高中蘇教版選修4 1.2.3電解池的工作原理及應(yīng)用 課件（36張）.pptxVIP

第3課時(shí)電解池的工作原理及應(yīng)用 閱讀思考 自主檢測 任務(wù)一 快速閱讀教材第18頁以及第19頁前2段 思考下列問題 1 原電池能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化 工業(yè)生產(chǎn)中人們要想使不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)順利進(jìn)行 一般采取什么方法 提示 通過電解可以使不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)順利進(jìn)行 2 教材圖1 19為熔融電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn) 也是工業(yè)上生產(chǎn)金屬鈉的方法 熔融的氯化鈉為什么能導(dǎo)電 提示 氯化鈉在熔融的狀態(tài)下電離出自由移動(dòng)的na 和cl 在電流的作用下 na 向和電源負(fù)極相連的電極移動(dòng) cl 向和電源正極相連的電極移動(dòng) 形成閉合回路 從而能導(dǎo)電 閱讀思考 自主檢測 3 什么是電解 電解池的定義是什么 在電解池的裝置中 陰 陽極分別發(fā)生什么反應(yīng) 提示 在直流電的作用下 在兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解 電解池就是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 在電解池裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng) 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 閱讀思考 自主檢測 任務(wù)二 認(rèn)真閱讀教材第19頁活動(dòng)與探究至第21頁的內(nèi)容 分別完成下列任務(wù) 1 用石墨電極電解氯化銅溶液時(shí) 溶液中存在cu2 h cl 和oh 在直流電作用下 哪些離子優(yōu)先放電 為什么 提示 理論上cu2 h 都可以在陰極放電而被還原 但由于cu2 氧化性大于h 故cu2 先放電 同理cl 和oh 都可以在陽極放電而被氧化 但由于cl 還原性大于oh 故cl 先放電 2 電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用 提示 電解活潑金屬的熔融鹽冶煉金屬 如鈉 鋁 鎂等金屬的冶煉 電解飽和食鹽水生產(chǎn)燒堿和氯氣 電解精煉銅等 閱讀思考 自主檢測 3 什么是電鍍 電鍍時(shí) 對陽極 陰極以及電解質(zhì)溶液有什么要求 提示 電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬或非金屬材料表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程 電鍍時(shí)通常以待鍍的金屬制品為陰極 以鍍層金屬為陽極 用含鍍層金屬陽離子的溶液作電解質(zhì)溶液 閱讀思考 自主檢測 1 2016江蘇徐州測試 右圖是電解cucl2溶液的裝置 其中c d為石墨電極 則下列有關(guān)的判斷正確的是 a a為負(fù)極 b為正極b a為陽極 b為陰極c 電解過程中 d電極質(zhì)量增加d 電解過程中 氯離子濃度不變答案 c2 在鐵制品上鍍上一層鋅層 以下電鍍方案中合理的是 a 鋅作陽極 鐵制品作陰極 溶液中含fe2 b 鋅作陰極 鐵制品作陽極 溶液中含zn2 c 鋅作陰極 鐵制品作陽極 溶液中含fe3 d 鋅作陽極 鐵制品作陰極 溶液中含zn2 答案 d 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 1 電解池的陰 陽極與兩極材料的金屬活動(dòng)性有關(guān)嗎 提示 電解池的陰 陽極取決于外接電源的正負(fù)極 與電極材料的金屬活動(dòng)性無關(guān) 2 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電一定發(fā)生了化學(xué)變化 這種說法正確嗎 提示 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程 就是該溶液的電解過程 一定發(fā)生化學(xué)變化 3 氯堿工業(yè)中離子交換膜在電解槽中的作用是什么 提示 將陰極 陽極區(qū)隔開 防止氯氣與陰極區(qū)的氫氣混合發(fā)生爆炸 防止氯氣與陰極區(qū)的naoh溶液反應(yīng) 降低naoh產(chǎn)品純度 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 4 為什么電解精煉銅的電解槽里會(huì)有含金 銀等雜質(zhì)的 陽極泥 提示 在金屬活動(dòng)性順序中 位于銅之后的金 銀等雜質(zhì) 因?yàn)槭щ娮幽芰Ρ茹~弱 難以在陽極失去電子變成陽離子溶解 當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子溶解之后 它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底 形成陽極泥 陽極泥可作為提煉金 銀等貴重金屬的原料 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 1 電解產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)式的書寫 1 電解產(chǎn)物的判斷及規(guī)律 陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極 如果是活潑電極 則電極材料優(yōu)先失電子 電極被溶解 如果是惰性電極 pt au 石墨等 則要看溶液中離子的失電子能力 此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序加以判斷 放電順序即為得 失電子能力順序 陽極上陰離子放電順序 s2 i br cl oh 水 含氧酸根 f 陰極產(chǎn)物判斷電極本身不參加反應(yīng) 電解質(zhì)溶液中氧化性強(qiáng)的陽離子優(yōu)先得電子 常見陽離子的放電順序?yàn)?探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 2 電極反應(yīng)式的書寫 首先判斷陰 陽極 分析電極材料 判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電 陽極為活潑金屬電極時(shí) 電極材料放電 再分析溶液中的離子種類 根據(jù)離子放電順序 分析電極反應(yīng) 并判斷電極產(chǎn)物 寫出電極反應(yīng)式 電解水溶液時(shí) 應(yīng)注意放電順序排在h oh 之后的離子一般不參與放電反應(yīng) 3 電解化學(xué)方程式的書寫 必須在長等號上標(biāo)明通電 只有電解質(zhì)被電解 電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 只有水被電解 只寫水及電解產(chǎn)物即可 如 電解稀硫酸 電解naoh溶液 電解na2so4溶液時(shí) 化學(xué)方程式可以寫為 2h2o2h2 o2 電解質(zhì) 水同時(shí)被電解 則都要寫 如電解飽和食鹽水 2nacl 2h2oh2 cl2 2naoh 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 2 以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 探究問題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 3 有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷主要包括以下幾方面 根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量 析出固體的質(zhì)量 產(chǎn)生氣體的體積等 溶液的ph 相對原子質(zhì)量或某元素的化合價(jià) 化學(xué)式等 解題依據(jù)是得失電子守恒 有如下解題方法 1 根據(jù)電子守恒法計(jì)算 用于串聯(lián)電路 陰陽兩極產(chǎn)物 正負(fù)兩極產(chǎn)物 相同電量等類型的計(jì)算 其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 2 根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算 先寫出電極反應(yīng)式 再寫出總反應(yīng)式 最后根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算 3 根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 根據(jù)得失電子守恒關(guān)系 在已知量與未知量之間 建立計(jì)算所需的關(guān)系式 如 4e 4ag 2cu 2cl2 2h2 o2 4h 4oh 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向一有關(guān)電解產(chǎn)物判斷及電極反應(yīng)式書寫的考查 例題1 2016浙江寧波期中 用惰性電極電解物質(zhì)的量之比為1 3的cuso4和nacl的混合溶液 可能發(fā)生的反應(yīng)有 a b c d 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 答案 c規(guī)律方法點(diǎn)撥要依據(jù)離子的放電順序和離子的物質(zhì)的量有序分析混合溶液的電解 理清發(fā)生電解的溶質(zhì)和實(shí)際放電的離子 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)1如圖某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè) 黑筆寫紅字 的趣味實(shí)驗(yàn) 濾紙先用硫酸鈉 無色酚酞的混合液浸濕 然后平鋪在一塊鉑片上 接通電源后 用鉛筆在濾紙上寫 嫦娥奔月 會(huì)出現(xiàn)紅色字跡 下列敘述正確的是 a 鉛筆端作陰極 鉑片端發(fā)生還原反應(yīng)b 鉛筆端有少量鈉生成c 硫酸鈉溶液不可以用硝酸鉀溶液替代d 鉑片端發(fā)生電極反應(yīng) 4oh 4e 2h2o o2 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 答案 d 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向二電解類型及有關(guān)計(jì)算 例題2 下表中各組溶液電解一段時(shí)間后 再加入相關(guān)物質(zhì) 溶液能恢復(fù)原狀況的是 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 對于a 在陽極產(chǎn)生cl2 在陰極產(chǎn)生h2 應(yīng)補(bǔ)充h cl元素 故應(yīng)加hcl a項(xiàng)中加鹽酸則多引入了水 a不正確 對于b 只分解了水 補(bǔ)充水是正確的 對于c 陽極放出o2 陰極析出cu 應(yīng)補(bǔ)充cuo cuo h2so4cuso4 h2o 也可補(bǔ)充cuco3 對于d 因陽極材料是鐵 所以電極反應(yīng)式是 應(yīng)補(bǔ)h去fe 故只加一種物質(zhì)無法使溶液恢復(fù)原狀 答案 b規(guī)律方法點(diǎn)撥要使溶液復(fù)原 需同時(shí)考慮微粒成分及濃度以及溶液的體積 因此 基本要求是電解過程中從溶液中 析出 氣體或固體等 物質(zhì)的元素重新 組合 為新的化合物 加入到反應(yīng)后的溶液中來實(shí)現(xiàn) 復(fù)原 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)2下列各組中 每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是 a hcl cucl2 ba oh 2b naoh cuso4 h2so4c naoh h2so4 ba oh 2d nabr h2so4 ba oh 2解析 電解cucl2 cuso4溶液時(shí) 陰極生成cu 電解hcl nabr溶液時(shí) 陽極生成cl2 br2 答案 c 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向三電解原理的應(yīng)用 例題3 2016南京質(zhì)檢 如圖所示 a為直流電源 b為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞溶液的濾紙 c為電鍍槽 接通電路后 發(fā)現(xiàn)b上的c點(diǎn)顯紅色 請?zhí)羁?1 電源a的a為極 2 濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為 3 欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅 接通k 則電極e的電極材料為 f極上發(fā)生的反應(yīng)為 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 由于b上的c點(diǎn)顯紅色 說明c作陰極 所以a為電源的正極 b為負(fù)極 由于c為電鍍槽 則e應(yīng)為銅電極 f極上應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng) cu2 2e cu 答案 1 正 規(guī)律方法點(diǎn)撥 由電鍍原理可確定電鍍槽的組成 例如 要實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅 則以cu為陽極 fe為陰極 含cu2 的溶液為電鍍液 當(dāng)在鍍件上鍍一層鋅 鎳 錫等金屬時(shí) 在陰極優(yōu)先放電的是zn2 ni2 sn2 等 而不是h 金屬活動(dòng)性順序中 氫前鋁后 的離子如zn2 sn2 等 雖然它們的放電能力比h 弱 但在電鍍條件下可在陰極放電 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)3 2016福州檢測 下列關(guān)于如圖所示的四個(gè)裝置的說法 正確的是 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 a 裝置中陰極處產(chǎn)生的氣體能夠使?jié)駶櫟矸踜i試紙變藍(lán)b 裝置中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連c 裝置中電子由b極流向a極d 裝置中的離子交換膜可以避免生成的cl2與naoh溶液反應(yīng)解析 中陰極產(chǎn)生cu 中待鍍制品作陰極 與負(fù)極連接 中a是負(fù)極 電子由a流向b 中離子交換膜能阻止氣體分子和陰離子通過 答案 d 12345 1 下列說法錯(cuò)誤的是 a 電解質(zhì)的導(dǎo)電過程是化學(xué)變化 而金屬的導(dǎo)電是物理變化b 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程 就是電解質(zhì)被電解的過程c 電解質(zhì)在任何條件下均可以導(dǎo)電d 電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電過程中一定有新物質(zhì)生成解析 在電解過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)一定有新物質(zhì)生成 所以是化學(xué)變化 而金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動(dòng) 無新物質(zhì)生成 是物理變化 故a b d項(xiàng)正確 電解質(zhì)要導(dǎo)電只有在電離的條件下 存在自由移動(dòng)的離子時(shí)才能導(dǎo)電 所以c項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 c 12345 2 在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng) 同屬還原反應(yīng)的是 a 原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)b 原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)c 原電池的負(fù)極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)d 原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)解析 原電池中 負(fù)氧正還 電解池中 陽氧陰還 答案 b 12345 3 某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn) 下列說法正確的是 a 電解過程中 銅電極上有h2產(chǎn)生b 電解初期 主反應(yīng)方程式為 cu h2so4cuso4 h2 c 電解一定時(shí)間后 銅電極質(zhì)量增加d 整個(gè)電解過程中 h 的濃度不斷增大 答案 b 12345 4 寫出以惰性電極電解下列各物質(zhì)的陰 陽極電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式 1 cuso4溶液 陰極 陽極 總反應(yīng) 2 na2so4溶液 陰極 陽極 總反應(yīng) 3 nacl溶液 陰極 陽極 總反應(yīng) 12345 12345 5 導(dǎo)學(xué)號22014015 2016全國乙 三室式電滲析法處理含na2so4廢水的原理如圖所示 采用惰性電極 ab cd均為離子交換膜 在直流電場的作用下 兩膜中間的na 和可通過離子交換膜 而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室 下列敘述正確的是 a 通電后中間隔室的向正極遷移 正極區(qū)溶液ph增大b 該法在處理含