课时6 电解原理的应用
【学习目标】了解电解原理在生产生活中的应用
【知识回顾】
1、电解池:将能转化为能的装置。
2、写出工业上冶炼金属钠和金属铝的化学方程式:
、
3、电解可以使许多的反应顺利进行,电解过程中能转化为能。
电解质溶液导电过程即电解过程。
【新课链接】
电解原理的应用:
1.冶炼活泼金属,如等。
2.电解饱和食盐水是工业的基础,反应原理是。
3.电镀:即利用电解原理在某些材料表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。
其目的主要是增强材料的,所以电镀所用的镀层金属通常是一些在空气或溶液里的金属或合金。
4.金属材料电镀时,通常以为阴极,以为阳极,用含有的溶液作电解质溶液。
【例1】(电极材料均为石墨)
(1)完成下图中空格,并标出电子的流向与Cu2+、
Cl-的移动方向。
(2)实验现象:极上产生能使湿润淀粉碘
化钾试纸变蓝的气体;极上有红色固体析出。
(3)分析离子移动与反应并写出电极反应:
移向阴极的离子是,但的得电子能力强,故阴极反应为;移向阳极的离子是,但的失得电子能力强,故阳极反应为。
(4)结论:电解是指在作用下,在阴、阳两极上分别发生反应和反应的过程。
【例2】(1)右图所示装置名称为。
(2)流入或流出的物质分别是
a b c d
(3)为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区?如何阻止?
【例3】下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测知乙中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指出电解前后各溶液的酸、碱性发生变化的情况:
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?
【例4】工业上采用以铁棒和石墨棒为电极电解锰酸钾(K2MnO4)溶液的办法制取高锰酸钾。
(1)电解时,应以棒作阴极,电解过程中,阴极附近的PH将会。
(2)阳极的电极反应式为。
(3)电解反应方程式为。
【随堂练习】
1.用石墨作电极,电解1 mol/L下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是A.HCl B.NaOH C.Na2SO4 D.NaCl
2.将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g (设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。
此时溶液中氢离子浓度约为
A.4×10-3mol/L B.2×10-3 mol/L C.1×10-3 mol/L D.1×10-7 mol/L 3.以石墨棒作电极,电解氯化铜溶液,若电解时转移的电子数是3.01×1023,则此时在阴极上析出铜的质量是
A.8g B.16g C.32g D.64g
4.镍镉充电电池,电极材料是Cd和NiO(OH),电解质是KOH,电极反应分别是:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2;2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-。
下列说法错误的是A.电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大
B.电池的总反应是Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
C.电池充电时,镉元素被还原
D.电池充电时,电池的正极和电源的正极相连接
5.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的
放电电压。
高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是
A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=
-
2
4
FeO+4H
2
O
C.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强。