電解產(chǎn)物的判斷方法和液pH值的變化的規(guī)律

1、電解產(chǎn)物的判斷方法和電解對溶液pH值的變化的規(guī)律掌握電解反應(yīng)產(chǎn)物及電解時(shí)溶液 pH值的變化規(guī)律1要判斷電解產(chǎn)物是什么，必須理解溶液中離子放電順序：陰極放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。放電順序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag +、Au3+放電由難到易陽極：若是惰性電極作陽極，溶液中的陰離子放電，放電順序是：S、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根離子(NO3-、SO42-、CO32-)、F- 一失電子由易到難若是非惰性電極作陽極，則是電極本身失電子。要明確溶液中陰陽離子的放電順序，有時(shí)還需兼顧到溶液的離子濃度。如果離子濃度

2、 相差十分懸殊的情況下，離子濃度大的有可能先放電。如理論上H+的放電能力大于 Fe2+、Zn 2+，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液時(shí)，由于溶液Fe2+或Zn 2+H +，則先在陰極上放電的是 Fe2+或Zn2+,因此，陰極上的主要產(chǎn)物則為Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不會在陰極上放電的。2電解對溶液PH值的影響：(1) 電解后整個(gè)溶液的 PH值變化由總反應(yīng)及溶液濃度的變化來決定，可分為以下幾種情 況：若消耗H+或生成OH，溶液的pH值增大；若消耗OH或生成H+，溶液的pH值減小。若電解水，PH值的變化由原溶液的 PH值來決定。類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解 對象電解質(zhì)

3、濃度溶液pH值使電解 質(zhì)溶液 復(fù)原電解 水型陰：2H +2e = H2陽：4OH - 4e= 2HzO+OfNaOH （堿性）H2SO4 （酸性NA 2SO4 （中性）水增大增大 減小 不變加出0電解溶質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰陽離子分 別在兩極上放電HClCuCl2電解質(zhì)電解質(zhì)減小 不考慮增大力口 HCl加 CuCl2放 H2生堿型陰：出0放H2生堿 陽：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大力口 HCl放 。2生酸型陰：電解質(zhì)陽離子放電 陽：出0放O2生酸CuSO4AgNO 3電解質(zhì)和 水生成新 電解質(zhì)減小加CuO(2)電解后電極附近溶液的 pH值變化:若陽極周圍生成 O2,則消耗O

4、H，PH值減小;若陰極周圍生成 H2,則消耗H + , PH值增大。 高中化學(xué)原電池和電解池一原電池;原電池的形成條件原電池的工作原理原電池反應(yīng)屬于放熱的氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑 在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電 子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的 定向移動(dòng)和外部導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)構(gòu)成了閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)不斷進(jìn)行， 發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

5、；從化學(xué)反應(yīng)角度看， 原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。原電池的構(gòu)成條件有三個(gè)：（1）電極材料由兩種金屬活動(dòng)性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料（非金 屬或某些氧化物等）組成。（2 ）兩電極必須浸泡在電解質(zhì)溶液中。（3 ）兩電極之間有導(dǎo)線連接，形成閉合回路。只要具備以上三個(gè)條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因?yàn)橐罂梢蕴峁┏掷m(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個(gè)構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的氧化 還原反應(yīng)。也就是說，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。形成前提：總反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極的構(gòu)成：a.活潑

6、性不同的金屬 一鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；b.金屬和非金屬（非金屬必須能導(dǎo)電）一鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨作正極；c.金屬二、例題分析例1、 以石墨棒為電極電解硝酸銅水溶液，寫出電解反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式:解析：Cu（NO3）2水溶液由Cu（NO3）2和H20兩種物質(zhì)組成，其中含有 N03-、OH-兩種陰離子 和Cu2+、H +在兩種陽離子。N03-、0H-在陽極上得電子的先后順序是 0H-NO3- ， Cu2+和H+在陰極上得電子的先后順序是Cu2+H+。溶液中的0H-來自難電離的水，電極反應(yīng)式為：陽極：2H20-4e=02f +4H +陰極：2Cu2+4e-=2Cu將兩個(gè)電極反

7、應(yīng)式相加，得電解Cu（N0 3）2水溶液的離子方程式和化學(xué)方程式：2+ +2 Cu +2 H2O 電解 2Cu + 02 f +4H2 Cu（NO3）2 +2 H2O 申解 2Cu + 02 f +4HN0 3點(diǎn)撥：以惰性電極電解電解質(zhì)水溶液，分析電解反應(yīng)的一般步驟：(1) 分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分為陰、陽離子兩類：(2) 分別對陰陽離子排出放電和得電子順序，寫出兩極上得電極反應(yīng)式:(3) 合并兩個(gè)電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。例2、右圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn) a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無臭 氣體放出，符合這一情況的是(A )a極板b極板x

8、電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵r正極AgNO 3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析：通電后a極板增重，表明溶液中金屬陽離子在a極板上放電，發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì)，因此可確定 a極板是電解池的陰極，與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極。選項(xiàng)CM N-礦-中x極為正極，故C不正確。A中電解液為CuS04溶液，陰極a板上析出Cu而增重，陽極 b板上由于0H離子放電而放出無色無臭的 。2，故A正確。B中電解液為NaOH溶液，通 電后陰極a上應(yīng)放出H2, a極板不會增重，故 B不正確。D中電解液為CuCl2溶液，陰極a 板上因析出Cu而增重，但陽板b板上因C離子放電，放出黃綠色有刺

9、激性氣味的 C12,故 D不正確。例3:右圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極， 電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、 d兩極上共收集到 336mL (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體?；?答：(1) 直流電源中，M為極。(2) Pt電極上生成的物質(zhì)是，其質(zhì)量為go(3) 電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極 b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2 :-(4) AgNO 3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同) , AgNO3溶液的pH_, H2SO4溶液的濃度 , H2SO4溶液的pH。(5) 若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由 5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為 g。解析：

10、電解5.00%的稀H2SO4,實(shí)際上是電解其中的水。因此在該電解池的陰極產(chǎn)生H2,陽極產(chǎn)生O2,且V H2 : V O2 =2 ： 1。據(jù)此可確定d極為陰極，則電源的N極為負(fù)極,2M 極為正極。在 336mL 氣體中，V H 2336 二 224mL ,為 0.01mol ,31V O2336 = 112mol，為0.005mol。說明電路上有 0.02mol電子，因此在b極(Pt、3陰極)產(chǎn)生 Ag : 0.02 108 =2.16g，即 0.02mol 的 Ag。則 n(e) : n(Ag) : n(2): n(H2)=10.02 : 0.02 : 0.005 : 0.01=2 : 2 :

11、 1.2由Ag邙日)電極、Pt (陰)電極和AgNO3溶液組成的電鍍池，在通電一定時(shí)間后，在Pt電極上放電所消耗溶液中Ag+離子的物質(zhì)的量，等于 Ag電極被還原給溶液補(bǔ)充的Ag+離子的物質(zhì)的量，因此AgNO 3不變，溶液的pH也不變。電解5.00%的H2SO4溶液，由于其 中的水發(fā)生電解，因此H2SO4增大，由于H +增大，故溶液的pH減小。設(shè)原5.00%的H2SO4溶液為xg ,電解時(shí)消耗水0.01 X 18 = 0.18g ,則：5.00%x = 5.02% = x -0.18，解得：x = 45.18g。1答案：(1)正；(2) Ag、2.16; (3) 2 : 1 ； (4)不變、不變

12、、增大、減小；(5)245.18。例4：室溫下，用惰性電極電解V mL某二價(jià)金屬的硫酸鹽溶液一段時(shí)間后，陰極有 m mg金屬析出，溶液的pH值由6 5變?yōu)? 0電解前后溶液體積的變化可忽略不計(jì)，析出金屬的原子量的數(shù)字表達(dá)式為A55200m100m2 10 m1 10 mABCD .-V VVV解析：該二價(jià)金屬的物質(zhì)的量為 ,電路上流過的電子的物質(zhì)的量為X 2。此電解為混MM合電解，故產(chǎn)生的H +的物質(zhì)的量即為電子的物質(zhì)的量X 2,由此可得： X 2= 10，XMM200m 十、出.V, M =。應(yīng)選 A。V例5:電解飽和KCI溶液1.5 L,當(dāng)生成的氯氣完全被過量的 AgNO 3溶液吸收后，

13、得到沉 淀0.4305 g。若原電解液的體積變化忽略不計(jì)時(shí)， 電解后溶液的pH值為(C )A. 10.3B. 11C. 11.3D. 12.3解析：0.4305 g AgCl沉淀為0 003 mol，由此可知電子的物質(zhì)的量為0 0015 mol , KCl溶液的電解為混合電解，故OH 的濃度為0 0015 mol / L , H+濃度為73X 102 mol / L，由此可看出應(yīng)選C。三、考點(diǎn)強(qiáng)訓(xùn)一、選擇題：(B )1. (05全國卷I )關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是A 電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B .若在陽極附近的溶液中滴入KI試液，溶液呈棕色C 若在陰極附近的溶液中

14、滴入酚酞試液，溶液呈無色D 電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?D )2、2005天津卷)2、金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2*v Ni2+ZYMB.XYZMFe2+和 Zn 2+Cu 和 PtX和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時(shí)，Z極上Y先析出；又知 M2+的氧化性強(qiáng)于 丫2+。則這C. MZXYD. XZMYa極板質(zhì)量增加，b極板處有無色a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuS4B石墨石墨負(fù)極NaHC銀鐵正極AgN 3D銅石墨負(fù)極CuCl2(A )4 右圖中x、y分別是直

15、流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn) 無臭氣體放出，符合這一情況的是(BC )5 .(03上海)右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是A. a為負(fù)極，b為正極B. a為陽極，b為陰極C. 電解過程中，d電極質(zhì)量增加D. 電解過程中，氯離子濃度不變(C )6 . (05江蘇)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時(shí) 間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：放電*下列敘述不正確 + 的是0 充電 3Zn(H)2 + 2Fe(OH) 3 + 4KOHA .放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn 2e +2OH = Zn(OH) 2 2 B .充電時(shí)陽極反應(yīng)為：Fe(

16、OH)3 3e + 5 OH = Fe4 + 4H 2C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移 3 mol電子，正極有1mol K2Fe4被氧化D .放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)(A ) 7、用惰性電極電解某溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和2生成，則電解一段時(shí)間后，若電解前后溫度變化忽略不計(jì)，下列有關(guān)溶液敘述正確 的有該溶液的pH可能增大該溶液的pH可能減小該溶液的pH可能不變該溶液的濃度可能增大該溶液的濃度可能不變A.B .只有C .只有D.只有(AD)8 . (04廣西)pH=a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 pHa，則該電解質(zhì)可能是A. NaOH B . H2SO4 C. AgNO 3 D

17、 . W2SO4(C )9.用惰性電極電解下列物質(zhì)的溶液，經(jīng)過一段時(shí)間，溶液的物質(zhì)的量濃度增大，pH減小的是ABC(D )11 .以Pt作電極，用電源串聯(lián)電解分別裝在兩個(gè)燒杯里的200mL 0.3mL/L NaCl溶液和300mL 0.1mol/L的AgNO 3溶液，過一段時(shí)間取出電極， 將兩杯溶液混合，則對混合液的pH 值判斷正確的是A.小于7B.大于7C.等于7D.大于等于7(B) 12、下列四種裝置中，溶液的體積均為 摩/升，工作一段時(shí)間后，測得導(dǎo)線上均通過250毫升，開始時(shí)電解質(zhì)溶液的濃度均為0.100.02摩電子，若不考慮溶液體積的變化，則下列敘述正確的是ZnrllFeFeTCeJ-

18、亠-1L . ， s 1CuSO4 H 代 O4 ZnClj NaClA工作一段時(shí)間后溶液的濃度二二二B工作一段時(shí)間后溶液的 pH值：3笑C產(chǎn)生氣體的總體積：D 電極上析出的固體的質(zhì)量：(A )13 .如圖所示，圖中四種裝置工作一段時(shí)間后，測得導(dǎo)線上均通過了0.002mol電子，此時(shí)溶液的pH由小到大的排列順序?yàn)?不考慮溶液的水解和溶液的體積變化)100mLCuSO4溶液A . 200mL0.005molH2S04 溶液B . 逾200mLCuCl2溶液C . 200mLNaCl飽和溶液D . (D )14 .按右圖裝置實(shí)驗(yàn)，若 x軸表示流入 陰極的電子的物質(zhì)的量，貝Uy軸可表示 c(Ag +) c(NO3)a棒的質(zhì)量b棒的質(zhì)量溶液的pHA .B .iE電子的樹直的豈九乩C4；-1=C.D .（B ）15.用兩支惰性電極插入 500mL AgNO 3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的 pH值從6.0 變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)電解陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前