课件17张PPT。课题2 电解与电镀2.电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。一、电解的基本知识1.电解：在直流电的作用下，在两电极
上分别发生氧化反应和还原反应的过程
叫做电解。阴极：与直流电源的负极相连的电极，这一极发生还原反应。阳极：与直流电源的正极相连的电极，这一极发生氧化反应。4、两电极的判断以及反应①直流电源 ②两个电极 ③电解质溶液或熔融电解质3、电解池的构成条件：5、电子与电流的方向
对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极，得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极，失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流向电源的正极，这样，电流依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极 为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？思考：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）（1）阴极： 得电子，发生还原反应，离子氧化性越强，反应越容易。
常见阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+> Al3+>Mg2+>Na+
（2）阳极：失电子，发生氧化反应，离子还原性越强，反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：
S2- > I- > Br - > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
②当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优先放电。
6、电解时电极产物的判断1、如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）
A、a为负极，b为正极
B、a为阳极，b为阴极
C、电解过程中，d电极质量增加
D、电解过程中，氯离子浓度不变2、想一想： 若以铜为阳极,铁为阴极,电解CuCl2溶液，情况又如何？练习：C总结1、电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解
2、电解电解质型：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如HCl、CuCl2）溶液的电解
3、电解质和水同时被电解型
A、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、MgBr2)溶液的电解
B、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解用惰性电极电解电解质溶液的规律：试写出电解饱和食盐水的电极反应： 阳极：
阴极：
总反应：2H+ + 2e- = H2↑2Cl- -2e- = Cl2↑二、电解饱和食盐水NaOH实验方案设计：1、实验原理2、实验仪器和试剂3、实验步骤两极均产生气泡通电后有新的气体物质生成将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声有氢气生成湿润的淀粉碘化钾溶液变蓝有氯气生成铁棒周围的颜色变红有碱性物质生成4、实验现象和结论(1)原理：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程.
(2)阴极：待镀件
阳极：镀层金属
(3)电镀液：含有镀层金属的离子
电 镀 电镀银工作原理示意图电镀液三、电镀4、实验方案设计：铁钉镀锌（1）实验原理
（2）实验仪器和试剂
（3）实验装置图
（4）实验步骤【原电池与电解池的比较】整理与归纳：负极 ：氧化反应正极 ：还原反应阳极 ：氧化反应阴极 ：还原反应电极反应形成条件举例说明能量转换电子流向化学能转化为电能电能转化为化学能⑴铜锌原电池；
⑵氢氧燃料电池
⑴氯碱工业；
⑵电镀 阳极流出；阴极流入装置举例 两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应电源;两个电极;电解质
3、某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑反应，设计如图所示的四个实验，你认为可行的实验是（ ）C练习：4、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ）
A、电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B、电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故pH减小
C、电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质 的量之比为1：2
D、电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1D5、在蒸馏水中加入 相等物质 的量的Ag+、Pb2+、Na+、NO3-、SO42-、Cl-，再用惰性电极电解该溶液，并收集两极产物，则所得的氧化产物与还原产物的质量之比为（ ）
A、16：207 B、108：35. 5
C、39.5:108 D、8:1D课件41张PPT。课题2 电解与电镀学习目标
1.通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的理解。
2.通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。
3.学习设计简单的电解、电镀装置；体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。 课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用课题2一、实验原理
1．电解
电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起_________反应的过程叫做电解。把______转变为_________的装置叫做电解槽或电解池。与直流电源的负极相连的电极是电解池的____极(发生______反应)，与直流电源的正极相连的电极是电解池的____极(发生______反应)。通电时，电子从电源的负极流出，并沿导线流回电源的正极，可在两极分别得到不同的产物。氧化还原电能化学能阴还原阳氧化在电解时，电解质必须先______成自由移动的离子,在通直流电后，阴、阳离子分别移向两极而放电。如果电解质溶液里含有不止一种阴离子或阳离子，则离子在电极上放电有一定的顺序。
工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气。该电解过程的电极反应为：
阴极：_________________
阳极：__________________
总反应方程式：
________________________________________电离2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑2．电镀
电镀是应用_______原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀时，待镀的金属制品作____极，镀层金属作____极，用含有 ________________的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极发生氧化反应，金属失去电子成为阳离子进入溶液；阴极发生还原反应，金属离子在阴极上获得电子，沉积在镀件表面形成一层均匀、光洁而致密的镀层。如在铁片上镀锌的电极反应为：
阴极： ________________ (还原反应)
阳极： ________________ (氧化反应)电解阴阳镀层金属离子Zn2＋＋2e－===ZnZn－2e－===Zn2＋思考感悟
1．若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液,情况会怎样？写出此时电解的电极反应式。
【提示】 若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液，由于阳极铁棒参加电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，而阴极反应不变，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－产生白色氢氧化亚铁沉淀。二、实验步骤
1．电解饱和食盐水
取一具支U形管，向管内加入饱和食盐水，并滴入几滴酚酞溶液,分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极。接上直流电源(6～9 V)(如图所示)，观察到的实验现象：铁棒上产生_________气体，铁棒附近的溶液变____色；碳棒上产生______色气体，该气体使碘化钾淀粉溶液变____色。无色无味红黄绿蓝2．铁钉镀锌
(1)电镀液的配制：先向烧杯中加入50 mL蒸馏水，再加入3.5 g ZnCl2、12.5 g KCl、1.5 g硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液的pH为5～6。
(2)镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入80 ℃ 2 mol·L－1 _______ 溶液中浸泡5 min，除去油污，用水洗净；再将铁钉放入1∶2的稀盐酸中浸泡5～10 s,取出，洗净。
(3)电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用______作阳极， ______作阴极，接通6 V的直流电源，电镀2～5 min，观察到____________________ ___________。 NaOH锌片铁钉思考感悟
2．(1)工业生产中为什么要对用于电解的饱和食盐水进行精制，以除去Ca2＋、Mg2＋等杂质离子？
(2)电镀前对镀件预处理的目的是什么？
【提示】 (1)如果不除去Ca2＋、Mg2＋等杂质离子，阴极产生的OH－与Ca2＋、Mg2＋等离子结合成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀而增加电耗，缩短电极的寿命。
(2)电镀前对镀件进行预处理，使镀件洁净和表面光滑，使镀层能更好的附着在镀件上，从而提高镀层质量。解析：选D。从离子放电顺序可知，电解氯化镁溶液时，在阴极只能是水电离出的H＋得电子，得不到单质Mg。制金属镁是电解熔融的氯化镁。解析：选A。当电解时，活泼金属作阳极，活泼金属先失电子被氧化，所以一般除电镀池外活泼金属不能作阳极。3.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是( )A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的
B．一个电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色1．电解
在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
2．电解池阴、阳极判断
电解池阴、阳极判断较为简单，根据外接电源的极性即可确定。连接电源正极的为阳极，连接电源负极的为阴极。如果没有说明外接电源的电极，则根据电极反应的现象确定。凡根据反应现象(一般是电极质量减小、在惰性电极上生成氧气或氯气、电极附近pH降低等)能判断出发生氧化反应，为阳极；根据反应现象(一般是电极质量增加、在惰性电极上生成氢气、电极附近pH增大等)能判断出发生还原反应，为阴极。 某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。
【思路点拨】 以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应：第一阶段 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
第二阶段 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。变式训练1 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1解析：选D。A错，因为随着电解的进行，硫酸溶液的浓度逐渐增大，pH逐渐减小；B错，因电解稀氢氧化钠溶液，水逐渐减少，pH要逐渐增大；C错，因为电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是H2和O2，它们的物质的量之比为2∶1；D对，因为电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是Cu和Cl2，物质的量之比为1∶1。 下图能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )【解析】 电解NaCl溶液时的产物是NaOH、H2、Cl2。NaOH生成后存在于氯化钠溶液中，可用酚酞检验。Cl2在流出电子的阳极上生成并在阳极上逸出，可用淀粉碘化钾溶液检验。H2在电子流入的阴极上生成并在阴极上逸出，可用小试管收集后根据有无爆鸣声检验。
【答案】 D【规律方法】 与直流电源的正极相连接的为阳极，阳极上发生氧化反应,失去的电子回到正极；与直流电源负极相连接的为阴极，阴极上发生还原反应，接受负极流出的电子。变式训练2 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：选B。本题从电极名称和电解后溶液的主要成分两方面进行设问。首先，a、b电极为电源上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名称不同，应为正极或负极，排除选项C和D。其次，如图所示的电解池中，要使Cl2能被溶液“完全吸收”，是让上边一个电极产生Cl2，还是让下边一个电极产生Cl2？让阳极产生的Cl2通过阴极附近的碱溶液，Cl2才能被完全吸收。第三，电解池中产生Cl2的阳极对应的电源电极名称是正极。电镀液：含Zn2＋的盐溶液(如ZnCl2浓溶液)
阳极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋
阴极(铁件)：Zn2＋＋2e－===Zn
电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化。 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，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子【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变式训练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，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
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解析：选D。依据电解反应规律，镍精炼时粗镍作阳极，发生氧化反应：Ni－2e－===Ni2＋,由于Zn、Fe还原性大于Ni，所以阳极同时发生反应：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Cu、Pt还原性小于Ni，所以不反应，故A错误，D正确。纯镍作阴极，电解质溶液需含有Ni2＋，由于Ni2＋氧化性大于Zn2＋、Fe2＋，所以阴极反应只有Ni2＋＋2e－===Ni,故B、C错误。探究整合应用阿伏加德罗常数的测定
在电解反应中，电极上析出物质的质量(Δm)与通过电极的电量(Q)成正比，即与通过电解液的电流强度(I)和通电时间(t)的乘积成正比。测出通过电解液的电荷总量，可以算出参与反应的电子数和析出金属的原子数，结合测得的析出物质的质量，就可算出阿伏加德罗常数(NA)。 如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。(1)当以I＝0.21 A的电流电解60 min后，测得铜片A的质量增加了0.25 g，则该图装置中的X端应与直流电源的________极相连，它是电解池的______极。
(2)电解后铜片B的质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA的值(已知电子电量e＝1.60×10－19 C)。【解析】 因为铜片A的质量增大，A为电解池的阴极，Cu2＋＋2e－===Cu，X端应与直流电源的负极相连接。铜片B则为电解池的阳极：Cu－2e－===Cu2＋，其质量减小。
