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第2课时 电解原理的应用
【今日目标】
1.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。
2.掌握电解原理的有关计算。
【学习过程】
一、电解原理的应用
【思考】
① 电解饱和食盐水时,阴极上的产物是什么?
【提示】阴极产生NaOH和H2。
② 电解精炼铜时,粗铜中的杂质发生了什么变化?
【提示】比铜活泼的金属被氧化(如锌、铁等);
比铜活泼性弱的金属形成阳极泥。(如Ag、Au 等)
【总结】
1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气
(1)原理
阳极(C):2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)
阴极(Fe):2H++2e-===H2↑(还原反应)
总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑+Cl2↑
(2)现象:
阴极:有无色气泡产生,电解前若向溶液中滴入酚酞,阴极区溶液变红;
阳极:有黄绿色气体生成,该气体可使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
2.电镀
(1)定义: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方法。
(2)电镀池的组成:待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液(即电镀液)。
(3)原理(以金属制品上镀银为例)
阴极:Ag++e-===Ag
阳极:Ag-e-===Ag+
(4)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”变指电镀液浓度不变。
3.电解精炼
(1)原理:(以电解精炼铜为例)
阳极(粗铜):Cu-2e-===Cu2+(主要反应)
阴极(精铜):Cu2++2e-===Cu
(2)特点:阳极粗铜中的铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被氧化,阴极Cu2+被还原;其他Zn2+、Fe2+留在溶液中,而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面,形成阳极泥。电解质溶液的浓度会逐渐减小。
例1、工业上处理含Cr2O72-的酸性工业废水常用以下方法:
①往工业废水里加入适量的NaCl,搅拌均匀;
②用Fe作电极进行电解,经过一段时间后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生;
③过滤回收沉淀,废水达到排放标准。
试回答:
(1)电解时的电极反应:阳极为______________,
阴极为_______________。
(2) Cr2O72-转变成Cr3+的离子方程式:___________________________________。
(3)电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的?
(4)能否用Cu电极来代替Fe电极?________(填“能”或“不能”),简述理由。
【解析】 由于Cr(+6价)的化合物毒性远高于Cr(+3价)的化合物,将Cr(+6价)转化为Cr(+3价),对废水进行处理是电化学知识在实际生活中的具体运用。在处理有关问题时
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