1.3电能转化为化学能——电解原理的应用（第二课时） 课件 2022-2023学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

电能转化为化学能——电解原理的应用（第二课时） 基础教育精品课 页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸；PPT统一格式为PPT或PPTX。 中文： 1. 课名：微软雅黑48号字； 2.（第一课时）：微软雅黑32号字； 3.学校名称：请填写全称； 4.学科、年级、主讲人、学校：华文楷体28号字（具体根据文字量可适当调整）。 英文 1.课名：字体以Times New Roman为主，字号一般使用32—36号，特别强调可以用40号； 2.（Period 1）：字体使用Arial，字号为28； 3.正文一般用24—28号，特别强调可用32号。 注意标点的规范（例如：中文省略号为……，可用Shift+数字键6打出中文省略号，英文省略号为…） 1 修复被84消毒液腐蚀的镀铜门把手 疫情防控期间，每天用84消毒液擦拭门把手，久而久之，门把手表面的铜镀层被腐蚀出现破损，如何修补铜镀层呢？需要哪些原料？ 2 任务一：探究原理 【查阅资料】门把手基体材质为铁，表面镀铜，活泼性Fe>Cu，依据何种原理修复？ ①依据氧化还原原理，Fe可将Cu2+置换，可通过置换反应进行化学修补，用含有Cu2+的盐溶液浸泡门把手，该反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu 优点：操作简单 缺点：进一步消耗门把手的基体铁，修补后表面仍然凹凸不平；镀层不致密 该方法有哪些优点、缺点呢？ 3 ②结合上节课电解池，可否利用电解原理修复？ 电源：220V交流电 、充电宝（5V直流电） 从安全性和电解池电流方向稳定性考虑， 电源、离子导体、电子导体、电极材料怎样选取？ 依据电解池模型，Cu2++2e-=Cu ， 可以将门把手作为阴极 任务一：探究原理 电源选择充电宝（5V直流电） 4 离子导体选取含有Cu2+的盐溶液 电子导体选择铜导线 阴极材料选取门把手（待镀件） 任务一：探究原理 阳极材料：石墨电极或纯铜棒 + - + - 5 任务二：寻找原料 【思考】如何利用居家材料，制备含Cu2+的电解质溶液作为离子导体？ 废旧铜电线（紫铜，Cu含量≥99%） 废旧铜阀门（黄铜，Cu、Zn合金） 【质疑】①白醋（含有CH3COOH）可否溶解Cu？ 根据金属活动性顺序，CH3COOH与Cu不自发 6 缺点：步骤繁琐，反应较慢，产率低 2Cu+O2=2CuO CuO+2CH3COOH=Cu(CH3COO)2+H2O △ ②可否将铜丝加热变为黑色氧化铜，再加入白醋溶解？ 任务二：寻找原料 7 【思考】回顾上节课，用铜导线连接碳棒电解食盐水， 铜丝与石墨作阳极，Cu优先放电Cu—2e—=Cu2+ 任务二：寻找原料 8 ③可通过电解方法，让废旧铜导线或铜阀门作电解池阳极，实现Cu-2e-=Cu2+ 废旧铜阀门成分为黄铜，含有Cu、Zn，价格低 废旧铜导线成分为紫铜，Cu含量≥99%，价格高 【思考】选择哪种材料作为阳极材料？ 从成本和实验效果角度考虑 任务二：寻找原料 9 【思考】从原材料成本角度考虑，选择黄铜（Cu、Zn合金）合适，但黄铜中含有的Zn是否会变为Zn2+ 进入溶液中？Zn2+会不会对阴极Cu2++2e-=Cu造成干扰？ 阴极：由离子放电顺序可知，得电子能力Cu2+>Zn2+ Cu2+优先于Zn2+ 得电子析出， 选择黄铜（Cu、Zn合金）不会对Cu2+造成干扰 任务二：寻找原料 阳极：活泼性Zn>Cu，Zn-2e-=Zn2+ ，Cu-2e-=Cu2+ Zn2+能进入离子导体中 10 【思考】选择何种电解质溶液作为离子导体？ 纯净水、食醋、食盐水、纯碱溶液，哪一种合适？ 纯净水导电能力较差，不合适 根据离子放电顺序， 食盐溶液中阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH- OH-与Cu2+反应生成Cu(OH)2,不合适 纯碱溶液中的CO32-与Cu2+反应，不合适 综合考虑，食醋（含有CH3COOH）最合适 任务二：寻找原料 11 任务二：寻找原料 12 当溶液变为蓝色时，停止通电。发现阳极底部附近有少量固体沉积 【思考】阳极底部固体如何产生的？应如何处理？ 阳极底部固体称为阳极泥 阳极泥的来源：银等不如铜活泼的金属在电解过程中不发生氧化反应，最终沉积在电解池的底部，与其他不溶性杂质形成阳极泥 过滤阳极泥 任务二：寻找原料 13 【拓展应用】铜是重要的金属材料， 它的主要用途之一是制作导线， 这要求铜具有很高的纯度。 工业上主要从黄铜矿中提炼铜。 冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铅等杂质， 俗称粗铜。这些杂质的存在使粗铜的导电性不够理想，如何将粗铜提炼变为精铜？ 粗铜作为阳极，精铜作为阴极，电解质溶液为硫酸酸化的CuSO4溶液 阳极发生的主要是铜电