高三化学电解原理(徐昊洋)

-1/9-2014年K12（下）化学电解原理复习课教案教师姓名：韩黎明年级：高三学员姓名：徐昊洋课次：总课次，第次授课时间2014年月日（星期）时分至时分课题电解原理复习教学目标及重难点教学目标1、掌握电解的原理2、掌握离子的放电顺序重难点1、掌握电解的原理2、掌握离子的放电顺序课前检查作业完成情况:优□良□中□差□建议：教学步骤教学过程知识点：一、电解的原理1、实验现象：现象分析：2、电解池的两个极的确定3、活动电电极和惰性电极CuCl2CC-2/9-4、电解池内部离子定向移动的方向5、电解池两个极发生的反应6、电解的概念7、电解池8、离子放电顺序9、电解规律（用惰性电极电解）电解类型物质类型电解反应电解实质电解质溶液中浓度变化溶液pH变化电解质溶液复原来电解溶剂型强碱（NaOH）含氧酸（H2SO4）活泼金属的含氧酸盐（Na2SO4）电解溶质型无氧酸（HCl）不活泼金属的无氧酸盐（CuCl2）溶质溶剂同时被电解活泼金属的无氧酸盐（NaCl）不活泼金属的含氧酸盐（CuSO4）不活泼金属的含氧酸盐（AgNO3）10、电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。待镀金属作极，镀层金属作极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。如：电镀铜，阳极反应，阴极反应，电镀液，电解前后电解质的浓度。-3/9-11、精练铜：作阳极，作阴极，电解质为。粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，阳极泥中会有。电解质的浓度有无变化？12、氯碱工业：①.电极材料：阳极，阴极。②电极反应及总反应：。阳极，阴极，阴极周围PH。③设备：立式隔膜电解槽④粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是。13、冶炼Na、Mg、Al等较活泼的金属：反应原理分别是；；。14：电解总结：阳极：发生氧化反应还原性强的先反应还原性顺序为：活性电极＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH－＞含氧酸根离子＞F—阴极：发生还原反应氧化性强的先反应Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+＞活性电极注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电（2）阴极任何时候都是阳离子放电典型例题：例1：（2009，上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（）A．a为负极、b为正极B．a为阳极、b为阴极C．电解过程中、d电极质量增加D．电解过程中，氯离子浓度不变-4/9-例2：写出右图的电极反应：阴极：总方程式：。电子的流向：实现的能量转化是：随着电解的进行溶液的pH将会：（填升高，减低或不变）若让电解后的溶液恢复到原来的浓度，应该加的物质是：。若电解前NaCl溶液的体积是500ml，电解的结果，阳极得到标准状况下11.2ml的气体，则电解后溶液的pH为：（溶液体积变化不计）。请分析氢氧化钠在哪个极上产生的，原因是：例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—==NiB．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例4：铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：（1）工业冶炼铝的化学方程式是。（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是。（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。①该电解槽的阳极反应式是。②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因。③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口（填写“A”或“B”）导出。例5：下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00％的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和l00g10.00％的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47％，乙中c电极质量增加。据此回答问题：①电源的N端为极；②电极b上发生的电极反应为；③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：；④电极c的质量变化是g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：NaClCC-5/9-甲溶液；乙溶液；丙溶液；(2)如果电解过程中铜全部析出．此时电解能否继续进行，为什么?。强化训练：1、pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是（）A、NaoHB、H2SO4C、AgNO3D、Na2SO42、X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为()AX＞Z＞Y＞MBX＞Y＞Z＞MCM＞Z＞X＞YDX＞Z＞M＞Y3、用惰性电极电解下列溶液一段时间，再加入一定量的一种纯净物质（方括号内）后，假定产生的气体全部逸出，能使电解后的溶液与原来溶液的成分、浓度都相同的是()A．CuCl2[CuCl2]B．NaOH[NaOH]C．NaCl[HCl]D．CuSO4[Cu(OH)2]4、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1:2D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1:15、可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个反应①Br2+2e=2Br-②2Br—2e=Br2③Zn-2e=Zn2+④Zn2++2e=Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是()A②和③B②和①C③和①D④和①6、在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是()A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子7、下列关于铜电极的叙述正确的是()A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极8、将质量分数为0．052(5．2%)的NaOH溶液1L(密度为1.06g·cm－3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是()NaOH的质量分数阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/gA0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4-6/9-D0.042(4.2%)9.41.29、能够使反应Cu+2H2OCu（OH2）↓+H2↑发生，且Cu（OH）2能在电极上析出的是（）A．铜片作原电池负极，碳棒作原电池正极，电解质溶液为NaCl溶液B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4的水溶液C．用铜片作阴、阳极，电解NaOH的水溶液D．用铜片作阴、阳极，电解CuSO4的水溶液11、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）A、a为正极，b为负极；NaClO和NaClB、a为负极，b为正极；NaClO和NaClC、a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl12、1LK2SO4、CuSO4的混合液中c(SO42－)=2mol/L，用用石墨作阳极此溶液，通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中K+浓度为()A．0.5mol/LB．1mol/LC．1.5mol/LD．2mol/L13、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶∶。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。14、（09）如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。-7/9-请回答：（1）B极是电源的，一段时间后，甲中溶液颜色，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明，在电场作用下向Y极移动。（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为。（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是（填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是溶液。当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为，甲中溶液的pH（填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是。15、由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。①a电极材料为_______，其电极反应式为_______________________。②电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液③液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_________。④为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是________________________。A.改用稀硫酸做电解液B.适当增大电源电压C.适当缩小两电极间距离D.适当降低电解液温度⑤若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________________。16、请回答氯碱的如下问题：（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，-8/9-粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______;负极：_____;③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。17、如下图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，电源a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KO