化學(xué)魯科版選修4課件：第1章 第2節(jié) 第2課時(shí)電解精煉銅電鍍

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第2課時(shí)電解精煉銅電鍍 1 了解電解精煉銅和電鍍的原理 2 會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電鍍池 3 掌握活性電極的電解原理 一 電解精煉銅1 粗銅的成分 Cu Zn Ni Fe Ag Au等 2 裝置 3 電極反應(yīng)式 1 陽(yáng)極 2 陰極 4 陽(yáng)極泥銅的電解精煉過(guò)程中 粗銅中金屬與其他不溶性雜質(zhì)混在一起沉積在電解池底部形成的物質(zhì) 5 電解精煉所得銅的純度 Cu Cu2 2e Zn Zn2 2e Fe Fe2 2e Ni Ni2 2e Cu2 2e Cu 不如銅活潑的 99 95 99 98 開(kāi)放探究 1 銅的電解精煉前后溶液中Cu2 的濃度是否有變化 為什么 提示 有變化 粗銅中比銅活潑的金屬失電子進(jìn)入溶液 溶液中Cu2 在陰極上得到電子析出 使溶液中Cu2 濃度減小 二 電鍍1 目的 或改善金屬制品的外觀(guān) 2 定義 應(yīng)用的過(guò)程 增強(qiáng)金屬的抗腐蝕能力 耐磨性 電解原理在金屬表面鍍上一層其他金屬或合金 3 原理以鐵釘表面鍍銅為例 1 電鍍裝置 2 電極反應(yīng)式陽(yáng)極 陰極 Cu Cu2 2e Cu2 2e Cu 開(kāi)放探究 2 不考慮溶液中水的蒸發(fā)等損耗 電鍍后 電解質(zhì)溶液的濃度有何變化 提示 由于在相同時(shí)間內(nèi)電鍍池的陰 陽(yáng)兩極生成 消耗等量的銅 故電解質(zhì)溶液的濃度保持不變 1 在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層 以下方案設(shè)計(jì)合理的是 A 鋅做陽(yáng)極 鐵制品做陰極 溶液中含有鋅離子B 鉑做陰極 鐵制品做陽(yáng)極 溶液中含有鋅離子C 鐵做陽(yáng)極 鐵制品做陰極 溶液中含有亞鐵離子D 鋅做陰極 鐵制品做陽(yáng)極 溶液中含有鋅離子解析 電鍍時(shí) 鍍層金屬 或惰性電極材料 做陽(yáng)極 鍍件做陰極 含鍍層金屬離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液 答案 A 2 火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì) 如鋅 金和銀等 其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求 工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純 在電解精煉時(shí) A 粗銅接電源負(fù)極B 純銅做陰極C 雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D 純銅片增重2 56g 電路中通過(guò)電子為0 04mol 答案 B 3 下列說(shuō)法正確的是 A 電解飽和NaCl溶液時(shí) Na 向陰極移動(dòng) 在陰極表面得電子析出B 電解精煉銅裝置中粗銅做陰極C 電鍍池中鍍層金屬做陽(yáng)極D 通過(guò)電解MgCl2溶液的方法冶煉金屬鎂解析 電解飽和NaCl溶液時(shí) 放電順序H Na 陰極反應(yīng)為2H 2e H2 Na 不放電 電解精煉銅時(shí)粗銅做陽(yáng)極 電鍍時(shí)鍍層金屬做陽(yáng)極 鎂為活潑金屬 工業(yè)上常用電解熔融MgCl2的方法冶煉Mg 答案 C 一 電鍍池與精煉池的區(qū)別與聯(lián)系 1 惰性電極材料和活性電極材料 惰性電極材料包括 石墨 鉑 金 活性電極材料 除石墨 鉑 金以外的電極材料 2 陽(yáng)極上放電順序 活性電極材料 S2 I Br Cl OH 含氧酸根離子 F 利用電解原理制備物質(zhì)是物質(zhì)制備中常用的方法 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe OH 2的實(shí)驗(yàn)裝置 如圖所示 通電后溶液中產(chǎn)生白色沉淀 且較長(zhǎng)時(shí)間不變色 下列說(shuō)法中正確的是 A 電源中 b 為正極 a 為負(fù)極B 電解池中的電解液可以是NaOH溶液 但不能是NaCl溶液C A B兩端都必須使用鐵作電極D B電極發(fā)生的反應(yīng) 2H2O 2e H2 2OH 思路點(diǎn)撥 要制取Fe OH 2且較長(zhǎng)時(shí)間不變色應(yīng)解決以下三個(gè)問(wèn)題 1 必須有Fe2 和OH 2 Fe2 可由電解提供 3 OH 也必須由電解提供 因?yàn)槿粲呻娊赓|(zhì)直接提供 開(kāi)始階段電解質(zhì)溶液中含有少量溶解在其中的O2 會(huì)使生成的Fe OH 2氧化而變色 陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2 陰極產(chǎn)生H2 由于產(chǎn)生的H2可以排出溶解在溶液中的少量O2 故應(yīng)B極產(chǎn)生H2 所以A極為陽(yáng)極 其電極材料為Fe B極為陰極 其材料無(wú)條件限制 即a為正極 b為負(fù)極 故A C項(xiàng)錯(cuò)誤 電解質(zhì)溶液若為NaOH溶液 電解開(kāi)始階段由于溶解在溶液的O2尚未除去 會(huì)將生成的Fe OH 2氧化而變色 電解質(zhì)溶液若為NaCl溶液 電解初期陽(yáng)極產(chǎn)生的Fe2 進(jìn)入溶液 此時(shí)不會(huì)生成Fe OH 2 而陰極產(chǎn)生的H2可以排出溶液中溶解的少量氧氣 隨電解的進(jìn)行 溶液堿性增強(qiáng) 將生成Fe OH 2 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 D 答案 BC 二 有關(guān)電解的計(jì)算1 電解的有關(guān)計(jì)算常涉及的問(wèn)題 1 兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算 2 相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算和阿伏加德羅常數(shù)的值的測(cè)定 3 根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的量求產(chǎn)物的量或根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的量 2 常用的三種方法 正確解答電解反應(yīng)的計(jì)算還應(yīng)注意以下四點(diǎn) 1 首先正確書(shū)寫(xiě)出電極反應(yīng)式 2 觀(guān)察陽(yáng)極材料是否為活性電極 3 當(dāng)多種離子共存時(shí) 要根據(jù)其氧化性 還原性強(qiáng)弱判斷離子放電的先后順序 4 利用電子守恒規(guī)律是計(jì)算的根本依據(jù) 2011 江門(mén)高二質(zhì)檢 將濃度均為2mol L的AgNO3與Cu NO3 2溶液各0 5L混合 以銅為電極進(jìn)行電解 一段時(shí)間后陰極上有1 6g銅析出 試計(jì)算此時(shí) 1 直流電源已輸出 mol電子 2 溶液中 Cu2 為 mol L 答案 1 1 05 2 1 5 2 在0 和1 01 105Pa下 用鉑電極電解硫酸銅溶液 當(dāng)陰極產(chǎn)生6 4g銅時(shí) 陽(yáng)極放出 A 1 12L氫氣B 1 12L氧氣C 2 24L氫氣D 2 24L氧氣解析 用鉑電極進(jìn)行電解 兩極反應(yīng)為 陰極 2Cu2 4e 2Cu陽(yáng)極 4OH 2H2O O2 4e 答案 B 1 欲在金屬表面鍍銀 應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極 下列各組中 選用的陽(yáng)極金屬和電鍍液均正確的是 A Ag和AgCl溶液B Ag和AgNO3溶液C Pt和AgNO3溶液D Pt和Ag2SO4溶液解析 根據(jù)電鍍的特點(diǎn) 鍍銀時(shí)銀作陽(yáng)極 電鍍液為AgNO3溶液 答案 B 2 金屬鎳有廣泛的用途 粗鎳中含有少量Fe Zn Cu Pt等雜質(zhì) 可用電解法制備高純度的鎳 下列敘述正確的是 已知 氧化性Fe2 Ni2 Cu2 A 陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng) 其電極反應(yīng)式 Ni2 2e NiB 電解過(guò)程中 陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C 電解后 溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2 和Zn2 D 電解后 電解槽底部的陽(yáng)極泥中有Cu和Pt 解析 A項(xiàng)中 陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng) 金屬Zn Fe Ni失電子 B項(xiàng)中 陽(yáng)極減少的質(zhì)量是溶解的Zn Fe Ni 而陰極析出的是Ni 故陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等 C項(xiàng)中 電解后溶液中存在的金屬陽(yáng)離子除Fe2 Zn2 外還有Ni2 答案 D 3 圖中四組裝置分別通電一段時(shí)間后 溶液質(zhì)量增加的是 解析 A為電解水型 溶液質(zhì)量減小 B為電解電解質(zhì)型 溶液質(zhì)量減小 C中溶液中析出的Cu與陽(yáng)極溶解的Cu的量相等 溶液的質(zhì)量不發(fā)生變化 D中開(kāi)始時(shí)Ag溶解 Cu析出 2Ag 216g Cu 64g 溶液質(zhì)量增大 之后Fe上鍍銀 溶液質(zhì)量不變 答案 D 4 電解100mL含 H 0 30mol L的下列溶液 當(dāng)電路中通過(guò)0 04mol電子時(shí) 理論上析出金屬質(zhì)量最大的是 A 0 10mol L 1Ag B 0 20mol L 1Zn2 C 0 20mol L 1Cu2 D 0 20mol L 1Pb2 解析 在金屬活動(dòng)順序表中排在氫以后的金屬為Ag Cu 而Zn Pb排在氫以前 所以Ag 和Cu2 應(yīng)先于H 放電 而Zn2 Pb2 不放電 排除B D兩項(xiàng) 因?yàn)? 01molAg的質(zhì)量小于0 02molCu的質(zhì)量 故C項(xiàng)正確 答案 C 5 大家知道 Cu H2SO4 稀 CuSO4 H2 通常不能發(fā)生 根據(jù)你所學(xué)知識(shí) 設(shè)法使上述反應(yīng)能發(fā)生 具體的方法是 反應(yīng)原理是 解析 通常不能發(fā)生的反應(yīng)在電解池中能發(fā)生 分析反應(yīng) Cu的化合價(jià)升高 發(fā)生氧化反應(yīng) 應(yīng)是陽(yáng)極 H 得電子發(fā)生還原反應(yīng) 是陰極反應(yīng) 練考題 驗(yàn)?zāi)芰?輕巧奪冠 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全