人教版 (2019)第二节 电解池示范课课件ppt

这是一份人教版 (2019)第二节 电解池示范课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习新知导学，合作探究释疑解惑，课堂小结，课标定位素养阐释，问题引领，归纳提升，典型例题等内容，欢迎下载使用。

1.知道电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。2.会书写有关电解原理的应用的电极反应式及化学方程式。3.掌握有关电解原理的简单计算。
电解原理的应用1.电解饱和食盐水——氯碱工业。工业生产中,电解饱和食盐水是在离子交换膜电解槽中进行,如图是一个单元槽示意图。(1)阳极反应式:2Cl--2e-══Cl2↑,阴极反应式:2H2O+2e-══H2↑+2OH-。(2)总反应方程式:2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。(3)在阴极区可得到产品NaOH的原因:H2O在阴极放电产生OH-,阳极区的Na+通过阳离子交换膜进入阴极区,两者结合即得NaOH。
【自主思考1】 工业上电解饱和食盐水时,若将电解槽中的阳离子交换膜去掉,对产品会有什么影响?提示:阳极产生的Cl2会扩散至阴极区,与阴极产物NaOH反应,降低产率,且使产品不纯。
2.电镀。电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。如图是在铁钥匙上镀铜的工作示意图,据此回答问题:(1)镀件(钥匙)作阴极,镀层金属(铜)作阳极,含有镀层金属离子(Cu2+)的溶液作电镀液。(2)阳极上发生的电极反应为Cu-2e-══Cu2+;阴极上发生的电极反应为Cu2++2e-══Cu。【自主思考2】 电镀进行一段时间后,电镀液的浓度如何变化?提示:因阳极溶解的Cu和阴极析出的Cu的量相等,所以电镀液的浓度基本不变。
3.电解精炼铜。(1)利用电解原理进行电解精炼铜时,以粗铜作阳极,以纯铜作阴极,通常用CuSO4溶液作电镀液。(2)粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质金属,其中Zn、Fe、Ni、Cu可在阳极放电变成相应的金属离子进入溶液中,Ag、Au等金属则沉淀在阳极底部形成阳极泥。写出阳极上发生的电极反应:Zn-2e-══Zn2+,Fe-2e-══Fe2+,Ni-2e-══ Ni2+,Cu-2e-══Cu2+;写出阴极上发生的电极反应:Cu2++2e-══Cu。
【自主思考3】 电解精炼铜时,当电解进行一段时间后,CuSO4溶液的浓度如何变化?提示:阳极除溶解Cu外,还溶解Zn、Fe、Ni等金属,而阴极只析出Cu,所以CuSO4溶液的浓度会减小。
4.电冶金。电解法是冶炼金属的一种重要方法,利用电解法可以冶炼Na、Ca、Mg、Al等活泼金属。用直流电电解熔融NaCl制取金属钠的化学方程式为2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑。阳极反应为 2Cl--2e-══Cl2↑;阴极反应为Na++e-══Na。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。(　　)(2)在镀件上电镀铜时,镀件与电源的正极连接。(　　)(3)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液作电解液。(　　)(4)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变。(　　)(5)电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。(　　)(6)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2溶液作电解质溶液,由于放电能力H+>Zn2+,不可能实现在铁上镀锌。(　　)(7)电解冶炼镁、铝时,通常电解熔融的MgCl2和Al2O3。(　　)(8)金属铜用热还原法冶炼,所以不能使用电解法冶炼。(　　)
2.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极片,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题。(1)若X、Y都是惰性电极,a是NaCl饱和溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则:①电解池中X极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　,在X极附近观察到的现象是　　　　　　　　　　　　。  ②Y电极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　,检验该电极反应产物的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)若X、Y都是银电极,a是AgNO3溶液,则X极上的电极反应式是　　　　　　　　,Y电极上的电极反应式是　　　　　　　　　,通电一段时间后,AgNO3溶液的浓度　　　　。 
答案:(1)①2H2O+2e-══H2↑+2OH-　放出气体,溶液变红　②2Cl--2e-══Cl2↑　把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝(2)Ag++e-══Ag　Ag-e-══Ag+　不变
原电池和电解池是实现电能与化学能相互转化的两种装置。电镀池是一种特殊条件下的电解池。原电池总反应必须是能自发进行的氧化还原反应,而电解池总反应可以是能自发进行的氧化还原反应,也可以是不自发的氧化还原反应。如图所示,思考下列问题:1.甲池、乙池分别是原电池还是电解池?提示:有外接电源,甲池、乙池都是电解池。2.若用导线替代外接电源,甲池、乙池分别是原电池还是电解池?提示:甲池符合原电池组成条件,乙池不符合原电池组成条件,甲池是原电池,充当电源,对乙池电解,乙池是电解池(也是电镀池)。
1.原电池、电解池、电镀池的比较
工业上电解饱和食盐水、电解精炼铜、电冶金等的装置都属于电解池,其工作原理都遵循电解原理。电镀也遵循电解原理。
思考(1)原电池的正、负极与电解池的阴、阳极中,发生氧化反应的是什么电极?提示:原电池的负极和电解池阳极上有电子流出,发生氧化反应。(2)工业上冶炼金属镁时采用电解熔融的氯化镁而不用氧化镁,为什么?提示:氧化镁的熔点很高,电解难度大,且消耗能源多。
【例题】 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图所示:
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的　　　　。 A.H2SO4　B.BaSO4　C.Na2SO4　D.NaOH E.CH3CH2OH(2)电解池阳极的电极反应有:①　　　　　　　　　　　　　　　　,②4OH--4e-══2H2O+O2↑。 (3)电极反应①与②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)C(2)①Fe-2e-══Fe2+(3)4Fe2++10H2O+O2══4Fe(OH)3↓+8H+
(5)11.2解析:(1)通过电解生成Fe(OH)3沉淀,酸能溶解Fe(OH)3沉淀,A项不符合; BaSO4难溶于水,B项不符合;Na2SO4可以增强导电能力,促进形成浮渣,C项符合;根据题目中“保持污水的pH在5.0~6.0之间”,NaOH不符合; CH3CH2OH为非电解质,E项不符合。(2)燃料电池中,通入CH4的一极为负极,通入空气的一极为正极,故烧杯中铁为阳极,阳极反应有Fe-2e-══Fe2+,4OH--4e-══2H2O+O2↑。
【变式训练】 金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是　 。  (2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+5O2+2H2SO4══4CuSO4+2H2O,该反应中被氧化的元素是　　　　。用石墨作阳极、纯铜作阴极电解CuSO4溶液,当一极产生1 ml O2时,另一极质量变化是　　　 (填“增大”或“减小”)　　　　 g。 
(3)如图为电解精炼银装置示意图,　　　(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极产生少量无色气体,气体进入空气中变为红棕色,则电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝制容器里的食盐水中并与铝制容器接触,可使Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是　　　　　　　　,反应的总方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。