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【学习目标】1、掌握电解池工作原理,准确书写电极反应式,电池总反应方程式
2、小组合作探究应用电解原理解决实际生产问题及其有关的简单计算
3、以极度的热情投入课堂,体验学习的快乐。
【使用说明】利用一节课完成学案,下课收齐。下节课修改8分钟,针对存在问题重点讨论8分钟,师生探究、学生展示20分钟,巩固落实5分钟后进行当堂检测. 标有★★的B层可不做,标有★或★★的C层可不做
【课前导学】
一、电解原理:
1、定义:电解是在 作用下,电解质在 上分别发生 的过程
电解质导电的实质是
电解池由 、 以及 组成
2、 画出用惰性电极电解CuSO4溶液的装置图 ,回答下列问题:
与电源_____极相连的电极是阳极,发生_____反应,写出电极反应式__________________________,电解时溶液中______离子向阴极移动,写出电解总反应的离子方程式:
__________________________________________________.
3、放电顺序:
(1)用惰性材料作电极时,阴离子在 极放电,常见阴离子的放电顺序是
。阳离子在 极上放
电,常见的阳离子的放电顺序是
(2)阳极材料是活性电极(除 _____、_____之外的金属)时,阳极本身优先失电子被氧化。
【小结】 1、书写电解池的电极反应
(1) _____________________________________
(2)______________________________________
2、书写电解总反应的离子方程式时,放电离子来自强电解质的才能写成离子形式。
练习1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 ( )
A、电解初期,主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑
B、电解过程中,铜电极上有H2产生
C、电解一定时间后,石墨电极上不会有铜析出
D、整个电解过程中,H+ 浓度不断增大
4、酸、碱、盐溶液以及熔融物的电解规律表(惰性电极)
电 解 质
类 别电 解
对 象实 例浓度变化PH复原所加物质电极反应总反应
强碱NaOH
含氧酸H2SO4
氢前金属含氧酸盐Na2SO4
无氧酸(HF除外)HCl
氢后金属无氧酸盐CuCl2
氢前金属无氧酸盐NaCl
氢后金属含氧酸盐CuSO4
电解熔融物质Al2O3
二、电解的应用
1、 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气(氯碱工业)
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。若X、Y都是惰性电极,a是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极上的电极反应式为
在X极观察到的现象是
原因是
② Y电极上的电极反应式为
检验该电极反应产物的方法是
2、 铜的电解精炼
粗铜中含有的杂质通常为 等。电解时,粗铜与直流电源的 极相连,作 极,该电极的主要反应为 ,副反应为 。用 接直流电源的 极,作 极,该电极的主要反应为 ,用 作电解液。电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ,阳极质量 ,阴极质量 ,两极质量改变是否相等 。
3、电镀 电镀时,电镀液通常采用 溶液;把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的 极相连,作 极;而用 _______或__ _ 作
极,与直流电源的 极相连。例如铁制品上镀铜,若用铜作阳极,则阳极反应式为 阴极反应式为 ,电镀液中Cu2+的浓度
练习2 、下列关于铜电极的叙述,正确的是 ( )
A.铜锌原电池中铜是负极 B.用电解法精炼铜时,粗铜作阴极
C.在镀件上电镀铜时,可用金属铜作阳极 D.电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极
练习3、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试液,溶液呈棕黄色
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
4、电解法冶炼活泼金属
Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。写出有关方程式
、 、
【合作探究】
★★1、在25℃时,将两个惰性电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极上析出a mol气体,同时有W g Na2SO4?10H2O晶体析出。若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数为 ( )
A. B. C. D.
★2、某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨电极电解该混合液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段,下列叙述中不正确的是 ( )
A.阴极自始至终只析出H2 B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水 D.电解液的pH不断增大,最终等于7
3、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水,配成100ml溶液,用惰性电极电解一段时间后,若在一极析出0.3molCu,此时在另一极产生的气体体积(标准状况)为
A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L
4、采用惰性电极从NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等离子中,选择适当的离子组合电解质,对其溶液进行电解:
⑴ 两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是:
⑵ 若阴极析出金属,阳极放出氧气时,电解质的化学式可能是:
⑶ 两极分别放出气体,且体积比为1:1时,电解质的化学式可能是:
⑷ 阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为4:1:4时,电解质的化学式可能是: ;电解反应的离子方程式是:
【课堂训练】
1、能使反应 Cu +2H2O ===Cu(OH)2 +H2↑ 发生的是 ( )
A、铜片做原电池的负极,碳棒做原电池的正极,氯化铜做电解质溶液
B、铜锌合金在潮湿空气发生电化学腐蚀
C、用铜片做阴、阳电极,电解硫酸钠溶液
D、用铜片做阴、阳电极,电解硫酸铜溶液
2、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
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: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
4、右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是 ( )
a极板b极板x电极Z溶液
A锌石墨负极CuSO4
B石墨石墨负极NaOH
C银铁正极AgNO3
D铜石墨负极CuCl2
【当堂检测】
1、下列叙述不正确的是( )
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2 + 2H2O + 4e- 4OH—
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl一 C12↑+2e一
2、以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol,则阴极上析出铜的质量为 ( ) A、0.64 g B、1.28 g C、2.56 g D、5.12 g
高三化学一轮复习学案答案 编号27
【基础知识】
1、直流电 两个电极 氧化反应和还原反应 电解质溶液或熔融态电解质的电解过程
直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质
2、
, 正 、氧化、4OH- 4e-+2H2O+O2↑、阳、
2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+
3、(1)阳 S2—>I—>Br—>Cl.—>OH—>含氧酸根阴 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>…
(2)Au Pt
小结:书写电解池的电极反应
1、阳极电极反应的写法:阳极是活性电极时,阳极本身放电;阳极是惰性电极时,溶液中的阴离子放电。
2、阴极电极反应的写法:一定是溶液中的阳离子放电。
练习1、A 2、B
二、酸、碱、盐溶液的电解规律表(惰性电极)
电 解 质
类 别电 解
对 象实 例浓度变化PH复原所加物质电极反应总反应
强碱H2ONaOH增大增大H2O阴极:4H++4e—_→2H2↑
阳极:
4OH—→2H2O+O2+4e—2H2O 2H2↑+O2↑
含氧酸H2SO4增大减小H2O
氢前金属含氧酸盐Na2SO4增大不变H2O
无氧酸(HF除外)电解质HCl减小增大HCl阴极:2H++2e_→H2↑
阳极:2Cl—→Cl2↑+2e—2HCl Cl2↑+H2↑
氢后金属无氧酸盐CuCl2减小CuCl2阴极:Cu2++2e—→Cu
阳极:2Cl—→Cl2↑+2e—CuCl2 Cu+Cl2↑
氢前金属无氧酸盐电解质和水NaCl减小增大HCl阴极:2H++2e_→H2↑
阳极:2Cl—→Cl2↑+2e—2Cl —+2H2O Cl2↑+H2↑
+2OH—
氢后金属含氧酸盐电解质和水CuSO4
减小减小CuO阴极:2Cu2++4e—→2Cu
阳极:
4OH—→2H2O+O2+4e—2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+
电解熔融物质Al2O3阴极:4Al3++12e—→4Al
阳极:6O2—→3O2↑+12e— 2Al2O3 4Al↑+3O2↑
二、1、①2H++2e—→H2↑ 有气泡冒出,溶液变红 原因:H2O电离出的H+放电生成H2逸出,使阴极区H+浓度减小,导致水的电离平衡H2O H++OH—右移,使阴极区OH—浓度变大
②2Cl—→Cl2↑+2e— 将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近Y电极附近的支管口,若试纸变蓝,则证明该气体为Cl2
2、Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt ; 正; 阳 ; Cu→ Cu2++2e— ; Zn→ Zn2++2e—
Fe→ Fe2++2e— Ni→ Ni2++2e— ; 精铜 ; 负 ; 阴 ;Cu2++2e—→Cu ;
硫酸酸化的CuSO4溶液;减小; 减轻 ;增重; 不相等
3、含镀层金属离子 ; 负 ; 阴 ;镀层金属、惰性电极材料 ;正 ;阳 ;
Cu→ Cu2++2e— ;Cu2++2e—→Cu 不变
练习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+
【课堂训练】1、C 2、D 3、D 4、A
【当堂检测】1、A 2、B
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