化学选修ⅳ人教新课标43电解池课件解读.ppt
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2、故在电解CuCl2溶液时,发生氧化还原反应的是Cu2+、Cl-。,2.在CuCl2溶液中存在哪些离子?在电解CuCl2溶液时,,3.用惰性电极进行电解的规律,3.用惰性电极进行电解的规律,化学选修人教新课标43电解池课件解读,【典例1】如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4的电解池,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.88.0,酸性-红色,碱性-黄色),【典例1】,回答下列问题: (1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号)_;A管溶液由红变黄;B管溶液由红变黄;A管溶液不变色;B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式:_。(
3、3)写出B管中发生反应的反应式:_。(4)检验a管中气体的方法是_。(5)检验b管中气体的方法是_。,回答下列问题:,(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。【思路点拨】(1)根据阴、阳离子的放电顺序,判断A、B两极分别为H+和OH-放电,进一步确定溶液的酸碱性。(2)掌握气体的检验方法。,(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现,【自主解答】由装置图可知A为电解池的阴极,电极反应为:4H+4e- = 2H2;B为电解池的阳极,电极反应为:4OH-4e- = 2H2O+O2。根据放电情况可知A极由于H+放电附近显碱性,指示剂应显黄色,同时还会发生
4、反应:Mg2+2OH- = Mg(OH)2;B极由于OH-放电附近显酸性,指示剂仍显本身的颜色红色。在检验H2时利用其可燃性,检验O2时用能否使带火星的木条复燃进行检验。由于该电解池实质是电解水,所以将电解液倒入烧杯后,整个溶液呈中性,故指示剂变红,Mg(OH)2沉淀会消失(或大部分溶解)。,【自主解答】由装置图可知A为电解池的阴极,电极反应为:4H,答案:(1)(2)2H+2e- = H2,Mg2+2OH- = Mg(OH)2(3)4OH-4e- = 2H2O+O2(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带火星的
5、木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解),答案:(1),化学选修人教新课标43电解池课件解读,化学选修人教新课标43电解池课件解读,化学选修人教新课标43电解池课件解读,化学选修人教新课标43电解池课件解读,化学选修人教新课标43电解池课件解读,1.设计一套电解饱和食盐水的装置?电极表面有什么现象?若在饱和食盐水中事先滴加无色酚酞试剂,两极附近溶液会如何变化?如何判断两极气体产物?写出两电极反应式。,1.设计一套电解饱和食盐水的装置?电极表面有什么现象?若在饱,提示:(1)装置,提示:(1)装置,(2)现象:两极表面均有气泡产生,阴极产生无色气体,且该电极附近溶液显红
6、色,阳极产生黄绿色气体。(3)H2检验:气体验纯后点燃,若产生淡蓝色火焰,证明为氢气。Cl2检验:把湿润的KI淀粉试纸伸入试管口,若试纸变蓝,证明为氯气。(4)阳极反应:2Cl-2e- = Cl2阴极反应:2H+2e- = H2,(2)现象:两极表面均有气泡产生,阴极产生无色气体,且该电极,2.粗铜中所含的杂质(如:Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)是如何除去的呢?提示:比铜活泼的金属杂质,在铜溶解的同时也会失去电子形成金属阳离子而被溶解掉。如:Zn-2e- = Zn2+;Ni-2e- = Ni2+;由于这些离子比Cu2+难以还原,故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。比铜不活泼的金属杂质
7、,在铜失电子溶解时,不能失电子而溶解,故它们以单质形式沉积于电解槽底部,形成阳极泥。,2.粗铜中所含的杂质(如:Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)是,3.请分析比较原电池、电解池与电镀池,3.请分析比较原电池、电解池与电镀池,化学选修人教新课标43电解池课件解读,【典例2】如图所示装置中,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。,【典例2】如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放10,(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
8、问题:电源的N端为_极;电极b上发生的电极反应为_;列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积为_;电极c的质量变化是_ g;电解前后各溶液的pH是否发生变化:甲溶液:_;乙溶液:_;丙溶液:_。,(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10,(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?【思路点拨】(1)根据c极现象确定各电极名称。(2)根据电解质溶液确定各电极反应。(3)根据电子守恒进行计算,并分析溶液中离子的变化和pH的变化。,(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,【自主解答】(1)乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2+
9、2e- = Cu,即c处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。丙中为K2SO4溶液,相当于电解水,设电解的水的质量为x。由电解前后溶质质量相等,有100 g10.00%=(100 g-x)10.47%,得x=4.5 g,故为0.25 mol。由方程式2H2O 2H2+O2可知,电解2 mol H2O,转移4 mol电子,所以整个反应中转移0.5 mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数,【自主解答】(1)乙中c电极质量增加,则c处发生 电解=,是相等的。甲中为NaOH溶液,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH-4e- = 2H2O+O
10、2。转移0.5 mol电子,则生成O2为 =0.125 mol,标准状况下的体积为0.125 mol22.4 L/mol=2.8 L。Cu2+2e- = Cu,转移0.5 mol电子,则生成的m(Cu)=0.5/264=16(g)。甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。乙中阴极为Cu2+放电,阳极,是相等的。甲中为NaOH溶液,相当于电解H2O,阳极,为OH-放电,所以H+增多,故pH减小。丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。(2)铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。答案:(1)正 4OH-4e- = 2H2O+O22.8 L 16pH增大 pH减小
11、 pH几乎不变(2)可以,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应,为OH-放电,所以H+增多,故pH减小。丙中为电解水,对于K,知识点一:电解原理1.下列有关电解的叙述正确的是( )电解是把电能转化为化学能电解是把化学能转化为电能电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生A. BC. D.,知识点一:电解原理,【解析】选D。从能量角度看,电解是把电能转变为化学能的过程,故对错。电解质溶液的导电过程,必将伴随着两个电极上氧化、还原反应的发生,同时生成新物质,故、对。某些不能
12、自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理也可以实现,故对。所以D选项符合题意。,【解析】选D。从能量角度看,电解是把电能转变为化学能的过程,,2.实验室用惰性电极电解氢氧化钠溶液,下列有关描述中正确的是( )A.电解时,与电源正极相连的电极上产生H2B.电解时,阳极反应是:4OH-4e- = O2+2H2OC.在两极上放电的阴、阳离子的物质的量之比是21D.电解过程中,溶液的pH不变,2.实验室用惰性电极电解氢氧化钠溶液,下列有关描述中正确的是,【解析】选B。电解氢氧化钠溶液,实际是电解水。阴极与电源负极相连,电极反应是:4H+4e- = 2H2,A错误;阳极与电源正极相连,电极反应是:4OH-
13、4e- = O2+2H2O,B正确;在两极上放电的阴、阳离子的物质的量之比是44=11,C错误;电解过程中,H2O不断被消耗,氢氧化钠溶液的浓度不断增大,故pH增大,D错误。,【解析】选B。电解氢氧化钠溶液,实际是电解水。阴极与电源负极,知识点二:电解原理的应用3.下列关于铜电极的叙述正确的是( )A铜锌原电池中铜是负极B用电解法精炼铜时粗铜作阴极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【解析】选C。在铜锌原电池中,与铜相比,锌易失去电子,因而锌极是负极,则铜极是正极,选项A错误;精炼铜时,需将其中的铜变成铜离子,再在阴极还原成铜。因而在电解池中粗铜应作为阳极,选项
14、B错误;,知识点二:电解原理的应用,在镀件上镀铜时,需要将溶液中的铜离子还原成铜而沉积在镀件上。用作向溶液中供给铜离子的金属铜必须作为阳极,选项C正确;电解硫酸时,金属铜如果作为阳极,它将以铜离子的形式被溶解而进入电解液,当电解液内有H+、Cu2+两种离子共存时,后者将在阴极放电。这样阴极的生成物将是铜而不是氢气,达不到制氢气和氧气的目的。选项D不对。,在镀件上镀铜时,需要将溶液中的铜离子还原成铜而沉积在镀件上。,4.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( ),4.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( ),A装置中阳极上析出红色固体B装置的待镀铁制品应与电源正极相连C装置闭合电键后,
15、外电路电子由a极流向b极D装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过【解析】选C。本题所涉及的四个装置图全部来源于高中教材,装置,电解氯化铜的装置图中没有标电极材料的名称,但根据溶液的组成及所给提示“电解CuCl2溶液实验装置示意图”,不难判断,铜应该在阴,A装置中阳极上析出红色固体,极上析出。电镀实验中,待镀金属作为阴(负)极,故在装置电镀铜实验中,待镀铁制品应与电源负极相连。装置,根据氢气的入口,故很容易判断出原电池的左边为负极,氢气在左边电极上失电子,故外电路电子由a极流向b极。装置的离子交换膜是阳离子交换膜,只允许阳离子、水分子自由通过,不允许阴离子通过。,极上析出。电镀实验中
16、,待镀金属作为阴(负)极,故在装置电镀,知识点三:电解池的有关计算5.用两支惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中,通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),则电极上析出银的质量是( )A27 mg B54 mgC108 mg D216 mg,知识点三:电解池的有关计算,【解析】选B。根据离子放电顺序,先写出两极的电极反应式:阳极:4OH-4e- = O2+2H2O 阴极:4Ag+4e- = 4Ag 其中OH-来自水,所以总的电解反应式:4Ag+2H2O 4Ag+O2+4H+或4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4H
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- 化学 选修 新课 43 电解池 课件 解读
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