1、-1-课题2 电解与电镀-2-课题2 电解与电镀 首 页 KETANG HUDONG课堂互动 SUITANG LIANXI随堂练习 Z IZHU YUXI自主预习 进行电镀处理的金属材料1.通过电解饱和食盐水实验,加深对电解原理的理解。2.初步了解水溶液中常见阳离子在电极上放电的顺序,能根据阳离子放电的顺序判断电解池阴极的产物。3.通过铁钉镀锌实验,加深对电镀原理的认识。4.学习设计简单的电解、电镀装置。-3-课题2 电解与电镀 Z IZHU YUXI自主预习 首 页 SUITANG LIANXI随堂练习 KETANG HUDONG课堂互动 一 二 一、电解电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起氧
2、化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置,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阴极(发生还原反应),与直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极(发生氧化反应)。通电时,电子从电源的负极流出,并沿导线流回电源的正极,可从两极分别得到不同的产物。-4-课题2 电解与电镀 Z IZHU YUXI自主预习 首 页 SUITANG LIANXI随堂练习 KETANG HUDONG课堂互动 一 二 有人说“电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程”,试说明其中的道理。提示:通电时,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,阳离子在阴极得到电子,发生还原反应,被还原。与此同时
3、,阴离子在阳极失去电子发生氧化反应,被氧化。阴离子失去的电子沿导线流入直流电源的正极,从而在两部分导体中形成闭合回路。可见,电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程。-5-课题2 电解与电镀 Z IZHU YUXI自主预习 首 页 SUITANG LIANXI随堂练习 KETANG HUDONG课堂互动 一 二 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:阴极:2H+2e-H2阳极:2Cl-2e-Cl2总反应方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2若用铁棒作阳极,石墨作阴极电解氯化钠溶液,情况会怎样?试写出此时电解的电极反应式。提示:若用铁
4、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:Fe-2e-Fe2+,而阴极反应不变,2H+2e-H2,导致阴极区显碱性,阳极产生的 Fe2+遇阴极区产生的 OH-产生白色氢氧化亚铁沉淀。-6-课题2 电解与电镀 Z IZHU YUXI自主预习 首 页 SUITANG LIANXI随堂练习 KETANG HUDONG课堂互动 一 二 二、电镀电镀是应用电解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,待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。如在铁片上镀锌的电极反应为:阴极:Zn2+2e-Zn(还原反应)阳极:Zn-2e-Zn2+(氧化反
5、应)我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为在硬币制作时,钢芯应作什么极?提示:阴极发生还原反应,金属离子在阴极上获得电子析出金属单质。因此,钢芯应作阴极。-7-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 探究点一实验注意事项1.电解实验注意事项。(1)用直流电源,电解所用电压以 612 V 为宜。也可把四个铅蓄电池串联起来使用。(2)碳棒的下端应磨得稍尖一些。以利于生成的气体逸出。(3)湿润的淀粉碘化钾试纸显蓝色后就应拿开,通气时间过长,蓝色反而会消
6、失(因会发生以下反应:5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl)。-8-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 2.电镀实验注意事项。(1)做好电镀实验的关键是铁片表面要处理干净,要选择适当的电压和电镀液。(2)电镀时,镀层金属作阳极,阳极本身参加了电极反应。它失去电子成为阳离子而进入溶液,使电解液的成分不随时间的变化而变化,保证镀层均匀美观。(3)电镀时最好使用新铁钉(如使用其他铁制品,应预先把镀件打磨光滑)。经水洗、NaOH 溶液除油、盐酸清洗等,然后用清水洗净后立即进行
7、电镀。(4)电镀时建议使用 2 V 电压,电流密度不宜太大。否则由于金属沉积速率太快,镀层不牢固也不光滑。-9-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二【例题 1】按下图中甲图装置进行实验,若图乙的 x 轴表示流入电极的电子的量,则 y 轴不可能表示的情况是()A.c(Ag+)B.c(NO3-)C.溶液的 pHD.银棒质量解析:此为铁上镀银,电镀一段时间后,c(Ag+)、c(NO3-)、溶液的 pH 基本不变,而银棒质量减小。答案:D-10-课题2 电解与电镀 KETANG HUDO
8、NG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 电镀特点:“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积,一少指阳极上有镀层金属溶解,一不变指电解液浓度不变。-11-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 探究点二电解过程中电极产物的判断判断电解过程中电极产物的依据是:电极材料和离子放电顺序。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫做放电。放电顺序取决于离子本身的性质,也与离子浓度及电极材料有关。电解时所使用的电极分
9、为两类:一类为惰性电极,只起导体的作用(如铂、石墨等),并不参与反应。另一类为活性电极(除铂、金以及在电解时很易钝化的铅、铬以外的金属),活性电极若作阴极,只起导体的作用;若为阳极,发生氧化反应的往往是电极本身。电极上物质的变化情况以及电子的转移情况用电极反应式来表明。当电解质溶液中存在多种阳离子或者多种阴离子时,电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的,称为放电顺序。放电顺序涉及多种因素,在中学阶段只要求掌握:-12-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 阳极若为惰性
10、电极,则阴离子放电(失电子,发生氧化反应),放电顺序为:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电,电极溶解。因为活泼电极的还原性几乎大于一切的阴离子。阴极无论是惰性电极,还是活性电极,阴极总是受到保护,不会参与电极反应,始终为阳离子放电(得电子,发生还原反应),放电顺序为(金属活动性顺序表的反表):Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H2O)Al3+Mg2+Na+Ca+K+因此,判断电解过程中的电极产物的步骤:分析电解质溶液的组成,找全离子(包括水电离出的 H+及 OH-)并分为阴、阳两组;分析离子的放电顺序;
11、确定电极、写出电极反应式。-13-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二【例题 2】三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用 NaOH 调 NiCl2 溶液 pH 至 7.5,加适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的 Cl2 在弱碱性条件下生成 ClO-,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是()A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高C.阳极反应方程式为 2Cl-2e-Cl2D.生成 1 mol Ni2O3 时,外电路中通过了 1
12、mol 电子解析:电解时阳极产生 Cl2,电极反应为 2Cl-2e-Cl2,故 C 对;阳极不可能是活泼金属电极如铁,故 A 错;阳极产生 Cl2 与碱反应,故 pH 降低,故 B错;1 mol Ni2O3 生成,则有 2 mol Ni2+被氧化,转移 2 mol e-,故 D 错误。答案:C-14-课题2 电解与电镀 KETANG HUDONG课堂互动 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 对于电解问题,一定要关注阳极的电极材料,若为金、铂及在电解时很易钝化的铅、铬外的其他金属时,阳极本身要先放电而溶解,溶液中的阴离子不会在阳极处放
13、电。-15-课题2 电解与电镀 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 KETANG HUDONG课堂互动 12341.下列过程需要通电才能进行的是()电离 电解 电镀 电泳 电化学腐蚀A.B.C.D.全部解析:电离是电解质溶于水或熔融状态下离解成阴阳离子的过程,不需通电;电化学腐蚀属于原电池反应,是化学能转化为电能的过程,故 C 项正确。答案:C-16-课题2 电解与电镀 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 KETANG HUDONG课堂互动 12342.如图所示,在一 U 形管中装入含有紫色石蕊的 Na2SO4
14、试液,通直流电,一段时间后 U 形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右的颜色次序是()A.蓝、紫、红B.红、蓝、紫C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝解析:本题以电解原理为核心命题点,考查电解后溶液的酸碱性与酸碱指示剂的变色关系等知识点。用惰性电极电解 Na2SO4 溶液,就等同于电解水,阳极 OH-放电,使阳极附近 H+浓度增大,阴极 H+放电,使阴极附近 OH-的浓度增大,所以选 C 项。答案:C-17-课题2 电解与电镀 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 KETANG HUDONG课堂互动 12343.用石墨作为电极电解下列溶液,电解完成之后,向
15、剩余的溶液中加入适量蒸馏水,能使溶液和电解前相同的是()A.NaCl 溶液B.H2SO4 溶液C.盐酸D.AgNO3 溶液解析:电解 H2SO4 相当于电解水,故 B 项正确。答案:B-18-课题2 电解与电镀 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 Z IZHU YUXI自主预习 KETANG HUDONG课堂互动 12344.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是()A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液 pH 不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗 OH-,故溶液 pH 减小C.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 12D.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 11解析:电解稀硫酸,实质上是电解水,造成溶液中 H+浓度增大,酸性增强,pH减小,A 错;电解稀氢氧化钠溶液,实质上是电解水,溶液中的 OH-浓度增大,故溶液 pH 增大,B 错;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 21,C 错;电解 CuCl2 溶液时,两极上生成的 Cu 与 Cl2 的物质的量之比为 11,D 正确。答案:D