电解原理的应用学案

电解原理的应用学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

《电解原理的应用》导学案

1.了解电解饱和食盐水，铜的电解精炼，电镀的原理。

2.掌握电解原理及其应用。

1．电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)装置

(2)现象

①阳极上：有气体产生。

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，Cl －

、OH －

移向阳极，H ＋

，Na ＋

移向阴极。 ①阳极离子放电顺序：Cl －

>OH －

电极反应：2Cl －

―→Cl 2↑＋2e －

(氧化反应) ②阴极离子放电顺序H ＋

>Na ＋

电极反应：2H ＋

＋2e －

―→H 2↑(还原反应)。

(4)总反应化学方程式：2NaCl ＋2H 2O=====通电

2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑。 离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====通电

H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －

。 2．铜的电解精炼 (1)装置

(2)电极反应

阳极：Cu ―→Cu 2＋＋2e －

阴极：Cu 2＋

＋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。

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镀溶液。

知识点一 氯碱工业

1．关于电解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，溶液呈棕色

C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 答案 B

解析 电解食盐水时发生的反应： 阳极：2Cl －

―→Cl 2↑＋2e －

阴极：2H 2O ＋2e －

―→H 2↑＋2OH －

总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电

2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑

对照分析选项，A 错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl 2，滴加KI 溶液后发生反应：Cl 2＋2I －

===I 2＋2Cl －

，溶液呈棕色，B 正确；阴极附近产生大量的OH －

，滴加酚酞后变红色，C 错误；电解后生成NaOH ，溶液呈碱性，D 错误。

2．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )

答案D

解析电解食盐水时，阳极产物Cl2，阴极产物H2、NaOH，根据图中电子流向先确定装置中电源的正、负极，从而确定电解池的阴、阳极，然后判断电极产物以及检验方法，D 选项符合题意。

知识点二精炼铜及电镀池

3．下列关于铜电极的叙述不正确的是( )

A．在镀件上镀铜时镀件作阴极 B．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极

C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 D．用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极

答案D

解析在镀件上镀铜时，要将镀件制品作阴极，金属铜作阳极，用含有铜离子的电解质溶液作电解液，故A、B正确；用电解法精炼粗铜时，要用粗铜作阳极，纯铜作阴极，用含铜离子的电解质溶液作电解液，故C正确、D错误。

4．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＋

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

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只有Cu和Pt

答案D

解析 此题考查的是电解的基本原理。在电解池中，阳极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，而阴极得到电子，化合价降低，发生还原反应。题目中已经告诉氧化性：Fe

2

＋

，可以推出题中几种金属在阳极的放电顺序为：Zn>Fe>Ni>Cu>Pt(惰性金属不

放电)，阴极的放电顺序为：Zn 2＋

，所以A 中阳极电极反应式有：Zn ―→Zn

2

＋

＋2e －

，Fe ―→Fe 2＋

＋2e －

，Ni ―→Ni 2＋

＋2e －

(主要电极反应)；B ：由于阳极中Cu 和Pt 沉

于电解槽底部的阳极泥中，而Zn 和Fe 在阳极放电，在阴极不能放电，因此阳极质量的减

少不一定等于阴极质量的增加；C ：溶液中除了Fe 2＋

和Zn 2＋

还有Ni 2＋

、H ＋

等。

知识点三 电化学计算

5.如图所示的A 、B 两个电解池中的电极均为铂，在A 池中加入 mol·L －1

的CuCl 2溶液，B 池中加入0. 1 mol·L －1

的AgNO 3溶液，进行电解。a 、b 、c 、d 四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )

A ．2∶2∶4∶1

B ．1∶1∶2∶1

C ．2∶1∶1∶1

D ．2∶1∶2∶1 答案 A

解析 由电解规律可知：a 、c 为阴极，b 、d 为阳极。a 极上析出Cu ，b 极上析出Cl 2，c 极上析出Ag ，d 极上析出O 2。由电子得失守恒可得出：2e －

～Cu ～Cl 2～2Ag ～12O 2，

所以a 、b 、c 、d 四个电极上所析出物质的物质的量之比＝1∶1∶2∶1

2

＝2∶2∶4∶1。

6．用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量为( )

答案 C

解析 本题意在考查学生对电解原理的理解，并以电解原理为素材，考查学生思维的敏捷性。

由题干可知，在用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两极发生的反应是： 阳极 4OH －

―→2H 2O ＋O 2↑＋4e －

阴极 M x ＋

＋x e －

―→M

已知阳极上有b L 氧气(标准状况)生成，其物质的量为错误! mol ，从阳极反应来看，