酸碱盐溶液的电解规律教案

酸碱盐溶液的电解规律适用学科高中化学适用年级高二适用区域全国人教版课时时长（分钟）60知识点1.常见酸碱盐溶液的电解规律2.电解过程中，溶液PH变化规律教学目标掌握常见酸碱盐溶液的电解规律掌握电解过程中，溶液PH变化规律教学重点酸碱盐溶液的电解规律电解过程中，溶液PH变化规律教学难点酸碱盐溶液的电解规律、电解过程中溶液PH变化规律教学过程一、复习预习1.复习电解池的电路工作原理：(1).阴极上——电子从外接直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，电解池中的阳离子移向阴极，并在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；(2).阳极上——电解池中的阴离子移向阳极，并在阳极上失去电子（或活泼阳极失去电子）而被氧化，发生氧化反应，失去的电子经导线向外接直流电源的正极流入。(3)．电解池的电极和电极反应：阳极：失去电子，发生氧化反应阴极：得到电子，发生还原反应2.复习用惰性电极电解时，电极上的放电顺序：⑴阳极放电顺序活性电极＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH—＞含氧酸根(NO3－,SO42－等)＞F—⑵阴极放电顺序Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Mg2+3.预习：根据阴阳离子在电极上的放电顺序，确定常见酸碱盐溶液的电解规律以及电解过程中溶液PH变化规律二、知识讲解本节课主要掌握常见酸碱盐溶液的电解规律以及电解过程中溶液PH变化规律（一）酸碱盐溶液的电解规律（电极均为惰性电极）1.电解溶质型——溶液中溶质电离出的阴阳离子参加电极反应，而水不变。如电解盐酸阴极：2H++2e-=H2↑阳极：2Cl--2e-=Cl2↑总反应：2HClH2↑+Cl2↑2.电解水型——溶液中水电离出的H+、OH-比溶质离子先放电。如电解Na2SO4阴极：2H++2e-=H2↑阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑总反应：2H2O2H2↑+O2↑3.放氧生酸型——溶质电离出的阳离子和水电离出的OH-参加电极反应，此时既消耗溶质电离出的阳离子又消耗水电离出的OH-，如电解CuSO4阴极：Cu2++2e-=Cu阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO44.放氢生碱型——溶液中溶质电离出的阴离子和水电离出的H+参加电极反应，此时既消耗溶质电离出的阴离子又消耗水电离出的H+，如电解NaCl溶液阴极：2H++2e-=H2↑阳极：2Cl--2e-=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH（二）电解过程，溶液PH变化1.电解溶质型——若电解的溶质为无氧酸，则溶质消耗掉，其浓度减小，酸性减弱，pH减小；2.电解水型——（1）若溶质为含氧酸（或强碱），则电解的是水，水消耗掉，酸（或碱）浓度增大，酸性（或碱性）增强，pH减小（或增大）；（2）若溶质为含氧强酸强碱盐，则电解的是水，水消耗掉，盐浓度增大，酸碱性不变，pH不变；3.放氧生酸型——若水电离出的OH-和盐电离出的阳离子参加电极反应，此时水的电离平衡H2OH＋＋OH－正向移动，使c(OH-)c(H＋)，则溶液中有酸生成，即酸性增强，pH减小；电解电解电解电解4.放氢生碱型——若水电离出的H＋和盐电离出的阴离子参加电极反应，此时水的电离平衡H2OH＋＋OH－正向移动，使c(OH-)c(H＋)，则溶液中有碱生成，即碱性增强，pH增大；如，常见电解溶液的电极反应及溶液中酸碱性的变化：电解质溶液阳极反应式阴极反应式电解总反应式溶液酸碱性变化CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCuCl2=Cu+Cl2↑——HCl2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑消耗酸，酸性减弱Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑电解水，酸碱性不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑电解水，酸性增强NaOH4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑电解水，碱性增强NaCl2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH电解水电离出的H+和溶质电离出的阴离子，碱性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2++2e-=Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4电解水电离出的OHˉ和溶质电离出的阳离子，酸性增强考点1酸碱盐溶液的电解规律若惰性电极作阳极，则比较溶液中离子放电顺序，先放电的离子先发生电极反应；若活泼电极作阳极，则阳极材料先发生氧化反应。考点2电解过程，溶液PH变化分析电解过程中溶液的pH变化时，基本方法是写出可能的电极反应式，确定有无水电离出的H＋或OH-参加反应：①若水电离出的H＋或OH-参加电极反应，则根据水的电离平衡正向移动原理，判断c(OH-)c(H＋)的大小，从而确定溶液的酸碱性变化，进而推断pH变化；②若水电离出的H＋或OH-不参加电极反应时，应考虑溶液中呈酸碱性的溶质浓度变化来判断c(OH-)或c(H＋)变化，从而推断pH变化三、例题精析【例1】用两支惰性电极插入500mL0.1mol/LAgNO3和0.1mol/LCu(NO3)2的混合溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出的物质及质量分别是（）A．铜32mgB．银54mgC．银108mgD．铜和银118mg【答案】B【解析】根据离子放电顺序，先在两极发生电极反应的是OH-和Ag+：阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O①阴极：4Ag++4e-=4Ag②又pH由6.0变为3.0知，生成△n(H＋)=(10-3-10-6)×0.5≈0.5×10-3moln(Ag+)=0.5×0.1=0.05mol所以溶液中只有AgNO3和2H2O电解：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+所以析出物质只有银，其物质的量为n(Ag)=△n(H＋)=0.5×10-3mol质量为0.5×10-3mol×108g/mol=54mg【例2】串联电路中的四个电解池分别装有0.1mol·L-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（）A．CuCl2B．NaClC．AgNO3D．KNO3【答案】C【解析】本题主要考查电解原理、离子放电顺序及电解后溶液pH变化等问题。理解电解原理并熟悉掌握阴、阳离子的放电顺序是解本题的关键。在电解时，如果H+或OH-在电极上放电往往会导致电极附近溶液H+或OH-浓度发生改变，从而引起电极附近pH变化。对于电解CuCl2溶液，尽管H+或OH-都没有在阴极或阳极上放电，但由于CuCl2是强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl2完全电解后，如果不考虑Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大（实际上由于生成HCl、HClO，溶液呈微酸性）。电解NaCl溶液H+在阴极上放电，阴极附近OH-浓度增大；阳极上Cl-放电，阳极区域H+、OH-浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大，电解AgNO3溶液，阴极Ag+放电；阳极是OH-放电，阳极区域H+浓度变大，溶液pH会显著变小（相当于生成稀HNO3）。电解KNO3实质是电解水，pH不变。四、课堂运用【基础】1.PH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的PH＞a，则该电解质可能是：A．NaOHB．H2SO4C．AgNO3D．Na2SO42.用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液①CuCl2②CuSO4③NaBr④NaNO3⑤盐酸⑥H2SO4⑦KOH。其中只有水被电解的有()A．①②⑤B．③④⑥⑦C．④⑥⑦D．③⑤⑥⑦3.如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的依次是()A．蓝、紫、红B．红、蓝、紫C．红、紫、蓝D．紫、红、蓝4.将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A．4×10－3mol/LB．2×10－3mol/L电解C．1×10－3mol/LD．1×10－7mol/L【巩固】1．如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.24g某金属，下列说法正确的是()A．甲池b极上析出金属银，乙池c极上析出某金属B．甲池a极上析出金属银，乙池d极上析出某金属C．某盐溶液可能是CuSO4溶液D．某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液2.在水中加入等物质的量的AgNO3、Ba(NO3)2、NaCl、K2SO4混合均匀．取一定量溶液，用惰性电极电解，片刻后在两个极区析出的氧化产物与还原产物的质量之比为()A．35.5∶108B．1∶2C．108∶35.5D．8∶13.下列四种装置中，①盛200mL0.005mol/L硫酸铜溶液②盛200mL0.01mol/L硫酸③盛200mL氯化锌溶液④盛200mL氯化钾溶液．(1)上述四种装置中，为电解池的是________(用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别是______________________________________________(注明电极名称)；(2)用离子方程式回答：通电时装置④中的总反应是____________________________，溶液中可能发生的副反应是____________________________；(3)工作一段时间后，测得导线上均通过0.002mol电子，则上述四种装置中溶液pH最小的是________(用编号回答，盐的水解和溶液体积变化忽略不计)；(4)若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是________________________________________________________________________，C极上发生的反应是______________________________________________________．【拔高】1.铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不．正确的是()A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，Ⅱ中SO2－4向c电极迁移D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极2.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，用惰性材料作电极在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为()A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．6∶3∶1D．6∶3∶23.电解100mL含c(H＋)＝0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A．0.10mol/LAg＋B．0.20mol/LZn2＋C．0.20mol/LCu2＋D．0.20mol/LPb2＋4.用下图Ⅰ所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升．下列说法正确的是()A．同温、同压下，装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多B．用装置Ⅱ进行实验时铁电极的电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2C．用装置Ⅱ进行实验时石墨电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑D．装置Ⅰ通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低5.如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极．将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色．试回答下列问题：(1)A极为电源的________极．(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_______________________