高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池教学课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池教学课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，抗腐蚀，CuSO4溶液，阳极泥，获得电子，活泼金属，课堂·重难探究，重难突破，典例精练，2计算的方法等内容，欢迎下载使用。
电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)装置。
(2)原理。①电极反应。阳极：发生氧化反应，电极反应式为_______________________。 阴极：发生还原反应，电极反应式为________________________。 ②总反应式。化学方程式：___________________________________________。 离子方程式：___________________________________________。
2Cl－－2e－===Cl2↑　
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　
2．电镀(1)定义。电镀是一种利用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的加工工艺。
(2)电镀原理。①实例(往铁件上镀铜)。阴极材料：________，电极反应式：______________________；阳极材料：________，电极反应式：______________________；电解质溶液：_________________溶液。 ②电镀的目的主要是增强金属的__________能力，增加表面硬度和美观。
Cu2＋＋2e－===Cu　
Cu－2e－===Cu2＋　
CuSO4(合理即可)　
3．电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用________作阳极，用________作阴极，用____________作电解质溶液。(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜________的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不如铜活泼的金属如____________等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成______________，粗铜中的铜在纯铜上析出。
4．电冶金(1)金属冶炼的本质。使矿石中的金属离子______________变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。 (2)电冶金。电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__________单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠。阳极反应：_______________________; 阴极反应：_______________________; 总反应：___________________________。
2Na＋＋2e－===2Na　
(1)能否说电解饱和食盐水(惰性电极)时阴极产物只有氢气？(2)电镀铜和电解精炼铜时所用的电解质溶液中都含有Cu2＋，通电一段时间后，电解质溶液中的c(Cu2＋)分别如何变化？【答案】(1)不能，阴极产物是氢气和氢氧化钠。(2)电镀铜时，c(Cu2＋)基本不变，而电解精炼铜时，c(Cu2＋)会减小。
正误判断。(对的画“√”，错的画“×”)(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。(　　)(2)电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极。(　　)(3)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极。(　　)(4)在镀件上电镀锌，用锌作阳极。(　　)(5)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。(　　)(6)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
重难点一　电解饱和食盐水、电镀、电冶金 电镀与电解精炼的比较
注意：电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如，在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，而不是2H＋＋2e－===H2↑。
(2020·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　)A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
【答案】 C　【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D错误。
以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是(　　)A．溶液中Cu2＋浓度保持不变B．粗铜接电源正极，发生还原反应C．溶液中Cu2＋向阳极移动D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属【答案】D
重难点二　电解的有关计算 1．电解的有关计算(1)计算的原则。①阳极还原剂失去的电子数＝阴极氧化剂得到的电子数。②串联电路中通过各电极的电子总数相等。③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(3)注意几个等量关系式。①当电流通过多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。②常见电化学计算的对应关系：如电解过程中析出气体时，在同温、同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1∶0.5。总之，电解混合溶液时要注意电解的阶段性以及电极反应式和总反应式，知道电解产物与转移电子的物质的量之间的关系式是电解相关计算的主要依据。
2．解答与电解有关的计算题的基本步骤(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答：(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。 (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝____________。 (3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH为____________。(Kw＝1.0×10－14) 【答案】 (1)负　(2)0.025 ml·L－1　(3)13
有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 ml·L－1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 ml·L－1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉－KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为_______________________。 (2)在B中观察到的现象是________________________________。 (3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为________。 (2)石墨电极表面有气泡产生，铜电极周围溶液变成蓝色，一段时间后U形管下部有蓝色沉淀产生 (3)2
1．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液【答案】B
2．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淀粉－KI溶液， 溶液呈现蓝色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性【答案】B
3．下列关于铜电极的叙述中，正确的是(　　)A．锌铜原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极【答案】A
A．电源的正极为b极B．电解时H＋从膜右侧迁移到膜左侧C．Ag－Pt电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑D．若转移的电子数为1.204×1024，生成N2 5.6 g
5．如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。收集有毒气体的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。(1)a电极的名称是__________。 (2)电解过程中观察到的现象是_____________________。(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是____________________。(4)电解总反应的离子方程式为__________________________。(5)若将b电极换成铁电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象：___________________________________________________。
【答案】(1)阴极　(2)两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色(3)用湿润的淀粉－KI试纸靠近N出口，试纸变蓝则说明是Cl2(5)底部有白色沉淀产生，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
6．下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是______________；B是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是__________________，应选用的电解质溶液是_________________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色。 (3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是________mL。 若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为____________。【答案】(1)铁　阴极　Ag＋＋e－===Ag　银　阳极　Ag－e－===Ag＋　硝酸银溶液(2)红　(3)4 480　1 ml·L－1
【解析】(3)甲池阴极增重43.2 g，阴极：Ag＋　＋　　e－　===　　　Ag1 ml　 　 1 ml　　 108 g0.4 ml　 0.4 ml　　 43.2 g乙池阳极上放出的气体为Cl2，阳极：2Cl－　－　　2e－　===　　Cl2↑ 0.4 ml　 　0.2 mlV(Cl2)＝0.2 ml×22.4 L/ml＝4.48 L＝4 480 mL
乙池总反应： 0.4 ml　　 0.2 mlc(NaOH)＝0.4 ml/0.4 L＝1 ml·L－1。
7．如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原溶液的体积为200 mL。
(1)电源F为________极；第②极为________极；B池为________池。(2)A池中第②极上的电极反应式为__________________________________。(3)通电前A池中原溶液中Cu2＋的浓度为__________________________。