高中化学 电解质水溶液的电解规律选修4

第三章 水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离1、定义：电解质：在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。

非电解质：在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。

强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。

弱电解质： 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。

2、电解质与非电解质本质区别：电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物注意：①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO 4不溶于水，但溶于水的BaSO 4全部电离，故BaSO 4 为强电解质）——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。

3、电离平衡：在一定的条件下，当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时，电离过程就达到了 平衡状态 ，这叫电离平衡。

4、影响电离平衡的因素：A 、温度：电离一般吸热，升温有利于电离。

B 、浓度：浓度越大，电离程度 越小 ；溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向移动。

C 、同离子效应：在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质，会 减弱 电离。

D 、其他外加试剂：加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时，有利于电离。

9、电离方程式的书写：用可逆符号 弱酸的电离要分布写（第一步为主）10、电离常数：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子物质单质化合物电解质非电解质： 非金属氧化物，大部分有机物 。

如SO 3、CO 2、C 6H 12O 6、CCl 4、CH 2=CH 2……强电解质： 强酸，强碱，大多数盐 。

如HCl 、NaOH 、NaCl 、BaSO 4弱电解质： 弱酸，弱碱，极少数盐，水 。

如HClO 、NH 3·H 2O 、Cu(OH)2、H 2O ……混和物纯净物浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。

叫做电离平衡常数，（一般用Ka表示酸，Kb表示碱。

水溶液中的离子平衡§1 知识要点一、弱电解质的电离1、定义：电解质、非电解质 ；强电解质 、弱电解质以下说法中正确的选项是〔 BC 〕A 、能溶于水的盐是强电解质，不溶于水的盐是非电解质；B 、强电解质溶液中不存在溶质分子；弱电解质溶液中必存在溶质分子；C 、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，也一定是强电解质；D 、Na 2O 2和SO 2溶液于水后所得溶液均能导电，故两者均是电解质。

2、电解质与非电解质本质区别：在一定条件下〔溶于水或熔化〕能否电离〔以能否导电来证明是否电离〕 电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物 离子化合物与共价化合物鉴别方法：熔融状态下能否导电 以下说法中错误的选项是〔 B 〕A 、非电解质一定是共价化合物；离子化合物一定是强电解质；B 、强电解质的水溶液一定能导电；非电解质的水溶液一定不导电；C 、浓度相同时，强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强；D 、相同条件下，pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。

3、强电解质与弱电质的本质区别：在水溶液中是否完全电离〔或是否存在电离平衡〕注意：①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质③强电解质不等于易溶于水的化合物〔如BaSO 4不溶于水，但溶于水的BaSO 4全部电离，故BaSO 4为强电解质〕4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc 为例)：〔1〕溶液导电性比照实验； 〔2〕测0.01mol/LHAc 溶液的pH>2；〔3〕测NaAc 溶液的pH 值； 〔4〕测pH= a 的HAc 稀释100倍后所得溶液pH<a +2 〔5〕将物质的量浓度相同的HAc 溶液和NaOH 溶液等体积混合后溶液呈碱性 〔6〕中和10mLpH=1的HAc 溶液消耗pH=13的NaOH 溶液的体积大于10mL; 〔7〕将pH=1的HAc 溶液与pH=13的NaOH 溶液等体积混合后溶液呈酸性〔8〕比拟物质的量浓度相同的HAc 溶液与盐酸分别与同样的锌粒反响产生气体的速率最正确的方法是 和 ；最难以实现的是 ，说明理由 。

电解规律一、电解规律电解电解质溶液，产物主要取决于阳极材料和电解质溶液阳离子的氧化性和阴离子的还原性的强弱。

也和溶液的离子浓度、电流强度有关。

氧化性：Ag＋>Hg2＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋还原性：Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>SO42－>NO3－1、以惰性电极（Pt或石墨）电解电解质溶液的规律：电解不活泼金属的无氧酸盐或无氧酸，实际上是电解电解质本身；电解活泼金属的无氧酸盐，实际上是电解水中的氢离子和电解质中的阴离子；电解不活泼金属的含氧酸盐，实际上是电解水中氢氧根离子和电解质的阳离子；电解活泼金属的含氧酸盐或含氧酸或碱，实际上是电解水，活泼金属的含氧酸盐或①CuCl2Cu＋Cl2↑②2HCl H2↑＋Cl2↑③2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③2H2O2H2↑＋O2↑④2CuSO4＋2H2O2Cu＋H2SO4＋O2↑2、以非惰性电极（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Ag等，K、Ca、Na、Mg、Al太活泼，一般不作电极，Hg在常温下为液态，一般也不作电极）作阳极，电解电解质溶液，阳极金属本身发生氧化反应。

主要运用于电镀和精炼。

①电镀原理：以镀层金属作阳极，以待镀金属作阴极，以镀层金属的可溶性溶液为电解质溶液进行电解，形成的电解池又叫电镀池。

例如，在铜表面镀银，以银作阳极，以铜作阴极，以AgNO3溶液为电解液。

阳极：Ag－e－Ag＋，阴极：Ag＋＋e－Ag。

电镀过程中，电解质溶液的浓度不变，PH值不变。

②精炼原理：以粗金属作阳极，以纯金属作阴极，以纯金属的可溶性溶液为电解质溶液，形成的电解池又叫精炼池。

例如，精炼铜，以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液。

阳极：Cu－2e－Cu2＋,（比铜要活泼的杂质如Zn、Ni、Cd也参加反应，比铜不活泼的金属不参加反应，形成阳极泥。

电解质溶液电解后的pH变化规律
（1）电解电解质本身（水不参与反应）
①电解无氧酸：电解无氧酸溶液，只是电解电解质本身，电解质溶液中的水不参与反应。

如电解盐酸，就是电解HCl
由于电解质不断减少，溶剂不发生变化，则浓度变小，所以[H+]比原酸溶液小，pH 升高
②电解不活泼金属无氧酸盐：只是电解电解质本身，水不参与。

如电解CuCl2溶液，就是电解CuCl2本身
CuCl2为强酸弱碱盐，Cu2+水解，使溶液[H+]＞[OH-]，在电解时由于Cu2+转化成Cu，[Cu2+]不断减少，pH增大。

（2）电解电解质和水
①电解活泼金属无氧酸盐：电解质和水均参与反应。

如电解NaCl溶液
由于生成物中生成强碱，故溶液的pH升高。

②电解不活泼金属含氧酸盐：电解质和水均参与了反应。

如电解CuSO4溶液
由于生成物中生成强酸，故溶液的pH减小。

（3）电解水
①电解含氧酸：只是电解水。

如电解稀H2SO4
由于溶质不发生变化，而水（溶剂）不断减少，则[H+]不断增大，pH减小。

②电解可溶性强碱：只是电解水。

如电解NaOH溶液
（溶剂）不断减少，则[OH-]不断增大，pH升高。

③电解强碱含氧强酸盐：只是电解水。

如电解Na2SO4溶液
由于溶质不发生变化，水（溶剂）不断减少，溶液浓度增大，但由于该物为强酸强碱盐不发生水解，无论反应前或反应后，pH均为7，不会发生变化。

根据电解质在水溶液中是否全部电离，把电解质分为强电解质和弱电解质。

强电解质在水溶液中能够全部电离，而弱电解质在水溶液中只有部分电离。

和化学平衡一样，在弱电解质溶液里，也存在着电离平衡，水溶液中的离子平衡内容实际上是应用化学平衡理论，探讨水溶液中离子间的相互作用，内容比较丰富。

一定条件（温度、浓度）下，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态，简称电离平衡。

强弱电解质理论,特别是弱电解质的电离平衡是学习电解质溶液的重要基础，也是中学化学基本理论中的重要组成部分。

电离平衡除了具备化学平衡的特点外，还具有“电离过程是吸热的；分子、离子共存，这完全不同于强电解质；弱电解质在溶液中的电离都是微弱的”的特点。

一般来说，分子已电离的极少，绝大多数以分子形式存在，如0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大约在1×10－3mol·L－1左右;多元弱酸分步电离，电离程度逐步减弱，如H2CO3的电离常数：K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11。

电离平衡状态时，溶液里离子的浓度和分子的浓度保持不变，但当影响电离平衡状态的条件如温度、浓度等改变时，电离平衡就会从原来的平衡状态变化为新条件下新的电离平衡状态。

电离平衡的移动符合勒夏特列原理,离子浓度相当于生成物的平衡浓度,分子浓度相当于反应物的平衡浓度,外界条件对其影响可归纳为:(1)浓度:对于同一弱电解质,浓度越大,电离平衡越向右移动,但是电离程度减小;浓度越小,电离程度越大,即溶液加水稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。

(2)温度:由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动。

(3)同离子效应:在弱电解质溶液中加入同弱电解质电离产生相同离子的强电解质时,电离平衡将逆向移动。

(4)化学反应:在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡将向电离的方向移动。

电解和电解的应用（1）电解电解质在直流电源作用下，在阴、阳两极发生氧化还原反应，把电能转化为化学能，两极可用惰性材料，石墨或铂。

在电镀过程中则使用被镀金属为阳极，镀件为阴极。

在使用惰性电极时，离子在电极上的放电顺序：阴极：Ag+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Mg2+（2）酸、碱、盐溶液的电解规律无氧酸电解是电解无氧酸，如电解盐酸：电解后溶液的pH增大。

含氧酸电解是电解水。

如电解硫酸溶液电解后溶液的pH减小。

电解强碱溶液，电解活泼金属含氧酸盐溶液时也是电解水，不同的是电解后碱溶液的pH增大，盐溶液的pH不变。

如电解NaOH、Na2SO4溶液。

活泼金属无氧酸盐的电解，是盐和水同时被电解，如电解饱和食盐水。

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解后溶液的pH增大。

不活泼金属无氧酸盐电解，是盐自身电解。

如电解氯化铜溶液。

CuCl2Cu+Cl2↑因为Cu2+水解，溶液是酸性，电解后溶液的pH增大。

不活泼金属含氧酸盐电解是盐和水同时被电解，如电解硫酸铜溶液：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4显然电解后溶液的pH减小。

以上各例都是使用隋性电极进行的电解。

（3）使用金属阳极的电解因为金属阳极比电解质溶液中的阴离子容易放电，所以易于失去电子被氧化而溶解。

可用于电镀和金属的精炼，如电解法制精铜，以精铜片做阴极，粗铜做阳极，硫酸铜溶液做电解液，反应为：阳极：Cu-2e=Cu2+进入溶液。

阴极：Cu2++2e=Cu沉积在铜片上。

作为杂质的较活泼金属氧化后的阳离子留在电解液中，比铜不活泼的金属杂质，则沉积在阳极底部，形成阳极泥。

此外当电解熔化态的活泼金属的氧化物、碱和盐时，在阴极得到活泼的金属。

故用于活泼金属的冶炼。

如，以石墨作电极，电解熔化的氧化铝，可制得铝。

若用石墨作阳极，铁作阴极，电解熔化的烧碱，可制金属钠。

若用石墨作电极，电解熔化的氯化镁，可制得金属镁。

以上所述，都是电解应用的一般规律。

第3课时电解池的工作原理[学习目标定位] 1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。

2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。

一电解池的工作原理1．如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。

容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。

(1)通电前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒的运动状态是自由移动。

(2)通电后离子运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。

电极上发生的变化是①铁电极：2Na＋＋2e－===2Na；②石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑。

(3)由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na 和Cl2。

2．电解和电解池(1)电解是在直流电作用下，在两个电极上发生氧化还原反应的过程。

(2)电解池是将电能转化为化学能的装置。

(3)电极名称阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。

(4)根据以上分析，你认为构成电解池的条件有哪些？答案电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。

归纳总结原电池的工作原理(1)电解池的工作原理示意图(2)电解质导电的过程就是电解质的电解过程。

1．如下图所示装置中，属于电解池的是()答案 C解析判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。

构成电解池的三个条件：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。

2．下列关于电解池的叙述中，正确的是()A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等答案 D二酸、碱、盐溶液的电解规律1．按如图所示装置完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，观察到的现象是①电流计指针发生偏转；②与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质；③与正极相连的a极一侧有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。