苏教版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 专题1 化学反应与能量变化 第2单元 第3课时 电解池的工作原理及应用.ppt

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4.如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置,通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象正确的是()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电极附近溶液呈红色,b电极附近溶液呈蓝色D.a电极附近溶液呈蓝色,b电极附近溶液呈红色D解析电解稀Na2SO4溶液,实质是电解水,b电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-══4H++O2↑,a电极为阴极,电极反应式为4H2O+4e-══2H2↑+4OH-。a电极逸出氢气,b电极逸出氧气,氢气和氧气都是无色无味的气体,且a电极产生氢气的体积是b电极产生氧气体积的2倍,A、B均错误;a电极附近溶液中c(OH-)增大,石蕊溶液变蓝色,b电极附近溶液中c(H+)增大,石蕊溶液变红色,C项错误,D项正确。探究三电解原理的应用情境探究电解原理在工业生产中应用广泛,如工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠(NaOH)、氯气(Cl2)和氢气(H2),并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。在日常生活中我们使用的炊具、餐具、锁、螺丝等,表面覆盖的金属都是通过电镀镀上的。电镀就是利用电解原理在某些金属或其他材料的表面镀上一薄层其他金属或合金的过程,从而起到防止金属氧化(如锈蚀)、提高耐磨性、反光性、光滑性及增进美观等作用。(1)电解氯化钠溶液时,如何用简便的方法检验产物?(2)电解氯化钠溶液的产物之间可能发生哪些化学反应?工业生产中,是怎样避免这些反应发生的?简述其原理。提示阳极产物Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,阴极产物H2可以通过点燃检验,NaOH可以用酚酞溶液检验。提示NaOH会与Cl2反应生成NaCl、NaClO和H2O,影响NaOH的纯度和产量,H2和Cl2混合遇明火会发生爆炸。采用阳离子交换膜电解槽电解氯化钠溶液,阳离子交换膜只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室,防止了Cl2和H2混合,避免了Cl2与NaOH接触而发生反应。(3)电镀时,若用镀层金属作为阳极材料,电镀液中的阳离子浓度是否会发生明显的变化?提示不会;因为阳极上生成阳离子的物质的量与阴极上消耗阳离子的物质的量相等,所以溶液中阳离子浓度不会发生明显变化。方法突破1.电解原理的应用(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。工业电解饱和食盐水制备烧碱时必须阻止OH-移向阳极,以使NaOH在阴极溶液中富集,常用阳离子交换膜将两溶液分开,使阳离子能透过阳离子交换膜,而阴离子不能通过。如:氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示,溶液A的溶质是NaOH。(2)电镀的特点是“一多、一少、一不变”:“一多”是指阴极上有镀层金属沉积;“一少”是指阳极上有镀层金属溶解;“一不变”是指电解质溶液的浓度不变。(3)电解精炼中,比需要精炼的金属活泼的杂质溶解,而比需要精炼的金属活泼性弱的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。2.铜的电解精炼与电镀铜对比装置类型电解精炼铜电镀铜电极材料阴极纯铜镀件阳极粗铜纯铜电极反应式阳极Cu-2e-══Cu2+等Cu-2e-══Cu2+阴极Cu2++2e-══CuCu2++2e-══Cu电解质溶液浓度的变化Cu2+减少,粗铜中比铜活泼的金属阳离子进入溶液电解质溶液成分及浓度均不变3.电解计算的三种常用方法(1)根据得失电子守恒法计算:用于串联电路中各电极产物的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应方程式计算:先写电极反应式,再写总反应方程式,最后根据总反应方程式计算。(3)根据关系式计算:根据电子得失相等找到已知量与未知量之间的桥梁,得出计算所需的关系式。应用体验视角1电解法提纯、制备物质1.(2024福建福州八县市联考)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为电解方法制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()A.石墨电极与电源的负极相连B.电解过程中,Ⅱ室溶液的pH减小C.移除阳离子交换膜后,石墨电极上发生的反应不变D.外电路每通过1mol电子,Ⅲ室溶液质量理论上减少29.5gB解析利用电解方法制备金属钴,推测Co电极反应式为Co2++2e-══Co,则Co电极是阴极,石墨电极是阳极,与电源的正极相连,A错误;电解时,石墨阳极的反应为2H2O-4e-══O2↑+4H+,为维持电解液呈电中性,Ⅰ室中H+透过阳离子交换膜向Ⅱ室移动,同理,Ⅲ室中Cl-透过阴离子交换膜向Ⅱ室移动,故电解过程中Ⅱ室c(HCl)变大,p

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