1、CuCl2溶液CC四川省宜宾市一中高 2016 级 2017-2018 下期第二周教学设计设计人：李晓梅 审核组长：范方君课题 元总课时 2班级（类型）学习目标【学习目标】：1.电解池的工作原理，书写电极反应和电池反应方程式。2.了解氯碱工业、电镀工业、电冶金工业的化学原理。【知识与技能】：知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）；能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害；掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较【过程与方法】：学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价；从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。【情感态度价值观】：通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系
2、的内容,增强学生学习兴趣；通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。重、难点【学习重点】：理解电解原理和以电解CuCl2 溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。【学习难点】：金属的电化学腐蚀学习环节和内容 学生活动教师反思知识梳理一、电解原理(一)、电解池组成：使电流通过电解质溶液，而在的过程叫电解。电离是电解的前提。电解质的导电过程即是被过程。电解池由_ _ _ 组成，其中与外电源的正极相连的极板叫_ 极，与外电源的负极相连的极板叫 _ _极。【练习 1】1下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ） 。A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表
3、面出现气泡B把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快D与电源负极相连的是电解槽的阴极2100mL 浓度为 2mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ） 。A加入适量的 6mol/L 的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液C加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液3、是三种金属，根据下列、两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为 。 当与浸在稀硫酸中用导线相连，上有气泡逸出，逐渐溶解。 电解物质的量浓度相同的、盐溶液时，阴极上先析出（使用惰性电极） 。BC BBCA C CAB DBAC
4、(二)、电解池放电规律 电解通电时，电子从电源的_极沿导线流入电解池的_极，在阴极区氧化性强的微粒先得电子，被_。同时，电子又从电解池的_流出，沿导线流回电源的正极，即在阳极区还原性强的微粒（包括极板）先_电子被_。 当极板材料（阳极）为 Pt 或 C 时，还原性非常弱，此条件不被氧化称为_电极。当极板材料（阳极）为 Cu 等金属（除了 Pt 和 C） ，还原性强，易_电子,易被氧化称为_电极。阴离子放电顺序：S 2 I Br Cl OH 含氧酸根 F 阳离子放电顺序：Ag Hg 2 Fe 3 Cu 2 H Pb 2 Sn 2 Fe 2 Zn 2 Al 3 Mg 2 Na Ca 2 K(三)、
5、电镀原理 当镀层金属作_ _极，含有镀层金属离子的电解质为电解液，把待镀金属制品浸入电镀液为_极时的电解即为_。电镀时，由于两极得失电子相同，所以理论上电解液的浓度保持_。电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的 H 、OH 一般不放电。电镀材料的选择：阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液【练习 2】1氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是： H 2 + 2 NiO(OH)2 2Ni(OH)2 根据此反 应式，判断下列叙述正确的是（ ） 。A电池放电时，电池负极周
6、围溶液的 OH不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原 D 电池放电时，氢气是负极2在外界提供相同电量的条件，Cu 2+或 Ag+分别按 Cu2+2eCu 或 Ag+eAg 在电极上放电，若析出铜的 质量为 1.92g，则析出银的质量为（ ） 。A1.62g B6.48g C3.24g D12.96g二、电解原理应用(一)、电解饱和食盐水：用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，电解饱和食盐水。溶液中存在的离子有_。根据放电的先后顺序，阳极电极反应式为_。阴极电极反应式为_。 总反应式为：_。电解前向溶液中滴加酚酞，现象_，随着电解反应的进行，溶液颜色由_，两极极板上都有_产生
7、，如何检验气体的种类？【练习 3】1右图是世界上比较先进的电解制碱技术离子交换膜法电解原理示意图。写出各进出口的物质(1) (2) (3) (4) (5) (6) 。 离 子 交 换 膜NaClH(2)1(6)543O2怎样除去饱和食盐水中 Fe 3 、Mg 2 、Ca 2 、SO 42 等杂质， （方法 、药品及反应方程式） 。(二)、氯碱工业：氯碱工业所得的 NaOH、Cl 2 、H 2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。【练习 4】1关于工业生产的下列叙述，不正确的是（ ） 。A将氢气和氯气
8、混合后光照，使其反应生成氯化氢，再用水吸收得盐酸B用硝酸镁作吸水剂，将稀硝酸蒸馏，浓缩制得 95%以上的浓硝酸C以石灰石、纯碱、石英为原料，在玻璃窑中加强热制取普通玻璃D工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁2用石灰石、食盐、焦炭、水为空气为原料制取漂白粉、聚氯乙烯、乙酸乙酯的有关化学方程式。(三)、铜的电解精炼粗铜作阳极，纯铜作阴极，用 CuSO4溶液作电解液。阴极：Cu 2 2e Cu 阳极：Cu2e Cu 2比铜活泼的金属杂质以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质形成阳极泥电解精炼铜过程中 CuSO4溶液的浓度 。三、疑难点拨（一）、酸碱盐水溶液的电解规律根据离子的放电顺序，若采用
9、惰性电极电解酸碱盐的水溶液，则有下述四点规律、耗质型：例如： 2ClHl2电 解22Clul电 解、耗水型：例如电解 3234342 CONaKSONaHKOHNS 、 等物质的水溶液，就属于此种情况。如：、耗酸余碱型：例如，电解 NaCl、KBr、 2BaCl等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阳极产物是非金属单质，阴极产物是 2H同时生成碱( O)。4、耗碱余酸型：例如，电解 2334)N(uAguS、 等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阴极产物是不活泼金属单质，阳极产物是 2同时生成酸 ( H)。注意：上述规律的本质是离子在电极上的得失电子规律练习 5：采用惰性电极，电解符合下列各
10、问题的电解质的水溶液，请从 ClAgBaCuHSON2243 、等离子中，选出适当的离子组合成符合要求的电解质(1)两极分别放出 2，电解质的化学式是_，阴极反应式是_，阳极反应式是_(2)阴极析出金属，阳极析出 2O，电解质的化学式是_ ；电解的化学方程式是_(3)两极分别放出气体，且体积为 11，电解质的化学式是_，电解的化学方程式是_（二） 、如何精致饱和食盐水粗盐水中含 有泥沙、Ca 2 、Mg 2 、Fe 3 、SO 42 等杂质， Ca2 、Mg 2 、Fe 3 等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。1、除杂质时所加试剂的顺序原则是：
11、Na 2CO3必须在 BaCl2之后，以除去前面引入的 Ba2 等；精制食盐水时经常加入BaCl2、Na 2CO3、NaOH 等，使杂质成为沉淀，过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的 pH。2、试剂加入顺序有多种选择，如： BaCl 2、NaOH、Na 2CO3、过滤、HCl；BaCl 2、Na 2CO3、NaOH、过滤、HCl；NaOH、BaCl 2、 Na 2CO3、过滤、HCl。 3、操作步骤：加入稍过量的 NaOH 溶液（使 Mg2 、Fe 3 等离子形成难溶的氢氧化物沉淀） ，此时溶液已呈碱性；加入稍过量 BaCl2溶液（使粗盐水中的 SO42 形成沉淀） ；（其中、顺序可以交换。）加入
12、稍过量的 Na2CO3溶液（使 Ca2 以及过量的 Ba2 分别形成 CaCO3和 BaCO3沉淀） ；过滤（除去 Mg(OH)2、Fe(OH) 3、BaSO 4、CaCO 3、BaCO 3及泥沙等） ；在滤液中加适量盐酸（除去过量的 CO32-，调节溶液的 pH） ；四、典型题例1、 下列装置线路接通后，经过一段时间后溶液的 pH 明显下降的是2、 以 A、B 两根石墨棒作电极，电解 AgNO3溶液，通电 t min，在 B 极收集到气体 11.2mL（标准状况），然后将电源反接，以相同的电流通电 t/2min，若溶液体积为 200mL（设体 积不变），则溶液的 pH 为_。3、右图中 x、
13、y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板有无色无臭气体放出，符合 a 极板 b 极板 x 电极 z 溶液的是 A锌 石墨 负极 CuSO 4 B石墨 石墨 负极 NaOHC银 铁 正极 AgNO 3 D铜 石墨 负极 CuCl 24、将 0.4 mol CuSO4和 0.4 molNaCl 配成水溶液 1L，用惰性电极 电解一段时间，在一个电极上得到 0.3 mol Cu，另一极上生成标准状况 下气体体积为A5.6 L B6.72 L C1.344 L D11.2 L7、 用阳极 a 和阴极 b 电解 c 的水溶液，然后加入 d，能使溶液恢复到电解前状态，a、b、c、d
14、 正确组合是 APt P t NaOH NaOH BC C NaCl NaOHCCu Cu CuSO4 Cu(OH)2 DPt Pt H2SO4 H2O8、 当用两铂电极电解 100 g 10CuSO4 溶液一段时间后，在阳极析出 0.16g 物质时，CuSO4 溶液的质量分数为A8.47 B8.36 C8.73 D9.629、 用铂电极电解盐 R(NO3)n 溶液，在阴极上析出 m g R，在阳极上放出 560 mL 气体（标准状况），则 R 的相对原子质量是 Amn/10 B10m/n C20mn D10mn巩固练习：一、选择题：1如下图所示，铜片和锌片用导线连接后插入番茄里，锌片是（ ）
15、 。AuZnA阳极 B正极 C阴极 D负极2下列叙述中不正确的是（ ） 。A电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极C电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用D电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气3电解硫酸铜溶液时，若要求达到以下几点：阳极质量减少，阴极质量增加， 电解液中c(Cu2 )不变，则可选用的电极是（ ） 。A纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极B含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极C用纯铁作阳极，用纯铜作阴极D用石墨作阳极，用惰性电极作阴极4下列叙述能说明金属甲比金属乙活泼的实际事实是（ ） 。A同价态的阳离子，甲的氧化性
16、比乙强B将甲、乙作电极与稀硫酸酸溶液组成原电池，甲是负极C在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多D常温下，甲能和 NaOH 溶液反应，而乙不能5在 25C 时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有 a mol 电子转移时，溶液中析出 mg Na2SO4 10 H2 O 晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（ ） 。A 100% B 100% am18am9C 100% D 100%)(67)(1676常温时，将 500 ml pH=5 的 Cu SO4 溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的 pH 变为 2，若使溶液的浓度、pH 与电解前相同，
17、可采用的方法（ ） 。 A向溶液中加入 0.245g Cu (OH)2 B向溶液中加 0.31g CuSO4C向溶液中加 0.0025 mol H2 SO4并加热 D向溶液中加 0.2g CuO7按 A 图装置进行实验，若图 B 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（ ） 。Ac(Ag ) Bc(NO 3-) C溶液的 PH D银棒的质量8溶液中含有两种溶液质氯化钠和硫酸，他们的物质的量之 比为3：1。用石墨做电极电解该溶液时，根据反应产物可明显分为 三个阶段，则下列叙述不正确的是 A阴极只析出氢气 B阳极先析出氯气后析出氧气C电解最后阶段为电解水 D电解过程中溶液的
18、 PH 不断增大，最后 PH 为 79甲、乙两个电解池均为 Pt 电极，且互相串联，甲池盛有 AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 2.16g，乙池中电极上析出 0.24g 金属，则乙池中溶质可能是（ ） 。 ACuSO 4 BMgSO 4 CAl (NO 3)3 DNa 2SO410用惰性电极电解 M (NO3 )x 的水溶液，当阴极上增重 a 克时，在阳极上同时产生 b L 氧气（标准状况） ，从而可知 M 的相对原子质量为（ ） 。A22.4ax/b B11.2 ax/b C5.6 ax/b D2.5 ax/b二、填空题：11氯碱厂电解饱和食
19、盐水制取 NaOH 的工艺流程示意图如下：依照图示，完成下列填空： 在电解过程中，与电源正极相联的电极上所发生反应的化学方程式为_与电源负极相连的电极附近，溶液 pH 值_（选填：不变，升高或下降 ） 。 工业食盐含 Ca2 、Mg 2 等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_ 。如果粗盐中 SO42 含量较高，必须添加钡试剂除去 SO42 ，该钡试剂可以是_。ABa (OH) 2 BBa (NO 3 )2 CBaCl 2 为有效除去 Ca2 、Mg 2 、 SO 42 ，加入试剂的合理顺序为_（选填 A、B、C，多填扣分） 。 A先加 NaOH，后加 Na 2CO3，再加钡试剂。B 先加 N
20、aOH，后加钡试剂，再加 Na2CO3。C先加钡试剂，后加 NaOH，再加 Na2CO3。12由于 Fe (OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反 应制得白色纯净的 Fe (OH)2沉淀，应用下图电解实验可以制得白色的纯净的 Fe (OH)2沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。adcb a 电极材料应为_，电极反 应式为_。 电解液 C 可以是_。A纯净水 BNaCl 溶液 CNaOH 溶液 DCuCl 2溶液 d 为苯，其作用是_，在加入苯之前对 C 应作何简单处理_ 为了在较短时间内看到白 色沉淀，可采取的措施是_。A改用稀硫酸作电解液 B适当增大电源的电压。C适 当减小两电极
21、间距离 D适当降低电解液的温度。 若 C 中用 Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色 Fe (OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为_。【基础自学】一、金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质 发生 而引起损耗的现象。一般可分为 腐蚀和 腐蚀。化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。如：钢管被原油中的 腐蚀，温度越高，化学腐蚀越 。电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生 反应， 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，
22、速度更快，危害更严重。2、 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：电化腐蚀 化学腐蚀条件 不纯金属或合金与 接触 与 直接接 触有无电流产生本质 较活泼的金属被氧化 金属被氧化3、电化学腐蚀 (以钢铁为例) （1 ）析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)负极: 正极: 总方程式： （2） 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)负极: 正极: 总方程式： 离子方程式：Fe 2+ + 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 继续与空气中的氧气作用： 铁锈的主要成分是 ， （能、不能）阻止钢铁继续腐蚀。3、 影响金属腐蚀快慢的因素 本性：（1）金属的活动性：金属越 ，越容易被腐蚀（2 ）纯度：不纯的金属比纯金属
23、跟 腐蚀，如纯铁比钢 腐蚀。 （难、易）电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越 ，活泼金属被腐蚀得越快。 （3 ）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如 、 如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如 外因： 介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）练习：1、如右图所示，铁处于 、三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号） 。2、下列各情况，Fe 片被腐蚀由快到慢的是 二、金属的防护1、金属的防护覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）改变金属的内部结构（钢不锈钢，在钢中加入镍和铬）电化学保护 牺牲阳极阴极保护法（较活泼金属作 极，钢铁
24、作 极被保护）外加电流阴极保护 法（外加电流，使钢铁被迫成为 极受保护）练习：如右上图所示,试管中的铁钉如果在酸性溶 液或在食盐溶液中的腐蚀的现象有何不同?当堂达标练习：1、 2000 年 5 月，保利集团在香港拍卖会上花费 3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3 这三件 1760 年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是 （ ）A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不
25、宜被氧化； D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；2、如右上图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1 ）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极： ;（2 ）若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： ,正极： 。空气 水Fe C Fe Zn Fe 3、下列有关纯铁的描述正确的是（ ）A熔点比生铁的低B与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D在冷的浓硫酸中可钝化4、下列叙述中正确的是（ ） 锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀 钢
26、铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3 H2O A. 都正确 B. C. D. 5、下列事实不能用电化学原理解释的是（ ） A.常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀B.镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀C.用锌与硫酸制氢气时，往硫酸中滴少量硫酸铜D.远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板6、 X、Y、Z、M 代表四种金属，金属 X 和 Y 用导线连接放入稀硫酸中时，X 溶解 ，Z 极上有氢气放出；若电解 Y2+离子和 Z2+离子共存的溶液时， Y 先析出；又知 M2+离子的氧化性强于 Y2+离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A. XZYM B. XYZM C. MZXY D. XZMY7、钢铁在锈蚀过程中，下列 5 种变化可能发生的是（ ） Fe 由+2 价转化为+3 价 O 2 被还原 产生 H2 F e(OH)3 失水形成 Fe2O3 H2O 杂质碳被氧化除去A. B. C. D. 8、如图所示的装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的 细丝，使之平衡。小心的向烧杯中央滴入 CuSO4 溶液。（1）片刻后可看到悬吊的金属圈 （填序号） A.铁圈和银圈左右摇摆不定 铁圈 银圈B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜（2）产生上述现象的原因是 。
