酸碱盐溶液的电解规律教案

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＞S 2—＞I —＞Br —＞Cl —＞OH —＞含氧酸根(NO 3－,SO 42－等)＞F — ⑵阴极放电顺序
Ag +＞Fe 3+＞Cu 2+＞Fe 2+＞Zn 2+＞H +＞Al 3+＞Mg 2+
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 -=H 2↑ 阳极：2Cl --2e -=Cl 2↑ 总反应：2HCl H 2↑+Cl 2↑
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Na 2SO 4 阴极：2H ++2e -=H 2↑ 阳极：4OH --4e -=2H 2O+O 2↑ 总反应：2H 2O 2H 2↑+O 2↑
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CuSO 4 阴极：Cu 2+ +2e -= Cu 阳极：4OH --4e -=2H 2O+O 2↑ 总反应：2CuSO 4+2H 2O 2Cu+ O 2↑+2H 2SO 4
4. 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 -=H 2↑ 阳极：2Cl --2e -=Cl 2↑ 总反应：2NaCl+2H 2O H 2↑+Cl 2↑+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——
电解
电解
电解
电解
（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H2O H＋＋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；
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H2O H＋＋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：
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500mL 0.1mol/L AgNO3和0.1mol/L Cu(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 32mg B．银 54mg C．银 108mg D．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↑+2H2O ①
阴极：4Ag++4e-=4Ag ②
又pH由6.0变为3.0知，生成△n(H＋)=(10-3-10-6)×0.5≈0.5×10-3mol<n(Ag+)=
0.5×0.1=0.05 mol
电解
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．CuCl2 B．NaCl C．AgNO3 D．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．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
2. 用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液①CuCl2②CuSO4③NaBr
④NaNO3 ⑤盐酸⑥H2SO4⑦KOH。

其中只有水被电解的有 ( )
A．①②⑤ B．③④⑥⑦ C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦
3. 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500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极
增重0.064 g(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．4×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L
C．1×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/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2.16 g，乙池中
某电极上析出0.24 g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∶108 B．1∶2 C．108∶35.5 D．8∶1
3. 下列四种装置中，①盛200 mL 0.005 mol/L硫酸铜溶液②盛200 mL 0.01 mol/L硫酸③盛200 mL氯化锌溶液④盛200 mL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0.002 mol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＋＋SO2－4
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．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∶3 B．3∶2∶1 C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
3.电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( )
A．0.10 mol/L Ag＋ B．0.20 mol/L Zn2＋C．0.20 mol/L Cu2＋D．0.20 mol/L Pb2＋
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)2
C．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______________________________________． (3)乙装置中F 极附近显红色的原因是_________________________________________． (4)欲用丙装置精炼铜，G 应该是________(填“纯铜”或“粗铜”)，电解质溶液的成分是________________________________________________________________________． (5)乙知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的胶粒，那么装置丁中的现象是： _______________________________________________________________________________________
课程小结
本节主要根据电解原理、溶液中离子放电顺序以及电极反应式来判断溶液中电解规律，
电解后溶液pH 变化。

因此，理解电解原理并熟悉掌握阴、阳离子的放电顺序是判断溶液中电解规律、电解后溶液pH 变化的关键。

课后作业
【参考答案】 【基础】
1.A
2.C
3.C
4. A 【巩固】 1.C 2.D
3. (1)①④ 阴极：2Cu 2＋
＋4e －
===2Cu 、阳极：4OH －
－4e －
===O 2↑＋2H 2O (2)2Cl －＋2H 2O=====电解 H 2↑＋Cl 2↑＋2OH － Cl 2＋2OH －===Cl －＋ClO －
＋H 2O (3)② (4)2Fe －4e －
===2Fe 2＋
O 2＋2H 2O ＋4e －
===4OH －
【拔高】
1.C
2.D
3.C
4.B
5. (1)正 (2)CuCl 2=====电解 Cu ＋Cl 2↑
(3)F极为阴极，H＋放电，促进了水的电离，生成了OH－，使酚酞显红色
(4)粗铜硫酸铜溶液(5)Y极附近红褐色变深。