高中化學 第1章第2節(jié) 第2課時 電解精煉銅電鍍課件同步導學 魯科版選修4

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1、第2課時電解精煉銅電鍍 1了解電解精煉銅和電鍍的原理。 2會設計簡單的電鍍池。 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電極反應式 (1)陽極：。 (2)陰極： 。 4陽極泥 銅的電解精煉過程中，粗銅中 金屬與其他不溶性雜質混在一起沉積在電解池底部形成的物質。 5電解精煉所得銅的純度：CuCu22e、ZnZn22e、FeFe22e、NiNi22eCu22eCu不如銅活潑的不如銅活潑的99.95%99.98% 開放探究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入溶液，溶

2、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。 2定義：應用的過程。增強金屬的抗腐蝕能力、耐磨性增強金屬的抗腐蝕能力、耐磨性電解原理在金屬表面鍍上一層其他金屬或電解原理在金屬表面鍍上一層其他金屬或合金合金 3原理 以鐵釘表面鍍銅為例： (1)電鍍裝置 (2)電極反應式 陽極： . 陰極： .CuCu22eCu22eCu 開放探究2.不考慮溶液中水的蒸發(fā)等損耗，電鍍后，電解質溶液的濃度有何變化？ 提示：由于在相同時間內電鍍池的陰、陽兩極生成、消耗等量的銅，故電解質溶液的濃度保持不變 1在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設計合理的是() A

3、鋅做陽極，鐵制品做陰極，溶液中含有鋅離子 B鉑做陰極，鐵制品做陽極，溶液中含有鋅離子 C鐵做陽極，鐵制品做陰極，溶液中含有亞鐵離子 D鋅做陰極，鐵制品做陽極，溶液中含有鋅離子 解析：電鍍時，鍍層金屬(或惰性電極材料)做陽極，鍍件做陰極，含鍍層金屬離子的鹽溶液做電解質溶液。 答案：A 2火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(如鋅、金和銀等)，其性能遠不能達到電氣工業(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() A粗銅接電源負極 B純銅做陰極 C雜質都將以單質形式沉積到池底 D純銅片增重2.56 g，電路中通過電子為0.04 mol 答案：答案：B 3下列說法正確的是() A電解飽和NaCl

4、溶液時，Na向陰極移動，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極 D通過電解MgCl2溶液的方法冶煉金屬鎂 解析：電解飽和NaCl溶液時，放電順序HNa，陰極反應為2H2eH2，Na不放電；電解精煉銅時粗銅做陽極；電鍍時鍍層金屬做陽極；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 電鍍池精煉池定義應用電解原理在某此金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的裝置利用電解原理提純金屬的裝置裝置舉例電鍍池精煉池形成條件鍍層金屬做陽極接直流電源正極，鍍件接直流電源負極，做陰極電鍍液必須是含有鍍層金屬離子的鹽溶液形成閉合回

5、路不純金屬做陽極，純金屬做陰極含該金屬離子的可溶鹽溶液做電解質溶液直流電源形成閉合回路電極反應(以鐵上鍍鋅為例) 陽極：ZnZn22e陰極：Zn22eZn(以精煉銅為例) 陽極：Cu(粗銅)Cu22e(主要) 陰極：Cu22e Cu(精銅)聯(lián)系電鍍池和精煉池是特定條件下的電解池 (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)陽極上放電順序：活性電極材料S2IBrClOH含氧酸根離子F。利用電解原理制備物質是物質制備中常用的方法，某同學設計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如圖所示)。通電后溶液中產生白色沉淀，且

6、較長時間不變色。下列說法中正確的是() A電源中“b”為正極，“a”為負極 B電解池中的電解液可以是NaOH溶液，但不能是NaCl溶液 CA、B兩端都必須使用鐵作電極 DB電極發(fā)生的反應：2H2O2eH22OH 思路點撥：要制取Fe(OH)2且較長時間不變色應解決以下三個問題： (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，因為若由電解質直接提供，開始階段電解質溶液中含有少量溶解在其中的O2，會使生成的Fe(OH)2氧化而變色。 陽極產生Fe2，陰極產生H2，由于產生的H2可以排出溶解在溶液中的少量O2，故應B極產生H2，所以A極為陽極，其電極材料為Fe，

7、B極為陰極，其材料無條件限制，即a為正極，b為負極，故A、C項錯誤。電解質溶液若為NaOH溶液，電解開始階段由于溶解在溶液的O2尚未除去，會將生成的Fe(OH)2氧化而變色；電解質溶液若為NaCl溶液，電解初期陽極產生的Fe2進入溶液，此時不會生成Fe(OH)2，而陰極產生的H2可以排出溶液中溶解的少量氧氣，隨電解的進行，溶液堿性增強，將生成Fe(OH)2，故B項錯誤。 答案：D 答案：答案：BC 二、有關電解的計算 1電解的有關計算常涉及的問題 (1)兩極產物的定量計算。 (2)相對原子質量的計算和阿伏加德羅常數(shù)的值的測定。 (3)根據(jù)轉移電子的量求產物的量或根據(jù)產物的量求轉移電子的量。 2

8、常用的三種方法 電子守恒法計算用于串聯(lián)電路，通過陰陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉移的電子數(shù)相等總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列比例式計算關系式計算借得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式 正確解答電解反應的計算還應注意以下四點： (1)首先正確書寫出電極反應式。 (2)觀察陽極材料是否為活性電極。 (3)當多種離子共存時，要根據(jù)其氧化性、還原性強弱判斷離子放電的先后順序。 (4)利用電子守恒規(guī)律是計算的根本依據(jù)。(2011江門高二質檢)將濃度均為2 mol/L的AgNO3與Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合，以銅為電

9、極進行電解，一段時間后陰極上有1.6 g銅析出，試計算此時： (1)直流電源已輸出_mol電子。 (2)溶液中Cu2為_mol/L。答案：答案：(1)1.05(2)1.5 2在0 和1.01105 Pa下，用鉑電極電解硫酸銅溶液，當陰極產生6.4 g銅時，陽極放出() A1.12 L氫氣 B1.12 L氧氣 C2.24 L氫氣 D2.24 L氧氣 解析：用鉑電極進行電解，兩極反應為： 陰極：2Cu24e2Cu 陽極：4OH2H2OO24e答案：答案：B 1欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是() AAg和AgCl溶液BAg和AgNO3溶液 C

10、Pt和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液 解析：根據(jù)電鍍的特點，鍍銀時銀作陽極，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，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Fe2Ni2Cu2)() A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni22eNi B電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加相等 C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2和Zn2 D電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt 解析：A項中，陽極發(fā)生氧化反應，金屬Zn、Fe、Ni失電子；B項中，陽極減少的質量是溶解的Zn、Fe、Ni，而陰極析出的是Ni，故陽極

11、質量的減少與陰極質量的增加不相等；C項中，電解后溶液中存在的金屬陽離子除Fe2、Zn2外還有Ni2。 答案：D 3圖中四組裝置分別通電一段時間后，溶液質量增加的是() 解析：A為電解水型，溶液質量減?。籅為電解電解質型，溶液質量減?。籆中溶液中析出的Cu與陽極溶解的Cu的量相等，溶液的質量不發(fā)生變化；D中開始時Ag溶解，Cu析出，2Ag(216 g)Cu(64 g)，溶液質量增大，之后Fe上鍍銀，溶液質量不變。 答案：D 4電解100 mL含H0.30 mol/L的下列溶液，當電路中通過0.04 mol電子時，理論上析出金屬質量最大的是() A0.10 molL1Ag B0.20 molL1Zn2 C0.20 molL1Cu2 D0.20 molL1Pb2 解析：在金屬活動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應先于H放電；而Zn2、Pb2不放電，排除B、D兩項；因為0.01 mol Ag的質量小于0.02 mol Cu的質量，故C項正確。 答案：C 5大家知道：CuH2SO4(稀)=CuSO4H2通常不能發(fā)生，根據(jù)你所學知識，設法使上述反應能發(fā)生。具體的方法是_；反應原理是_ _。 解析：通常不能發(fā)生的反應在電解池中能發(fā)生，分析反應，Cu的化合價升高，發(fā)生氧化反應，應是陽極，H得電子發(fā)生還原反應，是陰極反應。