電解原理及應(yīng)用

1、電解原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與技能：1、理解電解原理，會判斷電解池、電極產(chǎn)物、電極周圍溶液pH值及整個溶液pH值的變化；2、能書寫電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式，培養(yǎng)分析歸納知識的能力。過程與方法：1、利用惰性電極電解氯化銅的實驗，探究電解原理2、了解電解的應(yīng)用，特別是電解在電鍍、電解精煉、電冶煉等方面的應(yīng)用。情感態(tài)度與價值觀：通過電解知識的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)其在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新、積極實踐的科學(xué)態(tài)度。重 點：理解電解原理和以電解 CuCl2溶液為例得出惰性電極作陽極時的電解的一般規(guī)律。難 點：理解電解原理，非惰性電極作陽極對電解產(chǎn)物的判斷，電解原理的應(yīng)用。先學(xué)后教回顧： 電解質(zhì)是

2、指在 能夠?qū)щ姷?。電離是指電解質(zhì)在 或狀態(tài)下離解成 過程。電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)導(dǎo)電的實質(zhì)是 。一、電解1、定義：2、電解裝置一電解池（槽）（1）定義：（2）構(gòu)成條件： 提供電能 形成閉合回路 幫助實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化（3 ）能量轉(zhuǎn)化方式：（4 ）電極名稱、電極判斷和電極反應(yīng)類型：左邊石墨棒電極名稱： ，電極反應(yīng)類型： 右邊石墨棒電極名稱： ，電極反應(yīng)類型： 電解質(zhì)溶液中離子的遷移方向： 例1試寫出以石墨為電極分別電解下列溶液的電極反應(yīng)式和電解總方程式:（1）NaCI 溶液（2）CuS04 溶液（3）NaOH 溶液（4）K2SO4溶液（5）CuCl2 溶液以學(xué)定教例2:如圖所示，下列敘述正確的是（）

3、A.Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) B.X為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C. Y與濾紙接觸處有氧氣生成D. X與濾紙接觸處變紅感悟高考：1. （2007年江蘇）某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn) 行電解實驗。下列說法正確的是（）A .電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生銅絲（只允許S02通過）（滴加了 Na2SO4、酚酞溶液）表面皿B 電解初期，主反應(yīng)方程式為:電解CU+H2SO4CUSO4+H2 fC.電解一定時間后，石墨電極上有銅析出 D .整個電解過程中， 三、電解原理的應(yīng)用H +的濃度不斷增大3、電解規(guī)律（惰性電極）類型實例電極反應(yīng)特點電解對象電解質(zhì)濃度pH溶液復(fù)原電解水電解電解質(zhì)放H2生 堿放O2生酸1、銅的電解精煉

4、：作陽極， 作陰極 ，作電解質(zhì)溶液。電極反應(yīng)式：陽極，陰極。思考與交流：精煉過程中比銅活潑的 Zn將如何？比銅不活潑的 Ag等雜質(zhì)將如何？電解液 的濃度將如何？若陰極析出增重 6.4克，則轉(zhuǎn)移電子是否一定為 0.2Na?若陽極減輕6.4克，則轉(zhuǎn)移電子是 否一定為0.2Na?2、電鍍銅電鍍材料的選擇：(試以在鐵件上鍍銅為例)陽極：，陰極：。電鍍液：思考與交流：電鍍過程中，電鍍液中離子濃度變化如何？如何使鍍層更光亮和精美？電鍍液 能否直接排放？電鍍的優(yōu)點： 。小結(jié)：電鍍過程的特點：犧牲陽極；電鍍液的濃度(嚴(yán)格說是鍍層金屬離子的濃度)保 持不變；在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、ObT般不放電?！叭?/p>

5、池”比較內(nèi)容原電池電解池電鍍池裝置圖定義形成條件兩電極名 稱及反應(yīng)電子流向電解液變 化3、電解飽和食鹽水一氯堿工業(yè)4、電冶金)B.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極D.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極例1下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是(A. 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極C.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極 5、其它應(yīng)用例2：工業(yè)上為了處理含有 CEO?2-的酸性工業(yè)廢水， 采用如下的處理辦法： 往工業(yè)廢水中加 入適量的食鹽，以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時間，有Cr(OH) 3和Fe(OH)3生成，廢水可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。簡要回答下列回題：(1 )陽極和陰極發(fā)生的電極反應(yīng)？為什么要加適量的NaC

6、I ?(2)把62O72-變?yōu)镃r3+的離子反應(yīng)方程式。(3 )能否用石墨電極代替鐵電極達(dá)到電解除鉻的目的？簡述原因。感悟高考：1. (2009寧夏卷37).請回答氯堿工業(yè)的如下問題：(1) 氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k(質(zhì)量比)生成的產(chǎn)品。理論上k =。(2) 原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2： Mg： Fe3*、SQ2等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為Na 2CO、HCI (鹽酸)BaCI 2,這3種試劑添加的合理順序是 (填序號)（3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)， 一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30 %以上。在這種工藝設(shè)

7、計中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所 用的離子膜都只允許陽離子通過。情制飽和NaCl溶液甜N如曲容液稀頂就丄溶液NaOH溶液液從電解池）E C燃料電池）（電解液的濃度、電解后的 例3:某溶液中含有兩種溶質(zhì) 該混合液。下列敘述不正確的是 A.陰極自始至終均析出 H2 C.電解最后階段為電解水感悟高考：2. （2003全國理綜）如圖是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中 B是兩塊純銅片，插在 CuSQ4稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為 當(dāng)以I=0.21A的電流電解60min后，測得銅片A的質(zhì)量增加了 0.25g ,. 則圖裝置中的X端應(yīng)與直流電的 極相連，

8、它是電解池的極。 電解后銅片B的質(zhì)量 （答 增加” 減少”或 不變”）?！井?dāng)堂訓(xùn)練】1. （09浙江卷12）市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為鋰離子15n1二：電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體） 能傳導(dǎo) Li 的高分子材料。這種鋰離子電池的 放電Li+2Li 0.35 NiO-充電丄 2Li.85NiO2、CuSCM稀洛液，電解質(zhì)為一種池反應(yīng)為： 圖中X、Y分別是、（填化學(xué)式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小。 分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極：，負(fù)極：。 這樣設(shè)計的主要節(jié)（電）能之處在于（寫出 2處）、。四、電解的有關(guān)

9、計算pH及電解產(chǎn)物的量等，方法：電子守恒）NaCl和HLSQ,它們的物質(zhì)的量之比為 3 : 1，用石墨電極電解 ）陽極先析出C12,后析出Q2.溶液pH不斷增大，最后為 7F列說法不正確的是A .放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e*LiB. 充電時，Li 0.85 NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C. 該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D .放電過程中Li 向負(fù)極移動2. （ 09北京卷6）下列敘述不正確.的是A 鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B 船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e=40HD 工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl-2e-=Cl23.

10、（ 08全國n卷）右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實驗現(xiàn)象正確的是（）A. 逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的廠弓卜一B. 電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體bC. a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色：;_D . a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色槪1科益就匸稱港 刁4. （09全國卷I 28（15分）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的 CuSO4溶液和100g 10.00%勺K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過一段時間后,測得丙中K2SO4濃度為1

11、0.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題: 電源的N端為_極； 電極 b上發(fā)生的電極反應(yīng)列式計算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積: 電極c的質(zhì)量變化是g; 電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因:甲溶液;乙溶液;丙溶液;（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么?【當(dāng)堂反饋】1. （ 08上海卷）取一張用飽和的 NaCI溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流2.呈淺紅色。則下列說法錯誤的是A. b電極是陰極C.電解過程中水是氧化劑 （08天津卷）下列敘述正確的是（電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn) a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圈為白色, （）B.

12、 a電極與電源的正極相連D . b電極附近溶液的 pH變小 ）A .在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B.用惰性電極電解 Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1: 2C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成 1 molNaOHD .鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕3. （2007全國卷天津考題 ）12 .下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是A .合成氨生產(chǎn)過程中將 NH 3液化分離，可加快正反應(yīng)速率，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率B .硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量C.電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換

13、膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的C12進(jìn)入陽極室D 電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小4. （ 08全國I卷） 電解100mL含c （ H + ）= 0.30mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04mol電子時，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是（）A. 0.10mol/LAg+B. 0.02mol/L Zn 2+C. 0.20mol/L Cu 2+D . 0.20mol/L Pb 2+5、（2007年廣東卷一20）三氧化二鎳（Ni2O3）可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調(diào)NiCL溶液pH至7.5，加放適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過程中產(chǎn)生的CI?在弱堿性條件下生

14、成 ClO，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是（）A、可用鐵作陽極材料B、 電解過程中陽極附近溶液的pH升高C、 陽極反應(yīng)方程式為：2Cl 2e = Cl2D、 1 mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過了1 mol電子。6、 （2007年全國卷I 8）以惰性電極電解 CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100mol，則陰極上析出 Cu的質(zhì)量為（）A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g7. （ 08山東卷）食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食鹽常含有少量 K +、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì)離子，實驗室提純NaCl的流程如下：冷卻.提供的試劑：飽和 Na2CO3溶液飽和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCI?溶液 Ba（NO 3）2 溶液 75%乙醇四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序査說咀源依次為 （只填化學(xué)式）。洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量 KCl，選用的試劑為 。用提純的NaCl配制500 mL4.00 mol -1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻 璃棒外還有 （填儀器名稱）。（3