幻灯片 1第3课时 电解池的工作原理及应用
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幻灯片 21．电解水的化学方程式如何书写？
根据金属活动性顺序，你能排列出常见阳离子的氧化性强弱顺序吗？阴离子呢？
提示 Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
阴离子还原性顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－
2．
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幻灯片 31．理解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应
方程式。
2．了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金
等电解原理的应用。
3．掌握电解原理的有关计算。
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幻灯片 41.电解
在直流电的作用下，在两电极上分别发生_____________
的过程。
2．实验：CuCl2溶液的电解
氧化还原反应
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幻灯片 5红色的铜
刺激性气味气体
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
CuCl2溶液的电解
蓝
电解
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幻灯片 6电解池
把___能转变为_____能的装置，叫电解池。
在电解池中，与电源负极相连的电极是_____，在阴极上发生_____反应；与电源_____相连的电极是阳极，在阳极上发生_____反应。
3.
电
化学
阴极
还原
正极
氧化
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幻灯片 7电解饱和食盐水(氯碱工业)
(1)电极反应式
阳极：_________________；
阴极： _________________ 。
(2)总反应
1.
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
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幻灯片 8电镀及金属精炼
(1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2)主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
(3)电镀时，_______________作阴极，_________作阳极，用含有_____________的溶液作电解质溶液。
(4)应用：电解精炼铜时，用_______作阴极，________作阳极，___________作电解液。
2．
待镀的金属制品
镀层金属
镀层金属离子
纯铜板
粗铜板
CuSO4溶液
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幻灯片 93．电冶金
2Cl－－2e－===Cl2↑
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幻灯片 10 电解质溶液导电与金属导电过程一样吗？
提示 不一样，金属导电是因为金属中存在自由电子，是自由电子的定向移动形成电流，是物理过程，而电解质溶液是靠溶液中的自由离子定向移动形成电流，并在两极发生氧化还原反应。
【慎思1】
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幻灯片 11 思考并讨论，如何确定电解池的阴、阳极？
提示 (1)通过与直流电源的连接：
阳极——连接电源正极；阴极——连接电源负极
(2)通过发生的反应：
阳极——发生氧化反应；阴极——发生还原反应
(3)通过电子流向及反应中电子得失：
阳极——电子流出，反应中失电子
阴极——电子流入，反应中得电子
【慎思2】
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幻灯片 12 根据所列出条件，选出组装一电解池的物质(用短线连接)
①电源 a．干电池
b．照明线路中插座
c．乙醇
②电解液 d．KCl溶液
e．硅酸
③电极 f．石英
g．石墨
提示 ①电源——a.干电池
②电解液——d.KCl溶液
③电极——g.石墨
【慎思3】
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幻灯片 13 电解饱和食盐水时阴极区溶液为什么呈碱性？
提示 电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为H＋＞Na＋，所以H＋在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离；使阴极区溶液中c(OH－)＞c(H＋)，所以阴极区溶液呈碱性。
【慎思4】
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幻灯片 14 电镀和电解精炼过程中电解质溶液的变化有何不同？
提示 (1)电镀时，以镀层金属作阳极时，阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。
(2)电解精炼铜时，以粗铜为材料做阳极属于活性电极，粗铜有杂质(锌、铁、镍、银、金等)，当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等，也会失去电子，如Zn－2e－===Zn2＋。但它们的阳离子氧化性比铜弱，并不在阴极析出，而只是留在电解液里。故Cu2＋的浓度减小。
【慎思5】
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幻灯片 15电解产物的判断
(1)阳极产物的判断：
①首先看电极材料，若为活性电极(除Au、Pt、石墨以外的金属材料)，则电极材料失电子，电极溶解生成相应的金属阳离子。
②若为惰性电极(Au、Pt、石墨)，而依据溶液中阴离子的失电子能力加以判断。
离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞NO3－＞SO42－(等含氧酸根离子)＞F－。
1．
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幻灯片 16(2)阴极产物的判断：
直接根据阳离子放电顺序判断，生成相应的金属单质(或氢气)(Fe3＋生成Fe2＋)
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水电离)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
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幻灯片 17电极反应式书写
书写电极反应式，判断是关键，“四步法”可帮你确定电极反应式的书写。
第一步：判断阴、阳极。
第二步：判断阴、阳离子的移动，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
第三步：判断离子(或电极材料)的放电顺序。在第二步中将离子按阴、阳离子分开判断，谁强谁先放电。
第四步：根据得失电子守恒，判断并书写电极反应式。
2．
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幻灯片 18 如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
【例1】►
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幻灯片 19(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态下的体积：____________；
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：
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？ ___________________________________。
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幻灯片 20----
幻灯片 21----
幻灯片 22判断电解后溶液pH的变化，其方法如下：
(1)若电解产物只有H2而无O2，则pH变大；
(2)若电解产物只有O2而无H2，原溶液呈酸性，则pH变小；
(3)若电解产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性，则pH变小，原溶液呈碱性，则pH变大，原溶液呈中性，则pH不变。
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幻灯片 23 右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴紫色石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )。
【体验1】►
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
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幻灯片 24解析 用惰性电极电解Na2SO4水溶液时，阴、阳两极发生的电极反应分别为：
阴极(a)：4H＋＋4e－===2H2↑
阳极(b)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
由于H＋和OH－都来自H2O的电离，因此在阴极有OH－生成，在阳极有H＋生成，故遇到紫色石蕊溶液，a极显碱性呈蓝色，而b极附近显酸性，呈红色。
答案 D
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幻灯片 251．惰性电极电解电解质溶液规律
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幻灯片 26
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幻灯片 27电化学计算的基本方法
电化学的计算方法可归纳为下列三种：
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路，其依据是电路中转移的电子总数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。
(3)根据关系式计算：依据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。
2.
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幻灯片 283．电解饱和食盐水、电解精炼铜和电镀铜的比较见下表
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幻灯片 29 电解原理在化学工业中有广泛的应用。右图表示一个电解池，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：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
【例2】►
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幻灯片 30①电解池中X极上的电极反应为________，在X极附近观察到的现象是____________________________________。
②Y电极上的电极反应为________，检验该电极反应产物的方法是________。
(2)如果用电解法精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是________，电极反应为_____________
________________________________________________。
②Y电极的材料是________，电极反应为_____________
________________________________________________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
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幻灯片 31解析 (1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，与电源正极相连的为阳极，反之为阴极，所以X为阴极，Y为阳极，X极在反应过程中消耗了H2O电离出来的H＋，使OH－浓度增大，溶液呈碱性，加入酚酞试液，溶液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的KI淀粉试纸变为蓝色。(2)用电解法精炼铜时，用含杂质的Cu做阳极，精Cu做阴极，反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是精铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
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幻灯片 32答案 (1)①2H＋＋2e－===H2↑ 有气泡冒出，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，试纸变蓝色
(2)①精铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
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幻灯片 33以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤
(1)分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；
(2)对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；
(3)合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
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幻灯片 34 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ( )。
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，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
【体验2】►
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幻灯片 35答案 B
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幻灯片 36 某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
实验探究五 利用电解原理进行定量测定的实验设计
【案例】
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幻灯片 37①用直流电电解氯化铜溶液，反应仪器如上图
②在电流为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。请回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同)
E接________，C接________，________接F。实验线路中的电流方向为________―→________―→________―→________―→________―→________。
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幻灯片 38(2)写出B电极上发生反应的离子方程式________________
________________________________________________，
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为________，相应的离子方程式是________________________________________。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜并称量 ⑥再次低温烘干刮下的铜并称量 ⑦再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19库仑。试列出阿伏加德罗常数计算表达式：NA＝___________________________。
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幻灯片 39
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幻灯片 40
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