【学案导学设计】2014-2015学年高中化学同步课件122电解原理的应用(鲁科版选修4)

高中化学精品课件•选修化学反应原理第2课时电解原理的应用第2节电能转化为化学能——电解主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测电解原理的应用本节知识目录学习探究目标定位知识回顾自我检测探究点二电解的有关计算探究点一电解原理的应用主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习目标定位1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.学会电解的有关计算。学习重难点：电解的有关计算。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测知识回顾温故追本溯源·推陈方可知新1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是，阳极反应式是______________________，电解的化学方程式是_____________________________________。电解后溶液的pH变化是；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是。2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑增大HCl气体2KCl＋2H2O=====通电2KOH＋H2↑＋Cl2↑主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测知识回顾温故追本溯源·推陈方可知新2．在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是，阴极反应式是_____________________，电解的化学方程式是_____________________________________。(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是，阴极反应式是，电解过程中溶液的浓度变化是。(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是，电解过程中两极的变化是。4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2Cu2＋＋4e－===2CuCu－2e－=Cu2＋Cu2＋＋2e－=Cu不变Zn－2e－=Zn2＋阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋O2↑＋2H2SO4主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究探究点一：电解原理的应用基础自学落实·重点互动探究1．电解饱和食盐水(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：。通电时移向阴极，放电，移向阳极，_____放电。电极反应式为阳极：(反应)阴极：(反应)因放电，导致水的电离平衡向右移动，致使生成。(2)电解的总反应式：；离子方程式：；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做。Na＋、Cl－、H＋、OH－Na＋、H＋H＋Cl－、OH－Cl－2Cl－－2e－===Cl2↑氧化2H＋＋2e－===H2↑还原H2OH＋＋OH－H＋NaOH氯碱工业视频导学2NaCl＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2NaOH2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测3.电镀(1)根据右图，回答下列问题：①电极反应式阳极：；阴极：。②可观察到的现象是。③硫酸铜溶液浓度的变化是。(2)电镀①电镀是应用原理，在金属表面镀上一薄层其他或的方法。②电镀池的构成：一般都是用作电镀液；把浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；与直流电源的负极相连，作阴极。学习探究基础自学落实·重点互动探究视频导学Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu铁件表面镀上一层红色的铜,铜片不断溶解不变电解金属合金含有镀层金属离子的电解质溶液镀层金属待镀金属制品主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测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、、等，阴极为。(3)电解精炼铜的原理是失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜迁移到纯铜上。学习探究基础自学落实·重点互动探究视频导学粗铜纯铜CuSO4溶液Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Cu2＋＋2e－===Cu粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等不比铜活泼的金属Ag、Au等主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究4.电冶金(1)金属冶炼的本质：使矿石中的获得电子，从它们的化合物中出来。如Mn＋＋ne－===M。(2)电解法用于冶炼较活泼的金属如：K、Na、Mg、Al等，但不能电解其盐溶液而是电解其熔融态。如电解熔融的氯化钠制取金属钠阳极反应式：；阴极反应式：；总反应：。金属离子还原2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2NaCl(熔融)＋2H2O=====通电2Na+Cl2↑主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究归纳总结基础自学落实·重点互动探究(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测1.关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，下列叙述正确的是()A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性题目解析学习探究活学活用基础自学落实·重点互动探究电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。B主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测题目解析学习探究I基础自学落实·重点互动探究2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是()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．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。A主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究探究点二：电解的有关计算基础自学落实·重点互动探究1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。(1)当有1.0×10－3mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。(2)若溶液的体积为1L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6mLO2时，溶液的pH是_____。解析(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6mL，此时转移电子为1.0×10－3mol，则在阴极上析出Cu：32×10－3g。(2)阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4mol1moln5.6×10－3L22.4L·mol－1n＝1.0×10－3mol，消耗1.0×10－3molOH－，生成1.0×10－3molH＋则c(H＋)＝1.0×10－3mol1L＝1.0×10－3mol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝－lg(1.0×10－3)＝3。解析(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6mL，此时转移电子为1.0×10－3mol，则在阴极上析出Cu：32×10－3g。(2)阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4mol1moln5.6×10－3L22.4L·mol－1n＝1.0×10－3mol，消耗1.0×10－3molOH－，生成1.0×10－3molH＋则[H＋]＝1.0×10－3mol1L＝1.0×10－3mol·L－1pH＝－lg[H＋]＝－lg(1.0×10－3)＝3。0.032g3主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究2．用惰性电极电解0.1LM(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是________，溶液的pH是________(均用含有a、b、x的代数式表示)。解析由于阴、阳两极转移电子的数目相同，则有agM·x＝bL22.4L·mol－1×4，或由关系式xO2～4M得b22.4∶aM＝x∶4，均可解出M＝5.6axbg·mol－1。又由O2～4H＋可知：[H＋]＝4×b22.4mol÷0.1L＝2514bmol·L－1，则pH＝－lg25b14。5.6axb－lg25b14主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究归纳总结基础自学落实·重点互动探究有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系