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时间:2020-10-04
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1、成才之路·化学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修④电化学基础第四章第三节 电解池第四章第2课时 电解原理的应用新知识·导学探究2新思维·名师讲堂3新考题·随堂自测4新视点·专家博客6新提升·达标作业5新情境·激趣入题1新情境·激趣入题日常生活中,人们经常使用的螺丝刀、板手、水龙头、以及自行车的车圈、金属装饰品等,表面有一层亮度高且耐磨,耐腐蚀的金属,它们都是电镀制品,你知道这层金属是怎样附着在铁的表面上的吗?新知识·导学探究●新知导学2Cl--2e-===Cl2↑氧化2H++2e-===H2↑还原电解金属合金镀层金属待镀的金属制品含有镀层金属离子的溶液3.电解精炼
2、铜纯铜粗铜Cu2++2e-===CuCu-2e-===Cu2+CuSO4溶液金属离子还原活泼金属Na、Ca、Mg、Al2Cl--2e-===Cl2↑2Na++2e-===2Na1.(1)电解池与原电池有何本质区别?(2)电解池和原电池的电极名称是否相同?提示:(1)电解池将电能转化为化学能,而原电池是将化学能转化为电能。(2)电解池的两个电极分别为阴极和阳极,原电池的两个电极分别为正极和负极。●自主探究2.电解精炼铜时,粗铜中的杂质哪里去了?提示:精铜中比铜活泼的杂质先失电子成阳离子进入溶液,在精铜表面上这些离子得电子能力比Cu2+弱,所以留在溶液中;比铜不活泼的金属杂
3、质不失电子,随着电解的进行它们会沉积在阳极下,称为“阳极泥”。新思维·名师讲堂电解原理的应用●教材点拨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是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题。●典例透析(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则①X电极的材料是_________,电极反应式是__________。②Y电极的材料是_________,电极反应式是__________。【解析】(1)X为阴极:2H++2e-===H2↑。Y为阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,用湿润的KI淀粉试纸可检验Cl2。(2)精炼
4、铜时,粗铜接阳极。Y电极是粗铜,X电极是精铜。1.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(已知:氧化性Fe2+5、+,Fe-2e-===Fe2+,Ni-2e-===Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni2++2e-===Ni,Fe2+、Zn2+在该条件下不得电子。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。答案:D1.原电池、电解池、电镀池之间的关系原电池与电解池的比较●教材点拨类别性质原电池电解池电镀池形成条件①活动性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液6、必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变)电极名称负极:较活泼金属(电子流出的极)正极:较不活泼金属(或能导电的非金属)(电子流入的极)阳极:与电源正极相连的极阴极:与电源负极相连的极名称同电解,但有限制条件阳极:必须是镀层金属阴极:待镀金属(镀件)2.电化学计算的基本方法电解池的计算包括两极产物的定量计算,溶液的pH的计算,相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算,根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算,不论哪类计算,均可归纳为下列三种:(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。(27、)根据总反应式中的计量关系进行计算:先写出电极反应式,再写出总反应式或直接运用总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。如图,四种装置中所盛的溶液体积均为200mL,浓度为0.6mol·L-1,工作一段时间后,测得导线上均通过了0.2mol电子,此时溶液中的pH由大到小的顺序是( )A.④②①③ B.④③①②C.④③②①D.①③②④●典例透析【解析】若H+放电,pH增大,若OH-放电,pH减小。③中Zn电极参与反应,电解质溶液pH基本不变。④中阳极上H+放电,溶液渐渐成碱性。②正极上H+放电,导线上通过0.2mol电子时,溶液中减少
5、+,Fe-2e-===Fe2+,Ni-2e-===Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni2++2e-===Ni,Fe2+、Zn2+在该条件下不得电子。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。答案:D1.原电池、电解池、电镀池之间的关系原电池与电解池的比较●教材点拨类别性质原电池电解池电镀池形成条件①活动性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液
6、必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变)电极名称负极:较活泼金属(电子流出的极)正极:较不活泼金属(或能导电的非金属)(电子流入的极)阳极:与电源正极相连的极阴极:与电源负极相连的极名称同电解,但有限制条件阳极:必须是镀层金属阴极:待镀金属(镀件)2.电化学计算的基本方法电解池的计算包括两极产物的定量计算,溶液的pH的计算,相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算,根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算,不论哪类计算,均可归纳为下列三种:(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。(2
7、)根据总反应式中的计量关系进行计算:先写出电极反应式,再写出总反应式或直接运用总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。如图,四种装置中所盛的溶液体积均为200mL,浓度为0.6mol·L-1,工作一段时间后,测得导线上均通过了0.2mol电子,此时溶液中的pH由大到小的顺序是( )A.④②①③ B.④③①②C.④③②①D.①③②④●典例透析【解析】若H+放电,pH增大,若OH-放电,pH减小。③中Zn电极参与反应,电解质溶液pH基本不变。④中阳极上H+放电,溶液渐渐成碱性。②正极上H+放电,导线上通过0.2mol电子时,溶液中减少
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