今天的双色球开奖直播:河北省承德市高中化學專題1化學反應與能量變化1.2.4電解原理的應用導學案(無答案)蘇教版選修4

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1.2.4電解原理的應用

學習目標

1.了解氯堿工業、電鍍、精煉銅的原理。2.掌握電解原理及其應用。

重點難點

1氯堿工業、電鍍、精煉銅的原理,電解原理及其應用。

方 法

合作交流、展示評價和講解相結合

內容部分

隨堂筆記

【自主學習】

電解原理的應用

1.氯堿工業:電解飽和食鹽水,制取燒堿、氯氣和氫氣。

電極的反應式(并注明反應類型)

陽極:  ( 反應);

陰極:  ( 反應)。

總反應式: 。

其中陰極反應中的H+是由水電離產生的。

2.電鍍

(1)電鍍是應用電解的原理在金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。

(2)電鍍

在電鍍過程中,電鍍液的濃度 。

3.電解精煉(如電解精煉銅,雜質為鐵、鋅、金、銀)

(1) 作陽極,電極反應 ;

作陰極,電極反應 ;

電解質溶液 溶液。

(2) 活潑性較強的 以離子形式進入溶液,活潑性較差的 形成陽極泥。

4.電冶金制取金屬

等活潑金屬,很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質,因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉:

陰極:2Na++2e-===2Na,陽極:2Cl--2e-===Cl2↑,

總反應式:2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑。

【合作探究】

知識點一 氯堿工業

1.某學生想制作一種家用環保型消毒液發生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖所示的裝置,以下對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(  )

A.a為正極,b為負極;NaClO和NaCl B.a為負極,b為正極;NaClO和NaCl

C.a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl D.a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl

2.如圖Ⅰ所示是用石墨和鐵作電極電解飽和食鹽水的裝置,請填空:

(1)X的電極名稱是__________極,發生的電極反應式為______________,Y極的電極材料是____________,檢驗X極產物的方法是_________________ 。

(2)某同學在實驗時誤將兩種電極材料接反,導致X極上未收集到預期產物,一段時間后又將兩極的連接方式糾正過來,發現X極附近出現了白色沉淀,此沉淀是________(填化學式),其形成原因是_____________________________________

________________________________________________________________________,

該沉淀在空氣中放置,現象是______________________。

(3)工業上電解飽和食鹽水的方法之一是將兩個電極室用離子交換膜隔開(如圖Ⅱ所示),其目的是________________,陽極室(A處)加入____________,陰極室(B處)加入__________,離子交換膜只許__________離子通過。

知識點二 電鍍池與精煉銅

3.在鐵制品上鍍上一層鋅層,以下電鍍方案中合理的是(  )

A.鋅作陽極,鐵制品作陰極,溶液中含Fe2+ B.鋅作陰極,鐵制品作陽極,溶液中含Zn2+

C.鋅作陰極,鐵制品作陽極,溶液中含Fe3+ D.鋅作陽極,鐵制品作陰極,溶液中含Zn2+

4.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質,可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+A.陽極發生還原反應,其電極反應式:Ni2++2e-===Ni

B.電解過程中,陽極質量的減少與陰極質量的增加相等

C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+

D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt

5.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(如鋅、金和銀等),其性能遠不能達到電氣工業的要求,工業上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(  )

A.粗銅接電源負極 B.純銅作陽極

C.雜質都將以單質形式沉積到池底 D.純銅片增重2.56 g,電路中通過電子為0.08 mol

知識點三 電化學計算

6.有三個燒杯,分別盛有氯化銅、氯化鉀和硝酸銀三種溶液,均以Pt作電極,將它們串聯在一起電解一定時間,測得電極增重總和2.8 g,這時產生的有色氣體與無色氣體的物質的量之比為(  )               

A.4∶1 B.1∶1 C.4∶3 D.3∶4

7.將含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L,用惰性電極電解一段時間后,在一電極上析出19.2 g Cu;此時,在另一電極上放出氣體的體積在標準狀況下為(不考慮產生的氣體在水中的溶解)(  )

A.3.36 L B.5.6 L C.6.72 L D.13.44 L

8.用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當陰極上增重a g時,在陽極上同時產生b L氧氣(標準狀況),從而可知M的相對原子質量為(  )

A.

B.

C.

D.

【鞏固練習】

1.關于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是(  )

A.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉

B.若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色

C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色

D.電解一段時間后,將全部電解液轉移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性

2.下列關于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是(  )

A.粗銅板作陽極

B.電解時,陽極發生氧化反應,而陰極發生的反應為 Cu2++2e-===Cu

C.粗銅中所含Ni、Fe、Au、Ag等金屬雜質,電解后以單質形式沉積槽底,形成陽極泥

D.電解銅的純度可達99.95%~99.98%

3.依據下圖判斷,下列敘述正確的是(  )

A.Ⅰ是原電池,Ⅱ是電鍍裝置

B.Ⅰ、Ⅱ裝置中鋅極上均發生氧化反應

C.Ⅱ、Ⅲ裝置中,銅極均發生氧化反應而溶解

D.Ⅱ、Ⅲ裝置中Cu2+濃度基本不變

4.電解CuSO4溶液時,若要達到以下三點要求:①陽極質量減少;②陽極質量增加;③電解液中c(Cu2+)不變,則可選用的電極是(  )

A.含Zn、Ag的銅合金作陽極,純銅作陰極

B.純銅作陽極,含Zn、Ag的銅合金作陰極

C.用純鐵作陽極,用純銅作陰極

D.用石墨作陽極,用惰性電極(Pt)作陰極

5.請按要求回答下列問題。

(1)根據圖1回答①②: ①打開K2,合并K1。

A電極可觀察到的現象是___ __;

B極的電極反應式為______ __。

②打開K1,合并K2。

A電極可觀察到的現象是______ __;B電極的電極反應式為____ ____;

(2)根據圖2回答③④:

③將較純凈的CuSO4溶液放入如圖所示的裝置中進行電解,石墨電極上的電極反應式為________________________,

電解反應的離子方程式為________________ __;

④實驗完成后,銅電極增重a g,石墨電極產生標準狀況下的氣體體積為______ __L。

6.電解原理在化學工業中有著廣泛的應用。如圖所示表示一個電

解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題:

(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則電解池中X極上的電極反應式為________。在X極附近觀察到的現象是________。Y極上的電極反應式為________,檢驗該電極反應產物的方法是________。

(2)如果用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則X電極的材料是________,電極反應式為________。Y電極的材料是________,電極反應式為________(說明:雜質發生的電極反應不必寫出)。

如圖所示,若電解5 min時,測得銅電極的質量增加2.16 g。試回答:

(1)電源中X極是________(填“正”或“負”)極。

(2)通電5 min時,B中共收集到224 mL(標準狀況)氣體,溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計),則通電前c(CuSO4)=________。

(3)若A中KCl溶液的體積也是200 mL,電解后溶液中仍有Cl-,則電解后溶液的c(OH—)=________。

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