电解产物的判断方法和液pH值的变化的规律

1、电解产物的判断方法和电解对溶液pH值的变化的规律掌握电解反应产物及电解时溶液 pH值的变化规律1要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序：阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag +、Au3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F- 一失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度

2、 相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于 Fe2+、Zn 2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液Fe2+或Zn 2+H +，则先在阴极上放电的是 Fe2+或Zn2+,因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。2电解对溶液PH值的影响：(1) 电解后整个溶液的 PH值变化由总反应及溶液浓度的变化来决定，可分为以下几种情 况：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值减小。若电解水，PH值的变化由原溶液的 PH值来决定。类型电极反应特点实例电解 对象电解质

3、浓度溶液pH值使电解 质溶液 复原电解 水型阴：2H +2e = H2阳：4OH - 4e= 2HzO+OfNaOH （碱性）H2SO4 （酸性NA 2SO4 （中性）水增大增大 减小 不变加出0电解溶质型电解质电离出的阴阳离子分 别在两极上放电HClCuCl2电解质电解质减小 不考虑增大力口 HCl加 CuCl2放 H2生碱型阴：出0放H2生碱 阳：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大力口 HCl放 。2生酸型阴：电解质阳离子放电 阳：出0放O2生酸CuSO4AgNO 3电解质和 水生成新 电解质减小加CuO(2)电解后电极附近溶液的 pH值变化:若阳极周围生成 O2,则消耗O

4、H，PH值减小;若阴极周围生成 H2,则消耗H + , PH值增大。 高中化学原电池和电解池一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂 在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电 子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的 定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行， 发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置

5、；从化学反应角度看， 原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。原电池的构成条件有三个：（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金 属或某些氧化物等）组成。（2 ）两电极必须浸泡在电解质溶液中。（3 ）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化 还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。形成前提：总反应为自发的氧化还原反应电极的构成：a.活泼

6、性不同的金属 一锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；b.金属和非金属（非金属必须能导电）一锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；c.金属二、例题分析例1、 以石墨棒为电极电解硝酸铜水溶液，写出电解反应的离子方程式和化学方程式:解析：Cu（NO3）2水溶液由Cu（NO3）2和H20两种物质组成，其中含有 N03-、OH-两种阴离子 和Cu2+、H +在两种阳离子。N03-、0H-在阳极上得电子的先后顺序是 0H-NO3- ， Cu2+和H+在阴极上得电子的先后顺序是Cu2+H+。溶液中的0H-来自难电离的水，电极反应式为：阳极：2H20-4e=02f +4H +阴极：2Cu2+4e-=2Cu将两个电极反

7、应式相加，得电解Cu（N0 3）2水溶液的离子方程式和化学方程式：2+ +2 Cu +2 H2O 电解 2Cu + 02 f +4H2 Cu（NO3）2 +2 H2O 申解 2Cu + 02 f +4HN0 3点拨：以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般步骤：(1) 分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳离子两类：(2) 分别对阴阳离子排出放电和得电子顺序，写出两极上得电极反应式:(3) 合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。例2、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现 a极板质量增加，b极板处有无色无臭 气体放出，符合这一情况的是(A )a极板b极板x

8、电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁r正极AgNO 3D铜石墨负极CuCl29解析：通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定 a极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x极是负极。选项CM N-礦-中x极为正极，故C不正确。A中电解液为CuS04溶液，阴极a板上析出Cu而增重，阳极 b板上由于0H离子放电而放出无色无臭的 。2，故A正确。B中电解液为NaOH溶液，通 电后阴极a上应放出H2, a极板不会增重，故 B不正确。D中电解液为CuCl2溶液，阴极a 板上因析出Cu而增重，但阳板b板上因C离子放电，放出黄绿色有

9、刺激性气味的 C12,故 D不正确。例3:右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极， 电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、 d两极上共收集到 336mL (标准状态)气体。回 答：(1) 直流电源中，M为极。(2) Pt电极上生成的物质是，其质量为go(3) 电源输出的电子，其物质的量与电极 b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2 :-(4) AgNO 3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同) , AgNO3溶液的pH_, H2SO4溶液的浓度 , H2SO4溶液的pH。(5) 若H2SO4溶液的质量分数由 5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。解析

10、：电解5.00%的稀H2SO4,实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H2,阳极产生O2,且V H2 : V O2 =2 ： 1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极,2M 极为正极。在 336mL 气体中，V H 2336 二 224mL ,为 0.01mol ,31V O2336 = 112mol，为0.005mol。说明电路上有 0.02mol电子，因此在b极(Pt、3阴极)产生 Ag : 0.02 108 =2.16g，即 0.02mol 的 Ag。则 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)电极、Pt (阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag+离子的物质的量，等于 Ag电极被还原给溶液补充的Ag+离子的物质的量，因此AgNO 3不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液，由于其 中的水发生电解，因此H2SO4增大，由于H +增大，故溶液的pH减小。设原5.00%的H2SO4溶液为xg ,电解时消耗水0.01 X 18 = 0.18g ,则：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)不变、不

12、变、增大、减小；(5)245.18。例4：室温下，用惰性电极电解V mL某二价金属的硫酸盐溶液一段时间后，阴极有 m mg金属析出，溶液的pH值由6 5变为2 0电解前后溶液体积的变化可忽略不计，析出金属的原子量的数字表达式为A55200m100m2 10 m1 10 mABCD .-V VVV解析：该二价金属的物质的量为 ,电路上流过的电子的物质的量为X 2。此电解为混MM合电解，故产生的H +的物质的量即为电子的物质的量X 2,由此可得： X 2= 10，XMM200m 十、出.V, M =。应选 A。V例5:电解饱和KCI溶液1.5 L,当生成的氯气完全被过量的 AgNO 3溶液吸收后，

13、 得到沉 淀0.4305 g。若原电解液的体积变化忽略不计时， 电解后溶液的pH值为(C )A. 10.3B. 11C. 11.3D. 12.3解析：0.4305 g AgCl沉淀为0 003 mol，由此可知电子的物质的量为0 0015 mol , KCl溶液的电解为混合电解，故OH 的浓度为0 0015 mol / L , H+浓度为73X 102 mol / L，由此可看出应选C。三、考点强训一、选择题：(B )1. (05全国卷I )关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是A 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B .若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C 若在阴极附近的溶液

14、中滴入酚酞试液，溶液呈无色D 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性(D )2、2005天津卷)2、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2*v Ni2+ZYMB.XYZMFe2+和 Zn 2+Cu 和 PtX和Z用导线连接放入稀硫酸中时，Z极上Y先析出；又知 M2+的氧化性强于 丫2+。则这C. MZXYD. XZMYa极板质量增加，b极板处有无色a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuS4B石墨石墨负极NaHC银铁正极AgN 3D铜石墨负极CuCl2(A )4 右图中x、y分别是

15、直流电源的两极，通电后发现 无臭气体放出，符合这一情况的是(BC )5 .(03上海)右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是A. a为负极，b为正极B. a为阳极，b为阴极C. 电解过程中，d电极质量增加D. 电解过程中，氯离子浓度不变(C )6 . (05江苏)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时 间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：放电*下列叙述不正确 + 的是0 充电 3Zn(H)2 + 2Fe(OH) 3 + 4KOHA .放电时负极反应为：Zn 2e +2OH = Zn(OH) 2 2 B .充电时阳极反应为：Fe

16、(OH)3 3e + 5 OH = Fe4 + 4H 2C.放电时每转移 3 mol电子，正极有1mol K2Fe4被氧化D .放电时正极附近溶液的碱性增强(A ) 7、用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和2生成，则电解一段时间后，若电解前后温度变化忽略不计，下列有关溶液叙述正确 的有该溶液的pH可能增大该溶液的pH可能减小该溶液的pH可能不变该溶液的浓度可能增大该溶液的浓度可能不变A.B .只有C .只有D.只有(AD)8 . (04广西)pH=a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 pHa，则该电解质可能是A. NaOH B . H2SO4 C. AgNO 3

17、D . W2SO4(C )9.用惰性电极电解下列物质的溶液，经过一段时间，溶液的物质的量浓度增大，pH减小的是ABC(D )11 .以Pt作电极，用电源串联电解分别装在两个烧杯里的200mL 0.3mL/L NaCl溶液和300mL 0.1mol/L的AgNO 3溶液，过一段时间取出电极， 将两杯溶液混合，则对混合液的pH 值判断正确的是A.小于7B.大于7C.等于7D.大于等于7(B) 12、下列四种装置中，溶液的体积均为 摩/升，工作一段时间后，测得导线上均通过250毫升，开始时电解质溶液的浓度均为0.100.02摩电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是ZnrllFeFeTCeJ

18、-亠-1L . ， s 1CuSO4 H 代 O4 ZnClj NaClA工作一段时间后溶液的浓度二二二B工作一段时间后溶液的 pH值：3笑C产生气体的总体积：D 电极上析出的固体的质量：(A )13 .如图所示，图中四种装置工作一段时间后，测得导线上均通过了0.002mol电子，此时溶液的pH由小到大的排列顺序为(不考虑溶液的水解和溶液的体积变化)100mLCuSO4溶液A . 200mL0.005molH2S04 溶液B . 逾200mLCuCl2溶液C . 200mLNaCl饱和溶液D . (D )14 .按右图装置实验，若 x轴表示流入 阴极的电子的物质的量，贝Uy轴可表示 c(Ag +) c(NO3)a棒的质量b棒的质量溶液的pHA .B .iE电子的樹直的豈九乩C4；-1=C.D .（B ）15.用两支惰性电极插入 500mL AgNO 3溶液中，通电电解。当电解液的 pH值从6.0 变为3.0时（设电解阴极没有氢气析出，且电解液在电解前