：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,，故阴极析出,Cu,，阳极析出,O,2,。,【,例,3】,以惰性电极电解,CuSO,4,溶液。若阳极上产生气体,的物质的量为,0.010 0 mol,，则阴极上析出,Cu,的质量为,A.0.64 g B.1.28 g C.2.56 g D.5.12 g,【,规范解答,】,选,B,。以惰性电极电解,CuSO,4,溶液的总反应,方程式可表示为：,2CuSO,4,+2H,2,O 2Cu+2H,2,SO,4,+O,

14、2,，根据方程式可求得,生成,Cu,的质量为：,0.010 0,2,64 g=1.28 g,。,电解,=,【,变式训练,】,（,2010,杭州高二检测）下列叙述正确的是（）,A.,在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应,B.,用惰性电极电解,Na,2,SO,4,溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为,12,C.,用惰性电极电解饱和,NaCl,溶液，若有,1 mol,电子转移，则生成,1 mol NaOH,D.,电解稀氢氧化钠溶液，要消耗,OH,-,，故溶液,pH,减小,【,解析,】,选,C,。,A,项中电解池的阳极发生氧化反应，,A,错；,B,项中电解,Na,2,SO,4,溶液实际是

15、电解水，阴极产生,H,2,，,阳极产生,O,2,，故物质的量之比为,21,，,B,错；,C,项中电解,NaCl,溶液的方程式为：,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+,Cl,2,，故转移,1 mol,电子，生成,1 mol NaOH,，,C,正确；,D,项中，电解,NaOH,溶液，实际是电解,H,2,O,，使,c,（,NaOH,）增,大，,pH,增大，,D,错。,电解,=,D,金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量,Zn,、,Fe,、,Cu,、,Pt,等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是,（已知：氧化性,Fe,2+,Ni,2+,Cu,2+,）,A,阳极发生还原反应，其电极

16、反应式：,Ni,2+,+2e,-,=Ni,B,电解过程中阳极质量的减少与阴极质量的增加相等,C,电解后，溶液中存在的金属阳离子只有,Fe,2+,和,Zn,2+,D,电解后，电解槽底部的阳极泥中只有,Cu,和,Pt,失电子能力：,Zn,Fe,Ni,Cu,B,某学生想制作一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,Cl,2,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,A.a,为正极，,b,为负极；,NaClO,和,NaCl,B.a,为负极，,b,为正极；,NaClO,和,NaCl,C.a,为阳极，,b,为阴极；,HClO,和,NaCl,D.a,为阴极，,b,为阳极；,HClO,和,NaCl,惰性电极（如,C,、,Pt,等）,金属电极（如,Cu,、,Fe,、,Zn,等）,再回首,电解质溶液,?,阳极材料？,阴极,（,1,）,H,2,SO,4,溶液,Na,2,SO,4,溶液,NaOH,溶液,（,2,）,CuCl,2,溶液 盐酸,（,3,）,KCl,溶液,CuSO,4,溶液,