2019高中化学第四章第三节第二课时电解原理的应用教案新人教版选修4.docx

第二课时电解原理的应用课标要求1了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。2掌握电解原理的有关计算。 1.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。2电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。3电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。4电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融MgCl2制取镁，电解熔融NaCl制取钠。1电解饱和食盐水氯碱工业：电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。2电镀(1)概念：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)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观度和表面硬度。(3)实例(在铁件上镀铜)。材料电极反应式阴极FeCu22e=Cu阳极CuCu2e=Cu2电解质溶液CuSO4溶液3电解精炼铜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Mnne=M。(2)电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。(3)电解熔融的氯化钠。阳极反应：2Cl2e=Cl2；阴极反应：2Na2e=2Na；总反应：2NaCl(熔融) 2NaCl2。特别提醒(1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制，以除去食盐水中的Ca2、Mg2、SO等杂质。(2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小。1用惰性电极电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈褐色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：选B用惰性电极电解NaCl溶液，阳极产物为Cl2，阴极产物为H2和NaOH，不是金属钠，A错误；NaOH溶液使酚酞溶液变红色，C项错误；因产物中生成NaOH，溶液不可能呈中性，D项错误。2关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2D阴极反应都只有Cu22e=Cu解析：选DA项，电镀时镀件作阴极，错误；B项，电解精炼铜时，电解液成分发生变化，错误；C项，电解精炼铜时，比铜活泼的金属杂质(如锌)，比铜更易被氧化Zn2e=Zn2。3(全国卷)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选C利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H放电，阴极发生的电极反应为2H2e=H2，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。4工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解；氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)。下列说法不正确的是()A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变解析：选B由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为4OH4e=O22H2O，故A正确；电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的Na和C室中的Cl分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；因Ni2在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确；若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：ClOH，则Cl在阳极放电：2Cl2e=Cl2，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确。1计算方法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：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，其依据是电路中转移的电子数相等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关系式计算根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式2等量关系(1)当电流通过一个或多个串联的电解池时， 它们皆处于同一闭合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电子的物质的量相等。(2)常见电化学计算的对应关系：H2Cl2O2Cu2Ag2H2OH。如电解中析出气体时，在同温同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)n(Cl2)n(O2)110.5。1把两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通入直流电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()A27 mgB54 mgC108 mgD216 mg解析：选B由题意知电解AgNO3溶液时，阳极生成O2和HNO3，阴极生成Ag，n(H)cV1030.55104 (mol)，若设生成Ag为x，则AgH1 mol1 molx5104 molx5104 mol，m(Ag)5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。2常温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，、中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计)()A13、7、1B12、7、2C1、7、13 D7、13、1解析：选An(Cu)0.005 mol，由电极反应Cu22e=Cu可知转移电子为0.01 mol，电解时，、中电解方程式分别为2KCl2H2O2KOHH2Cl2、2H2O2H2O2、2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。中生成0.01 mol OH，c(OH)0.1 molL1，pH13；中实质是电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH7；中生成0.01 mol H，c(H)0.1 molL1，pH1，故A正确。3如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：(1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)_。(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的pH_。解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4eO2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL气体是H2，即Cu2全部在阴极放电后，H接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol