【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第四章 第三节 第1课时 电解原理（36张PPT）
文档属性
| 名称 | 【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第四章 第三节 第1课时 电解原理（36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-30 06:29:40 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第四章 电化学基础
第三节 电 解
第2课时 电解原理的应用
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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。
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1．电解饱和食盐水
要点一 电解的应用(一)
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(1)电极反应式。
阳极：发生________反应，
__________________________。
阴极：发生________反应，
__________________________。
(2)总反应式。
化学方程式：___________________________________________________。
离子方程式：___________________________________________________。
氧化
2Cl－－2e－===Cl2↑
还原
2H＋＋2e－===H2↑
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2．电镀
(1)定义：电镀是应用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的方法。
(2)电镀池的构成。
(3)电镀目的：使金属增强________能力，增加美观和表面硬度。
电解
金属
合金
镀层金属
待镀的金属制品
含有镀层金
属离子的溶液
抗腐蚀
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应用
思考
提示：在电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，而在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
1.若在电解饱和食盐水时滴入几滴酚酞试液，为什么阴极附近变红色？
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2.在某镀件上镀铜时，电镀液中CuSO4的浓度如何变化？
提示：在镀件上镀铜时，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，所以电镀液c(CuSO4)不变。
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1．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有亚铁离子
尝试
应用
解析：根据电镀原理，应用镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，因此选A。
答案：A
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要点二 电解的应用(二)
1．电解精炼铜
纯铜
粗铜
Cu－2e－===Cu2＋
CuSO4溶液
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2．电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的________获得电子，从它们的化合物中________出来。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些________单质的制取，如冶炼 ________ 等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠
阳极反应：_________________________________；
阴极反应：_________________________________；
总反应：___________________________________。
金属离子
还原
活泼金属
钠、钙、镁、铝
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
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3.电解精炼铜时，电解液中CuSO4的浓度如何变化？
应用思考
提示：电解精炼铜时，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：Cu－2e－===Cu2＋(主要)，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋(杂质失电子)。因此阳极溶解的铜比阴极析出的铜少，故c(CuSO4)减小。
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综合拓展
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特别提示：无论是原电池还是电解池，无论是一个“池”还是多个任意“池”串联，在电路和电极上单位时间的电量相同。
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尝试应用
2．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
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(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式是____________________。在X极附近观察到的现象是__________________________。
②Y电极上的电极反应式是____________________，检验该电极反应产物的方法是____________________。
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(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是________，电极反应式是__________________________。
②Y电极的材料是________，电极反应式是______________________(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。
③假若电路中有0.04 mol电子通过，阴极增重______g。
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解析：若X、Y都是惰性电极，且X与电源的负极相连做阴极，而a是饱和的NaCl溶液，溶液中的H＋在阴极放电，剩余OH－，所以使酚酞溶液变红色。Y极与电源的正极相连做阳极，溶液中的Cl－在此处放电生成氯气，检验氯气的常用方法是使用湿润的碘化钾淀粉试纸。在电解精炼铜时，必须粗铜做阳极，因为阳极发生氧化反应，金属溶解，而阴极上发生还原反应，使溶液中的阳离子析出。
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答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑
放出气体，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
③1.28
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一、电解饱和食盐水
例1下图能验证氯化钠溶液(含酚酞)阳极电解产物的装置(均为石墨电极)是( )
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解析：电解NaCl溶液的总反应为2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，观察四个选项，只有C、D能验证产物Cl2，而Cl2为氧化产物，应在阳极析出，由此得装置右端连的是电源的正极，由电子流向得C错，D对。
答案：D
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变式
应用
1．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( )
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A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
解析：a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，电极反应式为：2H2O－4e－===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。
答案：D
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例2把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如图所示的平面图)，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是( )
二、原电池、电解池、电镀池的判定
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A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅰ和Ⅳ附近
C．Ⅱ和Ⅲ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近
解析：从图中来看，左图有外接电源，应为电解；右图无外接电源，为原电池。对于左图电解池，因活泼金属铁做阳极(Ⅱ)，故阳极铁失电子；因电解质溶液是滴加了酚酞的稀食盐水，故阴极(Ⅰ)是水电离产生的H＋得电子产生H2，溶液呈碱性，使酚酞变红。右图活泼金属锌(Ⅲ)做负极，失电子，铁(Ⅳ)做正极，溶于水的氧气得电子，类似于吸氧腐蚀，所以铁电极附近溶液先呈碱性。
答案：B
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名师点睛：原电池、电解池、电镀池的判定技巧：
(1)无外接电源者，必然是原电池。分析原电池讲究“三看”，即：先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看回路：形成闭合回路或两极直接接触。
(2)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子不同则为电解池。
(3)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池。
(4)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属、阴极金属与电解质溶液中的金属阳离子均相同则为电解精炼装置。
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变式
应用
2．下图装置中发生反应离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是( )
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A．a、b不可能是同种材料的电板
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
解析：若该装置为电解池，则a、b两电极的材料可以都为Zn，A错误；在保证阳极为Zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸，B正确；在保证其中一电极的材料为Zn，另一电极的材料的活泼性比Zn弱的情况下，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，C、D正确。
答案：A
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第四章 电化学基础
第三节 电 解
第2课时 电解原理的应用
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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。
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1．电解饱和食盐水
要点一 电解的应用(一)
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(1)电极反应式。
阳极：发生________反应，
__________________________。
阴极：发生________反应，
__________________________。
(2)总反应式。
化学方程式：___________________________________________________。
离子方程式：___________________________________________________。
氧化
2Cl－－2e－===Cl2↑
还原
2H＋＋2e－===H2↑
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2．电镀
(1)定义：电镀是应用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的方法。
(2)电镀池的构成。
(3)电镀目的：使金属增强________能力，增加美观和表面硬度。
电解
金属
合金
镀层金属
待镀的金属制品
含有镀层金
属离子的溶液
抗腐蚀
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应用
思考
提示：在电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，而在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
1.若在电解饱和食盐水时滴入几滴酚酞试液，为什么阴极附近变红色？
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2.在某镀件上镀铜时，电镀液中CuSO4的浓度如何变化？
提示：在镀件上镀铜时，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，所以电镀液c(CuSO4)不变。
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1．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有亚铁离子
尝试
应用
解析：根据电镀原理，应用镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，因此选A。
答案：A
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要点二 电解的应用(二)
1．电解精炼铜
纯铜
粗铜
Cu－2e－===Cu2＋
CuSO4溶液
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2．电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的________获得电子，从它们的化合物中________出来。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些________单质的制取，如冶炼 ________ 等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠
阳极反应：_________________________________；
阴极反应：_________________________________；
总反应：___________________________________。
金属离子
还原
活泼金属
钠、钙、镁、铝
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
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3.电解精炼铜时，电解液中CuSO4的浓度如何变化？
应用思考
提示：电解精炼铜时，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：Cu－2e－===Cu2＋(主要)，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋(杂质失电子)。因此阳极溶解的铜比阴极析出的铜少，故c(CuSO4)减小。
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特别提示：无论是原电池还是电解池，无论是一个“池”还是多个任意“池”串联，在电路和电极上单位时间的电量相同。
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尝试应用
2．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
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(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式是____________________。在X极附近观察到的现象是__________________________。
②Y电极上的电极反应式是____________________，检验该电极反应产物的方法是____________________。
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(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是________，电极反应式是__________________________。
②Y电极的材料是________，电极反应式是______________________(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。
③假若电路中有0.04 mol电子通过，阴极增重______g。
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解析：若X、Y都是惰性电极，且X与电源的负极相连做阴极，而a是饱和的NaCl溶液，溶液中的H＋在阴极放电，剩余OH－，所以使酚酞溶液变红色。Y极与电源的正极相连做阳极，溶液中的Cl－在此处放电生成氯气，检验氯气的常用方法是使用湿润的碘化钾淀粉试纸。在电解精炼铜时，必须粗铜做阳极，因为阳极发生氧化反应，金属溶解，而阴极上发生还原反应，使溶液中的阳离子析出。
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答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑
放出气体，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
③1.28
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一、电解饱和食盐水
例1下图能验证氯化钠溶液(含酚酞)阳极电解产物的装置(均为石墨电极)是( )
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解析：电解NaCl溶液的总反应为2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，观察四个选项，只有C、D能验证产物Cl2，而Cl2为氧化产物，应在阳极析出，由此得装置右端连的是电源的正极，由电子流向得C错，D对。
答案：D
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变式
应用
1．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( )
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A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
解析：a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，电极反应式为：2H2O－4e－===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。
答案：D
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例2把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如图所示的平面图)，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是( )
二、原电池、电解池、电镀池的判定
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A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅰ和Ⅳ附近
C．Ⅱ和Ⅲ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近
解析：从图中来看，左图有外接电源，应为电解；右图无外接电源，为原电池。对于左图电解池，因活泼金属铁做阳极(Ⅱ)，故阳极铁失电子；因电解质溶液是滴加了酚酞的稀食盐水，故阴极(Ⅰ)是水电离产生的H＋得电子产生H2，溶液呈碱性，使酚酞变红。右图活泼金属锌(Ⅲ)做负极，失电子，铁(Ⅳ)做正极，溶于水的氧气得电子，类似于吸氧腐蚀，所以铁电极附近溶液先呈碱性。
答案：B
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名师点睛：原电池、电解池、电镀池的判定技巧：
(1)无外接电源者，必然是原电池。分析原电池讲究“三看”，即：先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看回路：形成闭合回路或两极直接接触。
(2)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子不同则为电解池。
(3)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池。
(4)有外接电源，两极插入电解质溶液中，且阳极金属、阴极金属与电解质溶液中的金属阳离子均相同则为电解精炼装置。
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2．下图装置中发生反应离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是( )
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A．a、b不可能是同种材料的电板
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
解析：若该装置为电解池，则a、b两电极的材料可以都为Zn，A错误；在保证阳极为Zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸，B正确；在保证其中一电极的材料为Zn，另一电极的材料的活泼性比Zn弱的情况下，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，C、D正确。
答案：A
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