2021 2022学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第3节第2课时电解原理的应用ppt课件鲁科版选

考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,2,课时电解原理的应用,第,1,章,2021,第2课时电解原理的应用第1章2021,内容索引,01,02,课前篇 素养初探,课堂篇 素养提升,内容索引0102课前篇 素养初探课堂篇 素养提升,理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理,能利用电解知识解决生活和生产中的实际问题,体验,科学态度与社会责任,的学科核心素养。,理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理,能,课前篇 素养初探,课前篇 素养初探,知识铺垫,电解熔融氯化钠制得钠,电解饱和氯化钠溶液能否制得钠,?,提示,否。由于饱和氯化钠溶液中含有,Cl,-,、,OH,-,、,H,+,及,Na,+,且,H,+,的放电能力比,Na,+,强,则阴极,H,+,放电生成,H,2,所以得不到金属钠。,知识铺垫电解熔融氯化钠制得钠,电解饱和氯化钠溶液能否制得钠?,必备知识,1,.,电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,(1),装置,:,必备知识1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,(2),现象,:,阳极,:,有刺激性气味的黄绿色气体产生,。,阴极,:,有无色无味的气体产生,阴极附近溶液,变红,。,(3),原理分析及电极反应,:,电解时,OH,-,、,Cl,-,移向阳极,H,+,、,Na,+,移向阴极。,阳极电极反应,:,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,氧化,反应。,阴极电极反应,:,2H,+,+2e,-,=H,2,还原,反应。,(2)现象:,(4),电解总反应,:,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+Cl,2,+H,2,。,离子方程式,:,2Cl,-,+2H,2,O 2OH,-,+Cl,2,+H,2,。,(4)电解总反应:2NaCl+2H2O 2Na,2,.,铜的电解精炼,(1),装置,:,2.铜的电解精炼,(2),精炼铜时的电极反应,:,阳极,:,Cu-2e,-,=Cu,2+,Zn-2e,-,=Zn,2+,Fe-2e,-,=Fe,2+,Ni-2e,-,=Ni,2+,。,阴极,:,Cu,2+,+2e,-,=Cu,。,(2)精炼铜时的电极反应:,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),电镀池的设计,:,一般都是用,含有镀层金属离子的电解质溶液,作为电镀液,;,把,镀层金属,浸入电镀液中与直流电源的正极相连,作为阳极,;,镀件,与直流电源的负极相连,作为阴极。如铁钉镀铜。,电镀铜实验装置,阳极,:,Cu-2e,-,=Cu,2+,。,阴极,:,Cu,2+,+2e,-,=Cu,。,3.电镀电镀铜实验装置 阳极:Cu-2e-=Cu2+。,(3),电镀的主要目的,:,提高金属的,抗腐蚀,能力、耐磨性能或改善金属制品外观。,(3)电镀的主要目的:提高金属的抗腐蚀能力、耐磨性能或改善金,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,M,n,+,+,n,e,-,=M,。,(2),电解熔融的氯化镁可制取金属镁。阳极反应,:,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,;,阴极反应,:,Mg,2+,+2e,-,=Mg,;,总反应,:,MgCl,2,(,熔融,) Mg+Cl,2,。,4.电冶金,【微思考】,能否电解无水氯化铝制备金属铝,?,提示,否。因为氯化铝是共价化合物,熔融时不导电,不能电离产生,Al,3+,和,Cl,-,。,【微思考】能否电解无水氯化铝制备金属铝?,正误判断,判断下列说法是否正确,正确的打,“,”,错误的打,“”,。,(1),氯碱工业是非常重要的化工生产工业,在电解饱和食盐水时,在阴极上得到的产物为,H,2,和,NaOH,。,(,),(2),电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作为阳极。,(,),(3),电解法精炼粗铜,用纯铜作为阳极。,(,),(4),在镀件上电镀锌,用锌作为阳极。,(,),(5),电解法精炼粗铜时,电解质溶液中各离子浓度一定不变。,(,),(6),在镀件上电镀铜,电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量。,(,),(7),电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。,(,),正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”,答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),课堂篇 素养提升,课堂篇 素养提升,探究一,电解原理的应用,问题探究,1,.,氯碱工业的原理是什么,?,提示,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,。,2,.,实际生产过程中为什么要用阳离子交换膜,?,提示,常用阳离子交换膜将两溶液分开,使阳离子能透过阳离子交换膜,而阴离子不能通过,避免生成的氯气和氢氧化钠发生反应。,探究一电解原理的应用问题探究1.氯碱工业的原理是什么? 提示,深化拓展,1,.,电解饱和食盐水制取烧碱,(1),电极反应,:,阳极,:2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,(,氧化反应,),阴极,:2H,+,+2e,-,=H,2,(,还原反应,),。,(2),电解总反应,:,总反应化学方程式,:2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,。,总反应离子方程式,:2Cl,-,+2H,2,O 2OH,-,+H,2,+Cl,2,。,深化拓展1.电解饱和食盐水制取烧碱,(3),氯碱工业制烧碱、氢气和氯气,:,(3)氯碱工业制烧碱、氢气和氯气:,【微点拨,1,】,工业上电解饱和食盐水制备烧碱时必须阻止,OH,-,移向阳极,以使,NaOH,在阴极溶液中富集,常用阳离子交换膜将两溶液分开,使阳离子能透过阳离子交换膜,而阴离子不能通过。,【微点拨1】工业上电解饱和食盐水制备烧碱时必须阻止OH-移向,2,.,铜的电解精炼与电镀铜的对比,2.铜的电解精炼与电镀铜的对比,【微点拨,2,】,电解精炼铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等,电解质溶液的浓度减小,;,粗铜中不活泼的杂质,(,金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等,),在阳极难以失去电子,当阳极上的铜失去电子变成离子之后,这些不活泼的杂质以金属单质的形式沉积于电解槽的底部,成为阳极泥。,【微点拨2】电解精炼铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不,3,.,电冶金,利用电解熔融盐,(,或氧化物,),的方法来冶炼活泼金属,Na,、,Ca,、,Mg,、,Al,等。,3.电冶金,素能应用,典例,1,在突如其来的新冠肺炎疫情期间,84,消毒液成了家庭消毒的必备物品。某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作为电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使,Cl,2,被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,(,垂直使用,),。以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是,(,),为正极,b,为负极,;NaClO,和,NaCl,为负极,b,为正极,;NaClO,和,NaCl,为阳极,b,为阴极,;HClO,和,NaCl,为阴极,b,为阳极,;HClO,和,NaCl,素能应用典例1在突如其来的新冠肺炎疫情期间,84消毒液成了家,答案,B,解析,电解饱和食盐水的总反应为,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,NaOH,在阴极区生成,Cl,2,在阳极区生成。按照该同学制作的竖直的家用环保型消毒装置,若将阳极置于上方,则氯气一生成即逸出,不能完全与,NaOH,作用。因此,应将阳极置于下方,阴极置于上方,下方阳极生成的氯气通过溶液时即可充分地被阴极生成的,NaOH,吸收,吸收过程发生反应的化学方程式为,Cl,2,+2NaOH=NaCl+NaClO+H,2,O,。还应注意的是图中电极,a,、,b,是电源的电极而非电解池的电极。与电解装置上方阴极相连的,a,为电源的负极,则,b,为正极。,答案B 解析电解饱和食盐水的总反应为2NaCl+2H2O,规律方法,做到,“,三看,”,正确书写电极反应,(1),一看电极材料,若是金属,(Au,、,Pt,等除外,),作为阳极,则阳极金属失电子,(,注,:Fe,作为阳极时失电子生成,Fe,2+,而不是生成,Fe,3+,),。,(2),二看离子导体是否参与电极反应。,(3),三看离子导体状态,若是熔融状态,则为金属的电冶炼。,规律方法 做到“三看”,正确书写电极反应,变式训练,1,如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图,(,所用电极均为惰性电极,),。下列说法不正确的是,(,),A.,从,E,口逸出的气体是,H,2,B.,从,B,口加入含少量,NaOH,的水溶液以增强导电性,C.,标准状况下每生成,22.4 L Cl,2,便产生,2 mol NaOH,D.,若,B,口不加入物质,则电解一段时间后加适量盐酸可以使电解质溶液恢复到电解前的浓度,变式训练1如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图(所,答案,D,解析,由钠离子的移动方向可以确定左边电极为阳极,右边电极为阴极。阴极发生还原反应,氢气从,E,口逸出,B,口应补充水并加入少量,NaOH,增强溶液的导电性,D,口得到氢氧化钠浓溶液,A,、,B,项正确。电解饱和食盐水的化学方程式为,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,当有,1,mol,氯气生成时,有,2,mol,氢氧化钠生成,C,项正确。电解过程中减少的是氢气和氯气且二者物质的量之比为,1,1,若,B,口不加入物质,则电解一段时间后补充适量的氯化氢气体可以使电解质溶液恢复到电解前的浓度,D,项错误。,答案D 解析由钠离子的移动方向可以确定左边电极为阳极,右边电,探究二,有关电解计算的三种常用方法,问题探究,在粗铜的精炼中,阴极和阳极通过的电子数相等吗,?,阴极和阳极两个电极上的质量变化一样吗,?,提示,两个电极上通过的电子数一样,;,两个电极的质量变化不相等。,探究二有关电解计算的三种常用方法问题探究在粗铜的精炼中,阴极,深化拓展,深化拓展,有关电解计算的方法,(1),根据电子守恒法计算,:,用于串联电路中各电极产物的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。,(2),根据电解总反应计算。先写电极反应,再写出电解总反应,最后根据电解总反应计算。,(3),根据关系式计算。根据电子得失相等找到已知量与未知量之间的关系,从而推出计算所需的关系式。,深化拓展深化拓展,【微点拨】,(1),电解过程中产生的,H,+,或,OH,-,其物质的量等于转移电子的物质的量。,(2),进行电解计算时,要注意电极上离子的放电顺序,从而确定不同阶段的电极反应。,【微点拨】(1)电解过程中产生的H+或OH-,其物质的量等于,素能应用,典例,2,以石墨电极电解,200 mL CuSO,4,溶液,电解过程中转移电子的物质的量,n,(e,-,),与产生气体总体积,V,(,标准状况下,),的关系如图所示。下列说法中正确的是,(,),A.,电解前,CuSO,4,溶液的物质的量浓度为,2 molL,-1,B.,忽略溶液体积变化,Cu,2+,恰好完全放电时所得溶,液中,c,(H,+,)=2 molL,-1,C.,当,n,(e,-,)=0.6 mol,时,V,(H,2,),V,(O,2,)=3,2,D.,当,n,(e,-,)=0.8 mol,时,向电解后的溶液中加入,16 g CuO,则溶液可恢复到电解前的浓度,素能应用典例2以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液,电,答案,B,解析,电解,CuSO,4,溶液时,阳极反应为,2H,2,O-4e,-,=O,2,+4H,+,阴极反应为,Cu,2+,+2e,-,=Cu,若阴极上没有氢离子放电,则图中气体体积与转移电子物质的量的关系曲线应是直线,而题图中是折线,说明阴极上还发生反应,:2H,+,+2e,-,=H,2,。当转移,mol,电子时,Cu,2+,恰好完全析出,答案B 解析电解CuSO4溶液时,阳极反应为2H2O-4e-,2021 2022学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第3节第2课时电解原理的应用ppt课件鲁科版选,规律方法,电解过程中的一般计算方法,规律方法 电解过程中的一般计算方法,如以通过,4,mol,e,-,为桥梁可构建如下关系式,:,(,式中,M,为金属,n,为其离子的化合价数值,),如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式: (式中M为,变式训练,2,-,1,将两个铂电极插入,500 mL CuSO,4,溶液中进行电解,通电一段时间后,某一电极增重,0.064 g(,设电解时该电极无氢气析出,且不考虑溶液体积的变化,),此时溶液中氢离子的浓度约为,(,),A.410,-3,molL,-1,B.210,-3,molL,-1,C.110,-3,molL,-1,D.110,-7,molL,-1,变式训练2-1将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中,答案,A,解析,阴极反应为,Cu,2+,+2e,-,=Cu,增重,g,应是生成,Cu,的质量,设生成,H,+,的物质的量为,x,根据总反应离子方程式,:,2Cu,2+,+2H,2,O 2Cu+O,2,+4H,+,264,g,4,mol,g,x,解得,x,mol,答案A 解析阴极反应为Cu2+2e-=Cu,增重 g应是,变式训练,2,-,2,如图所示,图乙是图甲的电解池进行电解时某个量,(,纵坐标,y,),随时间变化的函数图像,(,各电解池都用石墨作为电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响,),这个量,y,表示的是,(,),A.,各电解池析出气体的体积,B.,各电解池阳极质量的增加量,C.,各电解池阴极质量的增加量,D.,各电极上放电的离子总数,变式训练2-2如图所示,图乙是图甲的电解池进行电解时某个量(,答案,C,解析,电解氯化钠溶液时,阴、阳极都产生气体物质,;,电解硝酸银溶液时,阴极上产生单质银,;,电解硫酸铜溶液时阴极上产生单质铜。所以随着电解的进行阴极质量的增加量有如图乙所示的变化。,答案C,素养脉络,素养脉络,随堂检测,1,.,关于电解氯化钠水溶液,(,铁作为阴极、石墨作为阳极,),下列叙述正确的是,(,),A.,若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色,B.,若在阳极附近的溶液中滴入,KI,溶液,溶液呈棕黄色,C.,电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠,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,随堂检测1.关于电解氯化钠水溶液(铁作为阴极、石墨作为阳极),答案,B,解析,电解食盐水时阳极反应为,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极反应为,2H,+,+2e,-,=H,2,电解总反应为,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,。对照分析选项,C,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,-,溶液呈棕黄色,B,正确,;,阴极附近产生大量的,OH,-,滴加酚酞后溶液变红色,A,错误,;,电解后生成了,NaOH,溶液呈碱性,D,错误。,答案B 解析电解食盐水时阳极反应为2Cl-2e-=Cl2,2,.,如图所示的,A,、,B,两个电解池中的电极均为铂电极,在,A,池中加入,0.05 molL,-1,的,CuCl,2,溶液,B,池中加入,0.1 molL,-1,的,AgNO,3,溶液,进行电解。一段时间后,a,、,b,、,c,、,d,四个电极上所产生的物质的物质的量之比是,(,),2,4,1,2,1,1,1,1,2,1,2.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂电极,在A池中加,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,极上逸出,Cl,2,c,极上析出,Ag,d,极上逸出,O,2,。由转移电子守恒可得出,:2e,-,CuCl,2,2Ag O,2,所以,a,、,b,、,c,、,d,四个电极上所产生的物质的物质的量之比为,1,1,2,=2,2,4,1,。,答案A 解析由电解规律可知,a、c为阴极,b、d为阳极。a极,3,.,用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入,0.1 mol Cu,2,(OH),2,CO,3,后恰好恢复到电解前的状态,(,不考虑二氧化碳的溶解,),则电解过程中共转移电子的物质的量为,(,),A.0.4 molB.0.5 mol,C.0.6 molD.0.8 mol,3.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所,答案,C,解析,电解硫酸铜溶液时,第一阶段,:2CuSO,4,+2H,2,O 2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,第二阶段,:2H,2,O 2H,2,+O,2,如果只按第一阶段的电解反应,只需要加入,CuO,或,CuCO,3,就可以使溶液恢复到电解前的状态,但是现在加入的是,Cu,2,(OH),2,CO,3,相当于多加了,mol,H,2,mol,的水应该是第二阶段的反应消耗的,该阶段转移了,mol,电子,第一阶段转移了,mol,电子,所以总共转移,mol,电子。,答案C 解析电解硫酸铜溶液时,第一阶段:2CuSO4+2H2,4,.,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,H,2,SO,4,-H,2,C,2,O,4,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.,阴极的电极反应为,Al,3+,+3e,-,=Al,D.,硫酸根离子在电解过程中向阳极移动,4.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,答案,C,解析,利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的,Al,2,O,3,薄膜,即待加工铝质工件作为阳极,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,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。,答案C,5,.,将两个惰性电极插入,CuSO,4,溶液中,通电进行电解。,(1),当有,1.010,-3,mol,的,OH,-,放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是,。,(2),若溶液的体积为,1 L,忽略溶液体积变化,在标准状况下放出,5.6 mL O,2,时,溶液的,c,(H,+,),为,。,5.将两个惰性电极插入CuSO4溶液中,通电进行电解。,谢谢观看！,谢谢观看！,52,答案,(1)0.032 g,(2)110,-3,molL,-1,解析,(1),用惰性电极电解,CuSO,4,溶液时,阴极电极反应为,:2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,阳极电极反应为,:4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,。当有,1.010,-3,mol,的,OH,-,放电时,生成标准状况下的,O,2,为,mL,此时转移电子为,1.010,-3,mol,则在阴极上析出,Cu,为,g,。,(2),阳极,:4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,4,mol,1,mol,n,=1.010,-3,mol,即消耗,1.010,-3,mol,OH,-,应生成,1.010,-3,mol,H,+,答案(1)0.032 g(2)110-3 molL-1,