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【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握電解池工作原理,準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)式,電池總反應(yīng)方程式
2、小組合作探究應(yīng)用電解原理解決實(shí)際生產(chǎn)問題及其有關(guān)的簡單計(jì)算
3、以極度的熱情投入課堂,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂。
【使用說明】利用一節(jié)課完成學(xué)案,下課收齊。下節(jié)課修改8分鐘,針對存在問題重點(diǎn)討論8分鐘,師生探究、學(xué)生展示20分鐘,鞏固落實(shí)5分鐘后進(jìn)行當(dāng)堂檢測. 標(biāo)有★★的B層可不做,標(biāo)有★或★★的C層可不做
【課前導(dǎo)學(xué)】
一、電解原理:
1、定義:電解是在 作用下,電解質(zhì)在 上分別發(fā)生 的過程
電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是
電解池由 、 以及 組成
2、 畫出用惰性電極電解CuSO4溶液的裝置圖 ,回答下列問題:
與電源_____極相連的電極是陽極,發(fā)生_____反應(yīng),寫出電極反應(yīng)式__________________________,電解時(shí)溶液中______離子向陰極移動,寫出電解總反應(yīng)的離子方程式:
__________________________________________________.
3、放電順序:
(1)用惰性材料作電極時(shí),陰離子在 極放電,常見陰離子的放電順序是
。陽離子在 極上放
電,常見的陽離子的放電順序是
(2)陽極材料是活性電極(除 _____、_____之外的金屬)時(shí),陽極本身優(yōu)先失電子被氧化。
【小結(jié)】 1、書寫電解池的電極反應(yīng)
(1) _____________________________________
(2)______________________________________
2、書寫電解總反應(yīng)的離子方程式時(shí),放電離子來自強(qiáng)電解質(zhì)的才能寫成離子形式。
練習(xí)1、某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是 ( )
A、電解初期,主要反應(yīng)方程式為 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑
B、電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生
C、電解一定時(shí)間后,石墨電極上不會有銅析出
D、整個(gè)電解過程中,H+ 濃度不斷增大
4、酸、堿、鹽溶液以及熔融物的電解規(guī)律表(惰性電極)
電 解 質(zhì)
類 別電 解
對 象實(shí) 例濃度變化PH復(fù)原所加物質(zhì)電極反應(yīng)總反應(yīng)
強(qiáng)堿NaOH
含氧酸H2SO4
氫前金屬含氧酸鹽Na2SO4
無氧酸(HF除外)HCl
氫后金屬無氧酸鹽CuCl2
氫前金屬無氧酸鹽NaCl
氫后金屬含氧酸鹽CuSO4
電解熔融物質(zhì)Al2O3
二、電解的應(yīng)用
1、 電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣(氯堿工業(yè))
下圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。若X、Y都是惰性電極,a是NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為
在X極觀察到的現(xiàn)象是
原因是
② Y電極上的電極反應(yīng)式為
檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是
2、 銅的電解精煉
粗銅中含有的雜質(zhì)通常為 等。電解時(shí),粗銅與直流電源的 極相連,作 極,該電極的主要反應(yīng)為 ,副反應(yīng)為 。用 接直流電源的 極,作 極,該電極的主要反應(yīng)為 ,用 作電解液。電解時(shí)電解質(zhì)溶液中Cu2+的濃度 ,陽極質(zhì)量 ,陰極質(zhì)量 ,兩極質(zhì)量改變是否相等 。
3、電鍍 電鍍時(shí),電鍍液通常采用 溶液;把待鍍金屬制品浸入電鍍液中與直流電源的 極相連,作 極;而用 _______或__ _ 作
極,與直流電源的 極相連。例如鐵制品上鍍銅,若用銅作陽極,則陽極反應(yīng)式為 陰極反應(yīng)式為 ,電鍍液中Cu2+的濃度
練習(xí)2 、下列關(guān)于銅電極的敘述,正確的是 ( )
A.銅鋅原電池中銅是負(fù)極 B.用電解法精煉銅時(shí),粗銅作陰極
C.在鍍件上電鍍銅時(shí),可用金屬銅作陽極 D.電解稀硫酸制H2、O2時(shí),銅作陽極
練習(xí)3、關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是 ( )
A.電解時(shí)在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉
B.若在陽極附近的溶液中滴入KI試液,溶液呈棕黃色
C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色
D.電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?br />4、電解法冶煉活潑金屬
Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。寫出有關(guān)方程式
、 、
【合作探究】
★★1、在25℃時(shí),將兩個(gè)惰性電極插入一定質(zhì)量的硫酸鈉飽和溶液中進(jìn)行電解,通電一段時(shí)間后,陰極上析出a mol氣體,同時(shí)有W g Na2SO4?10H2O晶體析出。若溫度不變,剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( )
A. B. C. D.
★2、某混合溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4,且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨電極電解該混合液時(shí),根據(jù)電極產(chǎn)物,可明顯分為三個(gè)階段,下列敘述中不正確的是 ( )
A.陰極自始至終只析出H2 B.陽極先析出Cl2,后析出O2
C.電解最后階段為電解水 D.電解液的pH不斷增大,最終等于7
3、將0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水,配成100ml溶液,用惰性電極電解一段時(shí)間后,若在一極析出0.3molCu,此時(shí)在另一極產(chǎn)生的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為
A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L
4、采用惰性電極從NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等離子中,選擇適當(dāng)?shù)碾x子組合電解質(zhì),對其溶液進(jìn)行電解:
⑴ 兩極分別放出H2和O2時(shí),電解質(zhì)的化學(xué)式可能是:
⑵ 若陰極析出金屬,陽極放出氧氣時(shí),電解質(zhì)的化學(xué)式可能是:
⑶ 兩極分別放出氣體,且體積比為1:1時(shí),電解質(zhì)的化學(xué)式可能是:
⑷ 陰、陽兩極生成的物質(zhì)與電路中通過的電子的物質(zhì)的量之比為4:1:4時(shí),電解質(zhì)的化學(xué)式可能是: ;電解反應(yīng)的離子方程式是:
【課堂訓(xùn)練】
1、能使反應(yīng) Cu +2H2O ===Cu(OH)2 +H2↑ 發(fā)生的是 ( )
A、銅片做原電池的負(fù)極,碳棒做原電池的正極,氯化銅做電解質(zhì)溶液
B、銅鋅合金在潮濕空氣發(fā)生電化學(xué)腐蝕
C、用銅片做陰、陽電極,電解硫酸鈉溶液
D、用銅片做陰、陽電極,電解硫酸銅溶液
2、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解,下列說法正確的是 ( )
A. 電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變
B. 電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小
C. 電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2
D. 電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶ 1
3、金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+) ( )
A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:Ni2+ + 2e— Ni
B.電解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等
C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和Zn2+
D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt
4、右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是 ( )
a極板b極板x電極Z溶液
A鋅石墨負(fù)極CuSO4
B石墨石墨負(fù)極NaOH
C銀鐵正極AgNO3
D銅石墨負(fù)極CuCl2
【當(dāng)堂檢測】
1、下列敘述不正確的是( )
A.鐵表面鍍鋅,鐵作陽極
B.船底鑲嵌鋅塊,鋅作負(fù)極,以防船體被腐蝕
C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng):O2 + 2H2O + 4e- 4OH—
D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng):2Cl一 C12↑+2e一
2、以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100 mol,則陰極上析出銅的質(zhì)量為 ( ) A、0.64 g B、1.28 g C、2.56 g D、5.12 g
高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案答案 編號27
【基礎(chǔ)知識】
1、直流電 兩個(gè)電極 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)的電解過程
直流電源、固體電極材料以及電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
2、
, 正 、氧化、4OH- 4e-+2H2O+O2↑、陽、
2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+
3、(1)陽 S2—>I—>Br—>Cl.—>OH—>含氧酸根陰 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>…
(2)Au Pt
小結(jié):書寫電解池的電極反應(yīng)
1、陽極電極反應(yīng)的寫法:陽極是活性電極時(shí),陽極本身放電;陽極是惰性電極時(shí),溶液中的陰離子放電。
2、陰極電極反應(yīng)的寫法:一定是溶液中的陽離子放電。
練習(xí)1、A 2、B
二、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律表(惰性電極)
電 解 質(zhì)
類 別電 解
對 象實(shí) 例濃度變化PH復(fù)原所加物質(zhì)電極反應(yīng)總反應(yīng)
強(qiáng)堿H2ONaOH增大增大H2O陰極:4H++4e—_→2H2↑
陽極:
4OH—→2H2O+O2+4e—2H2O 2H2↑+O2↑
含氧酸H2SO4增大減小H2O
氫前金屬含氧酸鹽Na2SO4增大不變H2O
無氧酸(HF除外)電解質(zhì)HCl減小增大HCl陰極:2H++2e_→H2↑
陽極:2Cl—→Cl2↑+2e—2HCl Cl2↑+H2↑
氫后金屬無氧酸鹽CuCl2減小CuCl2陰極:Cu2++2e—→Cu
陽極:2Cl—→Cl2↑+2e—CuCl2 Cu+Cl2↑
氫前金屬無氧酸鹽電解質(zhì)和水NaCl減小增大HCl陰極:2H++2e_→H2↑
陽極:2Cl—→Cl2↑+2e—2Cl —+2H2O Cl2↑+H2↑
+2OH—
氫后金屬含氧酸鹽電解質(zhì)和水CuSO4
減小減小CuO陰極:2Cu2++4e—→2Cu
陽極:
4OH—→2H2O+O2+4e—2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+
電解熔融物質(zhì)Al2O3陰極:4Al3++12e—→4Al
陽極:6O2—→3O2↑+12e— 2Al2O3 4Al↑+3O2↑
二、1、①2H++2e—→H2↑ 有氣泡冒出,溶液變紅 原因:H2O電離出的H+放電生成H2逸出,使陰極區(qū)H+濃度減小,導(dǎo)致水的電離平衡H2O H++OH—右移,使陰極區(qū)OH—濃度變大
②2Cl—→Cl2↑+2e— 將濕潤的碘化鉀淀粉試紙靠近Y電極附近的支管口,若試紙變藍(lán),則證明該氣體為Cl2
2、Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt ; 正; 陽 ; Cu→ Cu2++2e— ; Zn→ Zn2++2e—
Fe→ Fe2++2e— Ni→ Ni2++2e— ; 精銅 ; 負(fù) ; 陰 ;Cu2++2e—→Cu ;
硫酸酸化的CuSO4溶液;減小; 減輕 ;增重; 不相等
3、含鍍層金屬離子 ; 負(fù) ; 陰 ;鍍層金屬、惰性電極材料 ;正 ;陽 ;
Cu→ Cu2++2e— ;Cu2++2e—→Cu 不變
練習(xí)2、C 3、B
4、2NaCl Cl2↑+2Na MgCl2 Cl2↑+Mg 2Al2O3 4Al↑+3O2↑
【合作探究】1、D 2、D 3、B 4、(1) H2SO4 HNO3 Ba(NO3)2 (2)CuSO4 Cu(NO3)2 AgNO3 (3)HCl BaCl2 (4) AgNO3 4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+
【課堂訓(xùn)練】1、C 2、D 3、D 4、A
【當(dāng)堂檢測】1、A 2、B
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