1、课题课题2电解与电镀电解与电镀学习目标学习目标1.通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的理解。理解。2.通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。3.学习设计简单的电解、电镀装置；体会观察和学习设计简单的电解、电镀装置；体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。分析实验现象对于化学研究的重要性。课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习一、实验原理一、实验原理1电解电解电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起_反应的过程叫做电解。把反应的过程叫做电解。把_转变为转变为_的装置叫做电解槽或
2、电解池。与直流电源的负极的装置叫做电解槽或电解池。与直流电源的负极相连的电极是电解池的相连的电极是电解池的_极极(发生发生_反应反应)，与直流电源的正极相连的电极是电解池的与直流电源的正极相连的电极是电解池的_极极(发生发生_反应反应)。通电时，电子从电源的负极。通电时，电子从电源的负极流出，并沿导线流回电源的正极，可在两极分别流出，并沿导线流回电源的正极，可在两极分别得到不同的产物。得到不同的产物。氧化还原氧化还原电能电能化学能化学能阴阴还原还原阳阳氧化氧化在电解时，电解质必须先在电解时，电解质必须先_成自由移动的离子成自由移动的离子,在通直流电后，阴、阳离子分别移向两极而放电。在通直流电后
3、，阴、阳离子分别移向两极而放电。如果电解质溶液里含有不止一种阴离子或阳离子，如果电解质溶液里含有不止一种阴离子或阳离子，则离子在电极上放电有一定的顺序。则离子在电极上放电有一定的顺序。工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气。该电解过程的电极反应为：氯气和氢气。该电解过程的电极反应为：阴极：阴极：_阳极：阳极：_总反应方程式：总反应方程式：_电离电离2H2e=H22Cl2e=Cl22电镀电镀电镀是应用电镀是应用_原理在某些金属表面镀上一原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀时，待镀的金薄层其他金属或合金的过程。电镀时，待
4、镀的金属制品作属制品作_极，镀层金属作极，镀层金属作_极，用含有极，用含有 _的溶液作电镀液。在直流电的的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极发生氧化反应，金属失去电子成为作用下，阳极发生氧化反应，金属失去电子成为阳离子进入溶液；阴极发生还原反应，金属离子阳离子进入溶液；阴极发生还原反应，金属离子在阴极上获得电子，沉积在镀件表面形成一层均在阴极上获得电子，沉积在镀件表面形成一层均匀、光洁而致密的镀层。如在铁片上镀锌的电极匀、光洁而致密的镀层。如在铁片上镀锌的电极反应为：反应为：阴极：阴极：_(还原反应还原反应)阳极：阳极：_(氧化反应氧化反应)电解电解阴阴阳阳镀层金属离子镀层金属离子Zn22e
5、=ZnZn2e=Zn2思考感悟思考感悟1若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液,情况会怎样？写出此时电解的电极反应式。情况会怎样？写出此时电解的电极反应式。【提示】【提示】若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液，由于阳极铁棒参加电极反应：钠溶液，由于阳极铁棒参加电极反应：Fe2e=Fe2，而阴极反应不变，而阴极反应不变，2H2e=H2，导致阴极区显碱性，阳极产生的导致阴极区显碱性，阳极产生的Fe2遇阴极区产生遇阴极区产生的的OH产生白色氢氧化亚铁沉淀。产生白色氢氧化亚铁沉淀。二、实验步骤二、实验步骤1电解饱和食盐水电
6、解饱和食盐水取一具支取一具支U形管，向管内加入饱形管，向管内加入饱和食盐水，并滴入几滴酚酞溶液和食盐水，并滴入几滴酚酞溶液,分别在两端插入铁棒和碳棒，作分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极。接上直流电源为阴极和阳极。接上直流电源(69 V)(如图所示如图所示)，观察到的实，观察到的实验现象：铁棒上产生验现象：铁棒上产生_气体，铁棒附近的溶液变气体，铁棒附近的溶液变_色；色；碳棒上产生碳棒上产生_色气体，该气色气体，该气体使碘化钾淀粉溶液变体使碘化钾淀粉溶液变_色。色。无色无味无色无味红红黄绿黄绿蓝蓝2铁钉镀锌铁钉镀锌(1)电镀液的配制：先向烧杯中加入电镀液的配制：先向烧杯中加入50 mL蒸
7、馏水，蒸馏水，再加入再加入3.5 g ZnCl2、12.5 g KCl、1.5 g硼酸，搅拌硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液的使之溶解，调节溶液的pH为为56。(2)镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入80 2 molL1 _ 溶液中浸泡溶液中浸泡5 min，除去油污，用，除去油污，用水洗净；再将铁钉放入水洗净；再将铁钉放入12的稀盐酸中浸泡的稀盐酸中浸泡510 s,取出，洗净。取出，洗净。(3)电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用_作阳极
8、，作阳极，_作阴极，接通作阴极，接通6 V的直流电的直流电源，电镀源，电镀25 min，观察到，观察到_。NaOH锌片锌片铁钉铁钉铁钉表面有银白色铁钉表面有银白色镀层生成镀层生成思考感悟思考感悟2(1)工业生产中为什么要对用于电解的饱和食工业生产中为什么要对用于电解的饱和食盐水进行精制，以除去盐水进行精制，以除去Ca2、Mg2等杂质离子？等杂质离子？(2)电镀前对镀件预处理的目的是什么？电镀前对镀件预处理的目的是什么？【提示】【提示】(1)如果不除去如果不除去Ca2、Mg2等杂质离等杂质离子，阴极产生的子，阴极产生的OH与与Ca2、Mg2等离子结合等离子结合成成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉
9、淀而增加电耗，缩短电沉淀而增加电耗，缩短电极的寿命。极的寿命。(2)电镀前对镀件进行预处理，使镀件洁净和表面电镀前对镀件进行预处理，使镀件洁净和表面光滑，使镀层能更好的附着在镀件上，从而提高光滑，使镀层能更好的附着在镀件上，从而提高镀层质量。镀层质量。自主体验自主体验解析：解析：选选D。从离子放电顺序可知，电解氯化镁溶。从离子放电顺序可知，电解氯化镁溶液时，在阴极只能是水电离出的液时，在阴极只能是水电离出的H得电子，得不得电子，得不到单质到单质Mg。制金属镁是电解熔融的氯化镁。制金属镁是电解熔融的氯化镁。解析：解析：选选A。当电解时，活泼金属作阳极，活泼金。当电解时，活泼金属作阳极，活泼金属先
10、失电子被氧化，所以一般除电镀池外活泼金属先失电子被氧化，所以一般除电镀池外活泼金属不能作阳极。属不能作阳极。3.如图为直流电源电解稀如图为直流电源电解稀Na2SO4水水溶液的装置，通电后在石墨电极溶液的装置，通电后在石墨电极a和和b附近分别滴加石蕊溶液，下列附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是实验现象正确的是()A逸出气体的体积：逸出气体的体积：a电极的小于电极的小于b电极的电极的B一个电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性一个电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体气味气体Ca电极附近呈红色，电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，电极附近呈蓝色，b电极附近
11、呈红色电极附近呈红色课堂互动讲练课堂互动讲练电解的基本原理电解的基本原理1电解电解在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。2电解池阴、阳极判断电解池阴、阳极判断电解池阴、阳极判断较为简单，根据外接电源的电解池阴、阳极判断较为简单，根据外接电源的极性即可确定。连接电源正极的为阳极，连接电极性即可确定。连接电源正极的为阳极，连接电源负极的为阴极。源负极的为阴极。如果没有说明外接电源的电极，则根据电极反应如果没有说明外接电源的电极，则根据电极反应的现象确定。凡根据反应现象的现象确定。凡
12、根据反应现象(一般是电极质量减一般是电极质量减小、在惰性电极上生成氧气或氯气、电极附近小、在惰性电极上生成氧气或氯气、电极附近pH降低等降低等)能判断出发生氧化反应，为阳极；根据反能判断出发生氧化反应，为阳极；根据反应现象应现象(一般是电极质量增加、在惰性电极上生成一般是电极质量增加、在惰性电极上生成氢气、电极附近氢气、电极附近pH增大等增大等)能判断出发生还原反能判断出发生还原反应，为阴极。应，为阴极。某 水 溶 液 中 含 有 等 物 质 的 量 浓 度 的某 水 溶 液 中 含 有 等 物 质 的 量 浓 度 的Cu(NO3)2和和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电，对该溶液以惰性电极
13、进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。解，分阶段写出电解反应的化学方程式。【思路点拨】【思路点拨】以惰性电极电解电解质水溶液，以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应：分析电解反应：第一阶段阳极：第一阶段阳极：2Cl2e=Cl2阴极：阴极：Cu22e=Cu第二阶段阳极：第二阶段阳极：4OH4e=O22H2O阴极：阴极：4H4e=2H2将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。变式训练变式训练1(2011年镇江高二检测年镇江高二检测)用惰性电极实用惰性电极实现电解，下列说法正确的是现电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液电解稀
14、硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液，故溶液pH减小减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为物的物质的量之比为11解析：解析：选选D。A错，因为随着电解的进行，硫酸错，因为随着电解的进行，硫酸溶液的浓度逐渐增大，溶液的浓度逐渐增大，pH逐渐减小；逐渐减小；B错，因错，因电解稀氢氧化钠溶液，水逐渐减少，电解稀氢氧化钠溶液，水逐渐减少，pH要逐渐要逐
15、渐增大；增大；C错，因为电解硫酸钠溶液，在阴极和阳错，因为电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是极上析出的产物分别是H2和和O2，它们的物质的，它们的物质的量之比为量之比为21；D对，因为电解氯化铜溶液，在对，因为电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是阴极和阳极上析出的产物分别是Cu和和Cl2，物质，物质的量之比为的量之比为11。电解饱和食盐水电解饱和食盐水 (2011年无锡高二检测年无锡高二检测)下图能验证氯化钠下图能验证氯化钠溶液溶液(含酚酞含酚酞)电解产物的装置是电解产物的装置是()【解析】【解析】电解电解NaCl溶液时的产物是溶液时的产物是NaOH、H2、Cl2。NaO
16、H生成后存在于氯化钠溶液中，可用酚生成后存在于氯化钠溶液中，可用酚酞检验。酞检验。Cl2在流出电子的阳极上生成并在阳极上在流出电子的阳极上生成并在阳极上逸出，可用淀粉碘化钾溶液检验。逸出，可用淀粉碘化钾溶液检验。H2在电子流入在电子流入的阴极上生成并在阴极上逸出，可用小试管收集后的阴极上生成并在阴极上逸出，可用小试管收集后根据有无爆鸣声检验。根据有无爆鸣声检验。【答案】【答案】D【规律方法】【规律方法】与直流电源的正极相连接的为阳与直流电源的正极相连接的为阳极，阳极上发生氧化反应极，阳极上发生氧化反应,失去的电子回到正极；失去的电子回到正极；与直流电源负极相连接的为阴极，阴极上发生还与直流电源
17、负极相连接的为阴极，阴极上发生还原反应，接受负极流出的电子。原反应，接受负极流出的电子。变式训练变式训练2某学生想制作一种某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使液，通电时，为使Cl2被完全吸被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消收，制得有较强杀菌能力的消毒液设计了如图的装置，则对毒液设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是成分判断正确的是()Aa为正极，为正极，b为负极；为负极；NaClO和和NaClBa为负极，为负极，b为正极；为正极；NaClO和和
18、NaClCa为阳极，为阳极，b为阴极；为阴极；HClO和和NaClDa为阴极，为阴极，b为阳极；为阳极；HClO和和NaCl解析：解析：选选B。本题从电极名称和电解后溶液的主。本题从电极名称和电解后溶液的主要成分两方面进行设问。首先，要成分两方面进行设问。首先，a、b电极为电源电极为电源上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名称不同，应为正极或负极，排除选项称不同，应为正极或负极，排除选项C和和D。其次，。其次，如图所示的电解池中，要使如图所示的电解池中，要使Cl2能被溶液能被溶液“完全吸完全吸收收”，是让上边一个电极产生，是让上边一个电极产生Cl2
19、，还是让下边一，还是让下边一个电极产生个电极产生Cl2？让阳极产生的？让阳极产生的Cl2通过阴极附近的通过阴极附近的碱溶液，碱溶液，Cl2才能被完全吸收。第三，电解池中产才能被完全吸收。第三，电解池中产生生Cl2的阳极对应的电源电极名称是正极。的阳极对应的电源电极名称是正极。铁钉镀锌铁钉镀锌电镀液：含电镀液：含Zn2的盐溶液的盐溶液(如如ZnCl2浓溶液浓溶液)阳极阳极(Zn)：Zn2e=Zn2阴极阴极(铁件铁件)：Zn22e=Zn电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化。电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化。在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是案设计正确
20、的是()A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子子【解析】【解析】根据电镀原理，应用镀层金属作阳极根据电镀原理，应用镀层金属作阳极,镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，因此选作电镀液，因此选A。【答案】【答案】A变式训练变式训练3(2011年徐州高二检测年徐州高二
21、检测)金属镍有广泛金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质等杂质,可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式为：阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等的增加量相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和和Pt解析
22、：解析：选选D。依据电解反应规律，镍精炼时粗镍作。依据电解反应规律，镍精炼时粗镍作阳极，发生氧化反应：阳极，发生氧化反应：Ni2e=Ni2,由于由于Zn、Fe还原性大于还原性大于Ni，所以阳极同时发生反应：，所以阳极同时发生反应：Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Cu、Pt还原性还原性小于小于Ni，所以不反应，故，所以不反应，故A错误，错误，D正确。纯镍作正确。纯镍作阴极，电解质溶液需含有阴极，电解质溶液需含有Ni2，由于，由于Ni2氧化性大氧化性大于于Zn2、Fe2，所以阴极反应只有，所以阴极反应只有Ni22e=Ni,故故B、C错误。错误。探究整合应用探究整合应用阿伏加德罗常数的测定阿伏加
23、德罗常数的测定在电解反应中，电极上析出物质的质量在电解反应中，电极上析出物质的质量(m)与通与通过电极的电量过电极的电量(Q)成正比，即与通过电解液的电成正比，即与通过电解液的电流强度流强度(I)和通电时间和通电时间(t)的乘积成正比。测出通过的乘积成正比。测出通过电解液的电荷总量，可以算出参与反应的电子数电解液的电荷总量，可以算出参与反应的电子数和析出金属的原子数，结合测得的析出物质的质和析出金属的原子数，结合测得的析出物质的质量，就可算出阿伏加德罗常数量，就可算出阿伏加德罗常数(NA)。如图是可用于测量阿伏加德如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中罗常数的装置示意图，其中A、B是
24、是两块纯铜片，插在两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中稀溶液中,铜片与引出导线相连，引出端分别铜片与引出导线相连，引出端分别为为X、Y。(1)当以当以I0.21 A的电流电解的电流电解60 min后，测得铜片后，测得铜片A的质量增加了的质量增加了0.25 g，则该图装置中的，则该图装置中的X端应与端应与直流电源的直流电源的_极相连，它是电解池的极相连，它是电解池的_极。极。(2)电解后铜片电解后铜片B的质量的质量_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA的值的值(已知电子电量已知电子电量e1.601019 C)。2021/02/2335THANKS FOR WATCHING谢谢大家观看为了方便教学与学习使用，本文档内容可以在下载后随意修改，调整。欢迎下载！时间：20XX.XX.XX汇报人：XXX
