酸堿鹽溶液的電解規(guī)律

1、酸堿鹽溶液的電解規(guī)律適用學(xué)科高中化學(xué)適用年級(jí)高二適用區(qū)域全國(guó)人教版課時(shí)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）60知識(shí)點(diǎn)1. 常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律 2. 電解過程中，溶液PH變化規(guī)律教學(xué)目標(biāo)掌握常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律掌握電解過程中，溶液PH變化規(guī)律教學(xué)重點(diǎn)酸堿鹽溶液的電解規(guī)律電解過程中，溶液PH變化規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)酸堿鹽溶液的電解規(guī)律、電解過程中溶液PH變化規(guī)律教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)1. 復(fù)習(xí)電解池的電路工作原理：(1).陰極上電子從外接直流電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線到達(dá)電解池的陰極，電解池中的陽離子移向陰極，并在陰極獲得電子而被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；(2).陽極上電解池中的陰離子移向陽極，并在陽極上失去電子（或活潑陽極失去電

2、子）而被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子經(jīng)導(dǎo)線向外接直流電源的正極流入。(3)電解池的電極和電極反應(yīng)：陽極：失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極：得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)2.復(fù)習(xí)用惰性電極電解時(shí)，電極上的放電順序：陽極放電順序活性電極S2IBrClOH含氧酸根(NO3,SO42等)F 陰極放電順序Ag+Fe3+Cu2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+ 3. 預(yù)習(xí)：根據(jù)陰陽離子在電極上的放電順序，確定常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律以及電解過程中溶液PH變化規(guī)律二、知識(shí)講解本節(jié)課主要掌握常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律以及電解過程中溶液PH變化規(guī)律（一）酸堿鹽溶液的電解規(guī)律（電極均為惰性電極）1.電解溶質(zhì)型溶液中溶質(zhì)電

3、離出的陰陽離子參加電極反應(yīng)，而水不變。如 電解鹽酸 陰極：2H+2e-=H2 陽極：2Cl-2e-=Cl2 總反應(yīng)：2HClH2+Cl22.電解水型溶液中水電離出的H+、OH-比溶質(zhì)離子先放電。如 電解Na2SO4 陰極：2H+2e-=H2 陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 總反應(yīng)：2H2O2H2+O23.放氧生酸型溶質(zhì)電離出的陽離子和水電離出的OH-參加電極反應(yīng)，此時(shí)既消耗溶質(zhì)電離出的陽離子又消耗水電離出的OH-，如 電解CuSO4 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O2Cu+ O2+2H2SO44. 放氫生堿型溶液中溶質(zhì)

4、電離出的陰離子和水電離出的H+參加電極反應(yīng)，此時(shí)既消耗溶質(zhì)電離出的陰離子又消耗水電離出的H+，如 電解NaCl溶液 陰極：2H+2e-=H2 陽極：2Cl-2e-=Cl2 總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH（二）電解過程，溶液PH變化 1. 電解溶質(zhì)型若電解的溶質(zhì)為無氧酸，則溶質(zhì)消耗掉，其濃度減小，酸性減弱，pH減小； 2. 電解水型 （1）若溶質(zhì)為含氧酸（或強(qiáng)堿），則電解的是水，水消耗掉，酸（或堿）濃度增大，酸性（或堿性）增強(qiáng)，pH減?。ɑ蛟龃螅?； （2）若溶質(zhì)為含氧強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，則電解的是水，水消耗掉，鹽濃度增大，酸堿性不變，pH不變； 3. 放氧生酸型若水電離出的OH-和

5、鹽電離出的陽離子參加電極反應(yīng)，此時(shí)水的電離平衡H2O HOH正向移動(dòng)，使c(OH-)< c(H)，則溶液中有酸生成，即酸性增強(qiáng)，pH減小； 4. 放氫生堿型若水電離出的H和鹽電離出的陰離子參加電極反應(yīng)，此時(shí)水的電離平衡H2O HOH正向移動(dòng)，使c(OH-)> c(H)，則溶液中有堿生成，即堿性增強(qiáng)，pH增大；如，常見電解溶液的電極反應(yīng)及溶液中酸堿性的變化：電解質(zhì)溶液陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式電解總反應(yīng)式溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2消耗酸，酸性減弱Na

6、2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2電解水，酸堿性不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2電解水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2電解水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH電解水電離出的H+和溶質(zhì)電離出的陰離子，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4電解水電離出的OH和溶質(zhì)電離出的陽離子，酸性增強(qiáng)考點(diǎn)1

7、酸堿鹽溶液的電解規(guī)律 若惰性電極作陽極，則比較溶液中離子放電順序，先放電的離子先發(fā)生電極反應(yīng)；若活潑電極作陽極，則陽極材料先發(fā)生氧化反應(yīng)。考點(diǎn)2 電解過程，溶液PH變化 分析電解過程中溶液的pH變化時(shí)，基本方法是寫出可能的電極反應(yīng)式，確定有無水電離出的H或OH-參加反應(yīng)：若水電離出的H或OH-參加電極反應(yīng)，則根據(jù)水的電離平衡正向移動(dòng)原理，判斷c(OH-)> c(H) 的大小，從而確定溶液的酸堿性變化，進(jìn)而推斷pH變化；若水電離出的H或OH-不參加電極反應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮溶液中呈酸堿性的溶質(zhì)濃度變化來判斷c(OH-)或 c(H)變化 ，從而推斷pH變化三、例題精析【例1】用兩支惰性電極插入500

8、mL 0.1mol/L AgNO3和0.1mol/L Cu(NO3)2的混合溶液中，通電電解。當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH由6.0變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)電解液在電解前后體積變化可以忽略），則電極上析出的物質(zhì)及質(zhì)量分別是（ ）A銅 32mg B銀 54mg C銀 108mg D銅和銀 118mg【答案】B 【解析】根據(jù)離子放電順序，先在兩極發(fā)生電極反應(yīng)的是OH-和Ag+：陽極：4OH-4e-=O2+2H2O 陰極：4Ag+4e-=4Ag 又pH由6.0變?yōu)?.0知，生成n(H)=(10-3-10-6)×0.50.5×10-3mol<n(Ag+)= 0.5×0.1=0.05 m

9、ol所以溶液中只有AgNO3和2H2O電解：4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+所以析出物質(zhì)只有銀，其物質(zhì)的量為n(Ag)= n(H)=0.5×10-3mol 質(zhì)量為0.5×10-3mol×108g/mol=54mg 【例2】 串聯(lián)電路中的四個(gè)電解池分別裝有0.1mol·L-1的下列溶液，用鉑電極電解，連接直流電源一段時(shí)間后，溶液的pH最小的是（ ） ACuCl2 BNaClCAgNO3 DKNO3【答案】 C 【解析】本題主要考查電解原理、離子放電順序及電解后溶液pH變化等問題。理解電解原理并熟悉掌握陰、陽離子的放電順序是解本題的關(guān)鍵。在電解時(shí)，如果H

10、+或OH-在電極上放電往往會(huì)導(dǎo)致電極附近溶液H+或OH-濃度發(fā)生改變，從而引起電極附近pH變化。對(duì)于電解CuCl2溶液，盡管H+或OH-都沒有在陰極或陽極上放電，但由于CuCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl2完全電解后，如果不考慮Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大（實(shí)際上由于生成HCl、HClO， 溶液呈微酸性）。電解NaCl溶液H+在陰極上放電，陰極附近OH-濃度增大；陽極上Cl-放電，陽極區(qū)域H+、OH-濃度基本不變，因而電解后整個(gè)溶液pH會(huì)變大，電解AgNO3溶液，陰極Ag+放電；陽極是OH-放電，陽極區(qū)域H+濃度變大，溶液pH會(huì)顯著變?。ㄏ喈?dāng)于生成

11、稀HNO3）。電解KNO3實(shí)質(zhì)是電解水，pH不變。四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1. PH = a 的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的PH a，則該電解質(zhì)可能是：ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO42. 用石墨作電極，分別電解下列各物質(zhì)的溶液CuCl2 CuSO4NaBr NaNO3 鹽酸H2SO4KOH。其中只有水被電解的有 () A B C D3. 如圖所示，在一U形管中裝入含有紫色石蕊的Na2SO4試液，通直流電，一段時(shí)間后U形管內(nèi)會(huì)形成一個(gè)倒立的三色“彩虹”，從左到右顏色的依次是() A藍(lán)、紫、紅 B紅、藍(lán)、紫C紅、紫、藍(lán) D紫、紅、藍(lán)4. 將兩個(gè)鉑電

12、極插入500 mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064 g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為()A4×103 mol/L B2×103 mol/LC1×103 mol/L D1×107 mol/L【鞏固】1如圖所示的裝置，通電一段時(shí)間后，測(cè)得甲池中某電極質(zhì)量增加2.16 g，乙池中某電極上析出0.24 g某金屬，下列說法正確的是()A甲池b極上析出金屬銀，乙池c極上析出某金屬B甲池a極上析出金屬銀，乙池d極上析出某金屬C某鹽溶液可能是CuSO4溶液D某鹽溶液可能是Mg(NO3)

13、2溶液2. 在水中加入等物質(zhì)的量的AgNO3、Ba(NO3)2、NaCl、K2SO4混合均勻取一定量溶液，用惰性電極電解，片刻后在兩個(gè)極區(qū)析出的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為 ()A35.5108 B12 C10835.5 D813. 下列四種裝置中，盛200 mL 0.005 mol/L硫酸銅溶液盛200 mL 0.01 mol/L硫酸盛200 mL氯化鋅溶液盛200 mL氯化鉀溶液(1)上述四種裝置中，為電解池的是_(用編號(hào)回答)，裝置中兩電極的電極反應(yīng)式分別是_(注明電極名稱)；(2)用離子方程式回答：通電時(shí)裝置中的總反應(yīng)是_，溶液中可能發(fā)生的副反應(yīng)是_；(3)工作一段時(shí)間后，測(cè)得導(dǎo)線上

14、均通過0.002 mol電子，則上述四種裝置中溶液pH最小的是_(用編號(hào)回答，鹽的水解和溶液體積變化忽略不計(jì))；(4)若將裝置中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連接，則Fe極上發(fā)生的反應(yīng)是_，C極上發(fā)生的反應(yīng)是_【拔高】1. 鉛蓄電池的工作原理為：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研讀下圖，下列判斷不正確的是()AK閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，中消耗的H2SO4為0.2 molCK閉合時(shí)，中SO向c電極遷移DK閉合一段時(shí)間后，可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極2. 把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽

15、串聯(lián)，用惰性材料作電極在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為()A123 B321 C631 D6323. 電解100 mL含c(H)0.30 mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04 mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是()A0.10 mol/L Ag B0.20 mol/L Zn2 C0.20 mol/L Cu2 D0.20 mol/L Pb24. 用下圖所示裝置通電10分鐘后，去掉直流電源，連接成圖所示裝置，可觀察到U形管左端鐵電極表面析出白色膠狀物質(zhì)，U形管右端液面上升下列說法正確的是()A同溫、同壓下，裝置中石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體多B用

16、裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)為Fe2e2OH=Fe(OH)2C用裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)石墨電極的電極反應(yīng)為2H2e=H2 D裝置通電10分鐘后鐵電極周圍溶液pH降低5. 如圖，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色試回答下列問題：(1)A極為電源的_極(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是_(3)乙裝置中F極附近顯紅色的原因是_(4)欲用丙裝置精煉銅，G應(yīng)該是_(填“純銅”或“粗銅”)，電解質(zhì)溶液的成分是_(5)乙知?dú)溲趸F膠體中含有帶正電荷的紅褐色的膠粒，那么裝置丁中的現(xiàn)象是：_課程小結(jié) 本節(jié)主要根據(jù)電解原理、溶液中離子放電順序以及電極反應(yīng)式來判斷溶液中電解規(guī)律，電解后溶液pH變化。因此，理解電解原理并熟悉掌握陰、陽離子的放電順序是判斷溶液