电解池(第二课时)
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第3节《电解池》学案(第2课时)【学习目标】1、掌握电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气的反应原理,阴阳两极电极反应式的书写,两极的现象,总反应方程式,2、了解电解槽装置3、掌握电镀的原理,知道待镀金属和镀层金属分别作的电极,知道电镀液的选择,能够写出两极的电极反应式,4、掌握电解精炼铜的原理,知道纯铜和粗铜所作的电极,知道电解液的选择,能够写出两极的电极反应式,5、了解电冶金,了解金属Na、Mg、Al的制备。
【复习】写出总反应的化学方程式(1)(2)(4)(4)(5)(6)(7)(8)【基础知识导学】(一)氯碱工业1、电解饱和食盐水以制备、和,叫氯碱工业。
2、按右图装置,在U型管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒作极,一根铁棒作极,同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液并把湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极出口处,连接直流电源。
(1)描述两极上的现象:阴极:阳极:(2)实验原理分析阳极(放电顺序):( 反应) 阴极(放电顺序)( 反应)在上述反应中,由于 在阴极上 电子而生成 ,破坏了 ,促进了 ,结果阴极区溶液里因 的浓度的增大而呈 性.故阴极区的产物是 ,区的产物是 .总反应的方程式为: (3)你认为实验室模拟氯碱工业,存在哪些问题?3、 氯碱的工业生产—离子交换膜法 (1)离子交换膜电解槽的组成离子交换膜电解槽由阳极 、阴极 、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒组成,如右图表示一个单元电解槽。
(2)A 、B 、C 、D 、E 、F 各口加入(或出来)的物质A B C D E F (3)描述阴阳两上的现象,写出两极的电极反应和总反应方程式阴极: ,现象: 。
阳极: ,现象: 。
总反应方程式:(4)离子交换膜的作用 ① ② (5)原料的精制①粗盐中含有 、 、 、 和Fe 3+等杂质②杂质的危害 ③除杂质的过程(在上边括号内填写除杂试剂,在下边括号内填写除去的杂质)(除 ) ( )注意:a、除杂试剂的加入顺序有多种选择,但Na2CO3必须在BaCl2之后,加入盐酸必须在过滤之后。
【总55】 第三节 电解池(第二课时)
一、学习目标
1.知道铜的电解精炼和电镀铜的原理,
2.知道氯碱工业反应原理;
3.能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式。
学习重难点:知道氯碱工业反应原理。
二、学习过程
1.电解食盐水
(1)通电前,饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?
(2)在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料,为什么?
(3)通电后,溶液中的离子运动发生了什么变化?
(4)通电后,溶液中的在阴、阳放电的是什么离子?
(5)电解后,在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么?怎样初步检验两极产物的生成?
【知识总结】氯碱工业:电解 制 、 和 。
电极反应方程式:
阳极: 阴极: 总方程式 该电解池中阳极用 电极(金属、惰性)
2.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的导电能力。
因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
粗铜 含杂质( 等)
阳极:Zn Fe Ni Cu
阴极 :
电解时,通常把 作阴极,把 作阳极,
用含有 作电镀液。
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成
思考:电解完后,CuSO 4溶液的浓度有何变化?
由上图可以看出当含杂质的铜在阳极不断溶解时,金属活动性顺序表中铜以前的金属杂质如Zn 、Fe 、Ni 等,也会同时失去电子,如:
Zn -2e -===Zn 2+ Fe -2e -===Fe 2+ Ni -2e -===Ni 2+
[讲解]但是它们的阳离子比Cu 2+难以还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解液里。
而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等金属杂质,因为给出电子的能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来,当阳极上的Cu 失去电子变成离子溶解之后,它们是以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。
工业上就是通过以上电解原理来精炼铜的。
电解时,由于阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相同,所以溶液中 CuSO 4的浓度基本保持不变。
3. 电镀
原理:电镀是利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程,它是电解原理的又一重要应用。
电镀可以使金属更加美观耐用,增强
防锈抗腐能力。
例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁
有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。
防止钢铁发生腐蚀
的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、
铬、
镍等。
①电极:
阳极—— 金属或惰性电极
阴极—— 金属制品
②电镀液:含有 金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO 4的浓度保持
(阴极:待镀金属制品。
阳极:镀层金属。
电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
)
电镀的目的:电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐能力。
例如:自行车的把手及车圈,镀上一层铬后,既美观又耐蚀,铁制水龙头镀上耐蚀镀层后,可延长其使用寿命。
在铁、铝等的表面镀上金、银,不但物美价廉,而且可以节省资源。
3、 电冶金
对于 、 、 、 这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。
工业上用电解 的方法制取金属钠,方程式
阳极 阴极
工业上用电解 的方法制取金属镁,方程式
工业上用电解 的方法制取金属铝,方程式
提出疑惑
同学们,通过你的学习,你还有哪些疑惑,请把它写下来.
疑惑点:
铁片
片 硫酸铜溶液。