【鲁科版.高中化学】选修4第一章第2节《电能转化为化学能—电解》(第2课时)ppt课件

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===Cu(精铜)
联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池
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第一章 化学反应与能量转化
特别提醒 1.离子的放电顺序不仅与离子本身的性质有 关,还与离子浓度、装置特点等有关,铁上 镀锌时,溶液中的H+不放电。 2.在金属的电解精炼中,比被提炼的金属 活泼的金属首先放电,比其不活泼的金属则 最终成为阳极泥。
3.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、 金和银等),其性能远不能达到电气工业的要 求,工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电 解精炼时( ) A.粗铜接电源负极 B.纯铜做阴极 C.杂质都将以单质形式沉积到池底 D.纯铜片增重2.56 g,电路中通过电子为 0.04 mol
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第一章 化学反应与能量转化
第一章 化学反应与能量转化
第2课时 电解原理的应用
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第一章 化学反应与能量转化
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1.了解电解食盐水的原理,清楚离子在电极 上的放电顺序。 2.了解电解精炼铜和电镀的原理。
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第一章 化学反应与能量转化
新知初探自学导引
自主学习
电解原理的应用 1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)装置
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第一章 化学反应与能量转化
探究导引2 如何用实验验证两极气态产物? 提示:用镊子夹一块湿润的淀粉KI试纸靠近阳 极,若发现试纸变蓝,则说明阳极放出的气体 是Cl2,用小试管在阴极收集产生的气体,待 收集满后,用拇指堵住管口,移至酒精灯火焰 旁,松开拇指,若听到有尖锐的爆鸣声,则说 明收集到的气体是H2。
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第一章 化学反应与能量转化
要点归纳
电镀 应用电解原理在某些 定义 金属表面镀上一层其
他金属或合金
电解精炼
利用电解原理提 纯金属
装置 举例
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第一章 化学反应与能量转化
电镀
电解精炼
① 镀层金属做阳极接
直流电源正极,镀 ①不纯金属做阳极,
件做阴极接直流电 纯金属做阴极②含
形成 源负极
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第一章 化学反应与能量转化
(2)现象 ①阳极上:有黄绿色气体产生; ②阴极上:有气体产生,阴极附近溶液变红。 (3)原理分析及电极反应 电解时U形管中,___C_l-__、_O__H_-_____移向阳极, __H_+_、__N_a_+___移向阴极。
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第一章 化学反应与能量转化
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第一章 化学反应与能量转化
即时应用 2.(2012·深圳高二质检)用含有少量银和锌 的粗铜片做阳极,纯铜片做阴极,CuSO4溶 液做电解质溶液,电解一段时间后,阳极的 质量减少x g,则( ) A.电解质溶液的质量增加x g B.阴极的质量增加x g C.阴极的质量增加a g,a>x D.阴极的质量增加b g,b<x
①阳极离子放电顺序:__C_l_-_>_O_H__-__, 电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑氧(_化___反应); ②阴极离子放电顺序:__H_+_>_N_a_+__, 电极反应:2H++2e-===H2↑(还__原__反应)。
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第一章 化学反应与能量转化
(4)总反 应化学方程式:
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第一章 化学反应与能量转化
即时应用 4.500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO-3 )=6.0 mol·L-1,用石墨做电极电解此 溶液,当通电一段时间后,两极均收集到 22.4 L 气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为 500 mL,下列说法正确的是( )
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第一章 化学反应与能量转化
电镀与电解精炼的区别与联系
探究导引3 电镀和电解精炼过程中电解质 溶液的浓度有何变化? 提示:(1)电镀时,以镀层金属作阳极时,阳 极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子 完全相等,因此电镀液的浓度不变。
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第一章 化学反应与能量转化
(2)电解精炼铜时,以粗铜为材料做阳极属于 活性电极,粗铜有杂质(锌、铁、镍、银、金 等),当铜不断溶解时,位于金属活动性顺序 铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等,也会失去电 子,如Zn-2e-===Zn2+。但它们的阳离子 氧化性比铜弱,并不在阴极析出,而只是留 在电解液里。故Cu2+的浓度减小。
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第一章 化学反应与能量转化
特别提醒 1.在学习电解饱和食盐水的原理时,容易误 认为NaOH在阳极区生成。 2.在氯碱工业中,采用了离子交换膜,离子 交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允 许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH -)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和 阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2 和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
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第一章 化学反应与能量转化
要点归纳 1.电解饱和食盐水可以制备烧碱、氢气和 氯气,在工业生产中被称为氯碱工业。
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第一章 化学反应与能量转化
2.氯碱工业 (1)原料 精制 粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2 + 、Fe 3+、SO24- 等杂质。 这些金 属离子在碱性 环境中会生成 沉淀,损 坏离子 交换膜;此外 ,杂质的存在 会使得到 的产品不纯,因此 必须经过精制。
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第一章 化学反应与能量转化
解析:选C。电解饱和NaCl溶液时,放电顺 序H+>Na+,阴极反应为2H++2e- ===H2↑,Na+不放电;电解精炼铜时粗铜做 阳极;电镀时镀层金属做阳极;镁为活泼金 属,工业上常用电解熔融MgCl2的方法冶炼 Mg。
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第一章 化学反应与能量转化
2NaCl+
2H2O
通电
=====2NaO
H+
H2↑+
Cl2↑,
离子方程式 :2Cl-+ 2H2O==通=电==2OH- + H2↑ + Cl2↑。
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第一章 化学反应与能量转化
想一想 电解饱和食盐水时,若改用铁做阳极,石墨 做阴极,两极反应是否与原来相同?原因是 什么? 提示:不同。由于阳极上的铁棒参加电极反 应:Fe-2e-===Fe2+,阴极反应仍为2H+ + 2e - ===H2↑ , 导 致 阴 极 区 显 碱 性 , 阳 极 产 生 的 Fe2 + 遇 阴 极 区 产 生 的 OH - 产 生 白 色 Fe(OH)2沉淀。
解析:选 B。由金属活动性顺序 Zn>Cu>Ag>Au 可知,首先锌失去电子进入 溶液,而后是铜失 去电子,铜溶解时,杂质 Au、Ag 以单质形式沉积到池底。纯铜增重 2.56 g 时,得到电子:642g.5·m6 ogl-1×2=0.08 mol,即电路中通过电子 0.08 mol,D 不正确。
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第一章 化学反应与能量转化
要点突破讲练互动
电解饱和食盐水与氯碱工业
探究导引1 在电解饱和食盐水过程中,在阴 极附近滴入1滴酚酞试液,出现什么现象?为 什么?
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第一章 化学反应与能量转化
提示:阴极附近区域变红色,电解后,由于 阴极附近H+放电生成H2使该区域的c(H+)降 低,破坏了附近的水的电离平衡,促进水的 电离,使H2O的电离平衡向右移动,结果阴 极区溶液中的c(OH-)增大,使阴极区的溶液 呈碱性,滴入酚酞试液时变红色。
该金属离子的可溶
条件 ②电镀液必须是含有 性盐溶液做电解质
镀层金属离子的盐 溶液③直流电源④
溶液③形成闭合回 形成闭合回路

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第一章 化学反应与能量转化
电镀
电解精炼
(以铁上镀锌为例)
电极 反应
阳极:Zn-2e- ===Zn2+
阴极:Zn2++2e-
===Zn
(以精炼铜为例)
阳极: Cu(粗铜)-2e- ===Cu2+(主要) 阴极:Cu2++2e-
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除杂质的过程:
第一章 化学反应与能量转化
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第一章 化学反应与能量转化
(2)工业生产 由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换 膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解 槽由若干个单元槽串联或并联组成。如图表 示一个单元槽的示意图。
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电解总方程式:
第一章 化学反应与能量转化
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第一章 化学反应与能量转化
解析:选B。电解NaCl溶液,阴极生成H2和 NaOH,阳极生成Cl2。
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第一章 化学反应与能量转化
2.下列说法正确的是( ) A.电解饱和NaCl溶液时,Na+向阴极移动, 在阴极表面得电子析出 B.电解精炼铜装置中粗铜做阴极 C.电镀池中镀层金属做阳极 D.通过电解MgCl2溶液的方法冶炼金属镁
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第一章 化学反应与能量转化
与电解有关的计算
探究导引4 如何进行有关电解的计算? 提示:首先要正确地书写电极反应式,要特 别注意阳极材料;注意溶液中有多种离子共 存时,要根据离子放电顺序确定离子放电的 先后,最后根据电子守恒进行相关计算。
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第一章 化学反应与能量转化
要点归纳 有关电解池的计算包括:两极产物的定量计 算,相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的 计算,根据电量求产物的量与根据产物的量 求电量等的计算,不论哪种计算,均可概括 为下列三种方法:
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第一章 化学反应与能量转化
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2+和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中有Cu和 Pt存在 解析:选D。氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+,单 质还原性Fe>Ni>Cu,因此Zn、Fe首先失电 子,此时阳极质量的减少与阴极质量的增加不 相等,Cu、Pt不如Ni活泼,最后成为阳极泥。
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第一章 化学反应与能量转化
A.原混合溶液中c(K+)为1 mol·L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol·L-1
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第一章 化学反应与能量转化
自主体验
1.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是 ()
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第一章 化学反应与能量转化
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 液呈现紫色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液, 溶液呈现无色 D.电解一段时间后,将全部电解液转移到 烧杯中,充分搅拌后溶液呈现中性
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第一章 化学反应与能量转化
3.电镀 (1)定义:应用__电__解___原理,在金属表面镀 上一薄层金属或合金的方法。 (2)目的:使金属___抗__腐_蚀___能力增强且增加 金属表面的耐磨性和美观性。 (3)电镀池构成 镀层金属做__阳__极___,镀件做_阴__极____,含 有镀_层__金__属__离__子______的盐溶液做电解质溶液。
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2.铜的电解精炼 (1)装置
第一章 化学反应与能量转化
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第一章 化学反应与能量转化
(2)电极反应 阳极:Cu-2e-===Cu2+ 阴极:Cu2++2e-===Cu (3)阳极泥 铜的电解精炼过程中,粗铜中不如铜活泼的 金属与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解 池底部形成的物质。
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第一章 化学反应与能量转化
1.根据电子守恒法计算:可用于串联电路 中阴、阳两极产物的定量计算等类型,其依 据是电路上所转移的电子数相等。 2.根据总反应式计算: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。 3.根据关系式计算:借电子守恒建立已知 量与未知量之间的桥梁,得到计算所需的关 系式。
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第一章 化学反应与能量转化
解析:选D。电解过程中银沉入池底,Cu和 Zn放电生成Cu2+、Zn2+进入溶液,而阴极 只有Cu2+得电子被还原为Cu析出,电解质 溶液质量略有增加,阴极增加的质量小于阳 极减少的质量。
栏目 导引Biblioteka 第一章 化学反应与能量转化
3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、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Fe2+<Ni2+<Cu2+)( ) A.阳极发生还原反应,其电极反应式: Ni2++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
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第一章 化学反应与能量转化
即时应用 1.(2012·南阳高二质检)下图中能验证氯化 钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
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第一章 化学反应与能量转化
解析:选D。电解饱和食盐水生成H2和 Cl2,H2可收集检验,Cl2可用碘化钾淀粉溶 液检验,排除A、B,生成H2的一极为阴极, 与电源负极相连,生成Cl2的一极为阳极, 与电源正极相连,据此可知电子流向正确的 为D。
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