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发表时间:2021-03-08

电离平衡和电化学。

经验告诉我们,成功是留给有准备的人。高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。优秀有创意的高中教案要怎样写呢?下面是小编精心为您整理的“电离平衡和电化学”,希望对您的工作和生活有所帮助。

电离平衡和电化学
[命题方向]
《考试大纲》中对这部分内容的要求可以总结成如下几条:
(1)理解盐类水解的原理.了解盐溶液的酸碱性。理解影响弱电解质电离平衡的因素。理解弱电解质的电离跟盐的水解的内在联系,能根据这种联结关系进行辩证分析。
(2)能用电离原理、盐类水解原理分析比较溶液的酸碱性强弱,判断溶液中某些离子间浓度大小,解决一些实际问题。
(3)理解原电池原理及构成原电池的条件。理解原电池反应和一般氧化还原反应的异同。能分析常见化学电源的化学原理。
(4)理解化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同。了解生产实际中常见的金属防腐方法的化学原理和金属防腐的一般方法。
(5)理解电解的基本原理。记住电解反应中常见离子在阴、阳极的放电顺序。阳极上失电子顺序为AlZnFeSnPb(H)CuHgAgS2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-;阴极上得电子顺序为O2Cl2Br2I2SAg+Hg2+Cu2+(H+)Pb2+Fe2+Zn2+Al3+……
(6)电解原理的应用:氯碱工业、冶炼铝、电镀、精炼铜等。
近几年考查这方面内容的试题在高考所占的比例较大,在理科综合试题每年都会2-3道选题、一道大题,在化学单科试题也常会有大题出现。
[复习重点]
1.本章内容的核心是实质是化学平衡移动原理的具体应用,电离平衡、水解平衡、原电池反应、电解反应中都涉及到化学平衡移动原理。下表列举了这部分内容中的跟平衡移动有关的一些实例:
表:化学平衡与其它各类平衡的关系
知识内容与化学平衡之间的联系
弱电解质的电离电离平衡实质上就是一种化学平衡,可以用化学平衡移动原理对弱电解质的电离平衡作定性的、或定量的分析。根据电离度大小可比较弱电解质相对强弱,根据相应盐的水解程度也可比较弱电解质的相对强弱。
水的电离水是一种很弱的电解质,加酸、加碱会抑制水的电离,升高温度会促进水的电离。Kw=[OH-][H+]是水的电离平衡的定量表现,H+、OH-浓度可以用这个关系进行换算。
盐类水解盐类水解(如F-+H2OHF+OH-)实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果:①水的电离平衡向正方向移动(H2OH++OH-),②另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动(HFF-+H+)。也可以看成是中和反应的逆反应,升高温度会促进水解。
中和滴定水的电离程度很小,H++OH-=H2O的反应程度很大,所以可以利用这个反应进行中和滴定实验,测定酸或碱溶液的浓度。
原电池反应和电解反应原电池反应和电解反应实质是氧化还原反应,其特点是一个氧化还原反应分成了两个电极反应(却氧化反应、还原反应分别在不同的电极上发生反应)。一些原电池的电极反应(如钢铁的吸氧腐蚀正极的电极反应O2+2H2O+4e=4OH-)涉及到水的电离平衡移动造成pH变化。电解硫酸、氢氧化钠、氯化钠等溶液过程中,在阴极或阳极附近由于电极反应而使水的电离平衡发生移动造成pH变化。
2.本部分内容的知识体系

3.原电池
(1)原电池的构成条件:这是一种把化学能转化为电能的装置.从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
a.负极与正极:作负极的一般是较活泼的金属材料,作正极的材料用一般导体即可
b.电解质溶液:
c.闭合回路
注意:通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极,但也不是绝对的,严格地说,应以发生的电极反应来定.例如,Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中,由于发生电极反应的是Al,故Al作负极。
(2)原电池的工作原理:
(1)电极反应(以铜锌原电池为例):负极:Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)
(2)电子流向:从负极(Zn)流向正极(Cu)
(3)电流方向:从正极(Cu)流向负极(Zn)
(4)能量转变:将化学能转变成电能
(3)电极反应:
在正、负极上发生电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。如氢-氧燃料电池,它的负极是多孔的镍电极,正极为覆盖氧化镍的镍电极,电解质溶液是KOH溶液,在负极通入H2,正极通入O2,电极反应:
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
负极的反应我们不能写成:2H2-4e-=4H+。因生成的H+会迅速与OH-生成H2O。
(4)金属的腐蚀:
金属的腐蚀分为两类:
(1)化学腐蚀:金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀。
(2)电化腐蚀:不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。
最普遍的钢铁腐蚀是:负极:2Fe-4e-=2Fe2+
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
(注:在少数情况下,若周围介质的酸性较强,正极的反应是:2H++2e-=H2↑)
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为:
2Fe-4e-=2Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O
(5)金属的防护
一般有三条途径:其一是改变金属内部结构,如制成合金,其二是涂保护层,其三是电化学保护法。例如在铁表面镀上锌或锡,即成白铁与马口铁,但一旦破损,因原电池反应,白铁外面的锌可进一步起保护作用,而马口铁外面的锡反而会加速腐蚀(铁作负极被溶解)。
4.电解原理及其应用
直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。
从参加反应的物质来分电解反应可分成五类:
(1)H2O型:实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
(2)溶质型:溶质所电离出来的离子发生氧化还原,如电解氯化铜、溴化氢等溶液。
(3)硫酸铜溶液型:电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸,电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。
(4)氯化钠溶液型:电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠,电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。
(5)电镀型:镀层金属作阳极,阳极反应是:M-ne-=Mn+,镀件作阴极,阴极反应是:Mn++ne-=M。(电解精炼与电镀,实质上是相同的)
[典型题析]
[例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式:
负极反应式:2CO+2CO32--4e-=4CO2
正极反应式:
总电池反应式:
[解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型,从通常原电池的电解质溶液,一下过渡到熔融盐,不少人无法适应,当年高考失分也很严重。其实,我们只要从最基本的一点-燃料电池分析,其总电池反应式应为:2CO+O2=2CO2,然后逆向思考正极反应式-应为总反应式减去负极反应式,就可得出结果:O2+2CO2+4e-=2CO32-。
[例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质,二氧化锰的作用是()
A.和正极作用把碳变成CO2
B.把正极附近生成的H2氧化成水
C.电池中发生化学反应的催化剂
D.和负极作用,将锌变成锌离子Zn2+
[解析]锌锰干电池的负极材料是锌,故负极反应是Zn-2e-=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和(H),继而被MnO2氧化为水,使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化,故MnO2也可称为正极的去极剂,使正极附近生成的H2氧化为水。正极反应:
2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O
电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
本题答案为B。
[例3]将0.lmol醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是()
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B.溶液中c(H+)增大
C.醋酸电离平衡向左移动D.溶液的pH增大
[解析]答案为D。
主要考查电离平衡知识。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础知识,要用到化学平衡移动原理。要注意酸溶液稀释时,溶液的c(OH-)增大,同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。
[例4]已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是()
A.在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同
B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等
C.在NaHA溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)
D.在Na2A溶液中一定有:c(Na+)c(A2-)c(H+)c(OH-)
[解析]答案选C。
主要考查电离平衡、盐类水解等理论知识。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中,从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识,可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。
根据题给条件可判断,H2A的第一级电离就较弱,属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离,两溶液中所含离子种类数肯定相同。在Na2A溶液中,由于A2-水解,阴离子总数增加,在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小,所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中,阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以,在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。
[例5]剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片,分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm)。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“-”端相连接,电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯,在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸,在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题:
(1)两电极同时插入稀硫酸中,电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极,铝片上电极反应式为;
(2)两电极同时插入浓硝酸时,电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极,此时铝是(填“正”或“负”)极,铝片上电极反应式为。
[解析]电极的确定依赖于具体的电极反应,在这个问题上,学生易受思维定势的影响,以为金属越活泼,便一定是负极,殊不知,在浓硝酸中,Al表面产生了钝化,发生反应的是Cu。因此,当Al、Cu同时插入稀硫酸时,电流表指针偏向Al。(电流方向从正极到负极)。电极反应式为:Al-3e-=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时,电流表指针偏向Cu,Al作正极,且电极反应式为:NO3-+4H++3e-=NO+2H2O。

[预测与训练]
1.0.100molL-1的Na2S的溶液中,下列关系不正确的是()
A.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1B.c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
C.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)D.c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
2.在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体,测得[Na+]与[CH3COO-]几乎相等,则原溶液可能是()
A.HCl溶液B.NaOH溶液C.KCl溶液D.KOH溶液
3.已知同温同浓度时①H2CO3比H2S电离度大,②H2S比HCO3-电离度大,则下列反应不正确的是()
(A)Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS
(B)Na2S+H2O+CO2=NaHS+NaHCO3
(C)2NaHCO3+H2S=Na2S+2H2O+2CO2
(D)2NaHS+H2O+CO2=Na2CO3+2H2S
4.将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中,在此过程中,溶液中的[H+]与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积不变)()
ABCD
5.下列操作中,能使电离平衡H2OH++OH-,向右移动且溶液呈酸性的是()
(A)向水中加入NaHSO4溶液(B)向水中加入Al2(SO4)3溶液
(C)向水中加入Na2CO3溶液(D)将水加热到100℃,使pH=6
6.要使水的电离平衡向右移动,且使pH<7,可采取的措施是()
A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量盐酸D加热
7.在室温下,0.1mol/L100ml的醋酸溶液中,欲使其溶液的pH减小,但又要使醋酸电离度减少,应采取()
A加入少量CH3COONa固体B通入少量氯化氢气体
C提高温度D加入少量纯醋酸
8.下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是()
A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为:4OH-—4e-=2H2O+O2↑
C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
9.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两电极板,通过导线与直流电源相连。回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为。在X极附近观察到的现象是。
②Y电极的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X的电极材料是,电极反应式为。
②Y电极的材料是,电极反应式为。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
10.某种胃药片的制酸剂为碳酸钙,其中所含的制酸剂质量的测定如下:
①需配制0.1molL-1的盐酸和0.1molL-1的氢氧化钠溶液;
②每次取一粒(药片质量均相同)0.2g的此胃药片,磨碎后加入20.00mL蒸馏水;
③以酚酞为指示剂,用0.1molL-1的氢氧化钠溶液滴定,需用去VmL达滴定终点;
④加入25.00mL0.1molL-1的盐酸溶液。
(1)写出实验过程的步骤(写编号顺序)______________。
(2)下图所示的仪器中配制0.1molL-1盐酸溶液和0.1molL-1氢氧化钠溶液肯定不需要的仪器是(填序号)_________,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是(填仪器名称)__________。
(3)配制上述溶液应选用的容量瓶的规格是(填字母)__________________。
(A)50mL、50mL(B)100mL、100mL
(C)100mL、150mL(D)250mL、250mL
(4)写出有关的化学方程式_____________________________。
(5)胃药中含碳酸钙的质量是________。
11.将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以1︰2的体积比混和,所得溶液的pH=12,用上述NaOH溶液滴定pH=3的某一元弱酸溶液20mL,达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL,试求:
(1)NaOH溶液的物质的量的浓度;
(2)此一元弱酸的物质的量的浓度;
[参考答案]
1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。
9.(1)①2H++2e-=H2↑放出气体,溶液变红。
②2Cl--2e-=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。
(2)①纯铜Cu2++2e-=Cu②粗铜Cu-2e-=Cu2+
10.(1)这一问主要是为了考查学生对中和滴定实验过程的理解和掌握情况而设问的。为了保证所得滴定结果的准确度,同一样品溶液要重复滴定2次以上。所以操作步骤应为:①②④③②④③(或②①④③②④③)。
但有好多学生没有想到要重复滴定一次,回答成①②④③。
(2)第(2)问的回答也是要从中和滴定实验操作过程去联想回忆。答案为:A、C;玻璃棒、烧杯。
(3)要滴定2次以上,所以样品溶液的总体积应超过75mL,应选B。
(4)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O
(5)
11.(1)0.04mol/L(2)0.025mol/L(3)4.0%

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高三化学教案:《电离平衡和电化学》教学设计


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。高中教案的内容具体要怎样写呢?下面是由小编为大家整理的“高三化学教案:《电离平衡和电化学》教学设计”,但愿对您的学习工作带来帮助。

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(1)理解盐类水解的原理.了解盐溶液的酸碱性。理解影响弱电解质电离平衡的因素。理解弱电解质的电离跟盐的水解的内在联系,能根据这种联结关系进行辩证分析。

(2)能用电离原理、盐类水解原理分析比较溶液的酸碱性强弱,判断溶液中某些离子间浓度大小,解决一些实际问题。

(3)理解原电池原理及构成原电池的条件。理解原电池反应和一般氧化还原反应的异同。能分析常见化学电源的化学原理。

(4)理解化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同。了解生产实际中常见的金属防腐方法的化学原理和金属防腐的一般方法。

(5)理解电解的基本原理。记住电解反应中常见离子在阴、阳极的放电顺序。阳极上失电子顺序为Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-??;阴极上得电子顺序为O2>Cl2>Br2>I2>S>Ag+>Hg2+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>……

(6)电解原理的应用:氯碱工业、冶炼铝、电镀、精炼铜等。

近几年考查这方面内容的试题在高考所占的比例较大,在理科综合试题每年都会2-3道选题、一道大题,在化学单科试题也常会有大题出现。

[复习重点]

1.本章内容的核心是实质是化学平衡移动原理的具体应用,电离平衡、水解平衡、原电池反应、电解反应中都涉及到化学平衡移动原理。下表列举了这部分内容中的跟平衡移动有关的一些实例:

表:化学平衡与其它各类平衡的关系

知识内容与化学平衡之间的联系

弱电解质的电离电离平衡实质上就是一种化学平衡,可以用化学平衡移动原理对弱电解质的电离平衡作定性的、或定量的分析。根据电离度大小可比较弱电解质相对强弱,根据相应盐的水解程度也可比较弱电解质的相对强弱。

水的电离水是一种很弱的电解质,加酸、加碱会抑制水的电离,升高温度会促进水的电离。Kw=[OH-][H+]是水的电离平衡的定量表现,H+、OH-浓度可以用这个关系进行换算。

盐类水解盐类水解(如F-+H2OHF+OH-)实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果:①水的电离平衡向正方向移动(H2OH++OH-),②另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动(HFF-+H+)。也可以看成是中和反应的逆反应,升高温度会促进水解。

中和滴定水的电离程度很小,H++OH-=H2O的反应程度很大,所以可以利用这个反应进行中和滴定实验,测定酸或碱溶液的浓度。

原电池反应和电解反应原电池反应和电解反应实质是氧化还原反应,其特点是一个氧化还原反应分成了两个电极反应(却氧化反应、还原反应分别在不同的电极上发生反应)。一些原电池的电极反应(如钢铁的吸氧腐蚀正极的电极反应O2+2H2O+4e=4OH-)涉及到水的电离平衡移动造成pH变化。电解硫酸、氢氧化钠、氯化钠等溶液过程中,在阴极或阳极附近由于电极反应而使水的电离平衡发生移动造成pH变化。

2.本部分内容的知识体系

3.原电池

(1)原电池的构成条件:这是一种把化学能转化为电能的装置.从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。

a.负极与正极:作负极的一般是较活泼的金属材料,作正极的材料用一般导体即可

b.电解质溶液:

c.闭合回路

注意:通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极,但也不是绝对的,严格地说,应以发生的电极反应来定.例如,Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中,由于发生电极反应的是Al,故Al作负极。

(2)原电池的工作原理:

(1)电极反应(以铜锌原电池为例):负极:Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)

正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)

(2)电子流向:从负极(Zn)流向正极(Cu)

(3)电流方向:从正极(Cu)流向负极(Zn)

(4)能量转变:将化学能转变成电能

(3)电极反应:

在正、负极上发生电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。如氢-氧燃料电池,它的负极是多孔的镍电极,正极为覆盖氧化镍的镍电极,电解质溶液是KOH溶液,在负极通入H2,正极通入O2,电极反应:

负极:2H2+4OH--4e-=4H2O

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

负极的反应我们不能写成:2H2-4e-=4H+。因生成的H+会迅速与OH-生成H2O。

(4)金属的腐蚀:

金属的腐蚀分为两类:

(1)化学腐蚀:金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀。

(2)电化腐蚀:不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。

最普遍的钢铁腐蚀是:负极:2Fe-4e-=2Fe2+

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

(注:在少数情况下,若周围介质的酸性较强,正极的反应是:2H++2e-=H2↑)

金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为:

2Fe-4e-=2Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe(OH)3=Fe2O3?nH2O+(3-n)H2O

(5)金属的防护

一般有三条途径:其一是改变金属内部结构,如制成合金,其二是涂保护层,其三是电化学保护法。例如在铁表面镀上锌或锡,即成白铁与马口铁,但一旦破损,因原电池反应,白铁外面的锌可进一步起保护作用,而马口铁外面的锡反而会加速腐蚀(铁作负极被溶解)。

4.电解原理及其应用

直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。

从参加反应的物质来分电解反应可分成五类:

(1)H2O型:实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。

(2)溶质型:溶质所电离出来的离子发生氧化还原,如电解氯化铜、溴化氢等溶液。

(3)硫酸铜溶液型:电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸,电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。

(4)氯化钠溶液型:电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠,电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。

(5)电镀型:镀层金属作阳极,阳极反应是:M-ne-=Mn+,镀件作阴极,阴极反应是:Mn++ne-=M。(电解精炼与电镀,实质上是相同的)

[典型题析]

[例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式:

负极反应式:2CO+2CO32--4e-=4CO2

正极反应式:

总电池反应式:

[解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型,从通常原电池的电解质溶液,一下过渡到熔融盐,不少人无法适应,当年高考失分也很严重。其实,我们只要从最基本的一点-燃料电池分析,其总电池反应式应为:2CO+O2=2CO2,然后逆向思考正极反应式-应为总反应式减去负极反应式,就可得出结果:O2+2CO2+4e-=2CO32-。

[例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质,二氧化锰的作用是()

A.和正极作用把碳变成CO2

B.把正极附近生成的H2氧化成水

C.电池中发生化学反应的催化剂

D.和负极作用,将锌变成锌离子Zn2+

[解析]锌锰干电池的负极材料是锌,故负极反应是Zn-2e-=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和(H),继而被MnO2氧化为水,使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化,故MnO2也可称为正极的去极剂,使正极附近生成的H2氧化为水。正极反应:

2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O

电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

本题答案为B。

[例3]将0.lmol?醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是()

A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B.溶液中c(H+)增大

C.醋酸电离平衡向左移动D.溶液的pH增大

[解析]答案为D。

主要考查电离平衡知识。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础知识,要用到化学平衡移动原理。要注意酸溶液稀释时,溶液的c(OH-)增大,同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。

[例4]已知0.1mol?L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是()

A.在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同

B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等

C.在NaHA溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)

D.在Na2A溶液中一定有:c(Na+)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)

[解析]答案选C。

主要考查电离平衡、盐类水解等理论知识。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中,从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识,可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。

根据题给条件可判断,H2A的第一级电离就较弱,属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离,两溶液中所含离子种类数肯定相同。在Na2A溶液中,由于A2-水解,阴离子总数增加,在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小,所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中,阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以,在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。

[例5]剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片,分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm)。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“-”端相连接,电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯,在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸,在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题:

(1)两电极同时插入稀硫酸中,电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极,铝片上电极反应式为;

(2)两电极同时插入浓硝酸时,电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极,此时铝是(填“正”或“负”)极,铝片上电极反应式为。

[解析]电极的确定依赖于具体的电极反应,在这个问题上,学生易受思维定势的影响,以为金属越活泼,便一定是负极,殊不知,在浓硝酸中,Al表面产生了钝化,发生反应的是Cu。因此,当Al、Cu同时插入稀硫酸时,电流表指针偏向Al。(电流方向从正极到负极)。电极反应式为:Al-3e-=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时,电流表指针偏向Cu,Al作正极,且电极反应式为:NO3-+4H++3e-=NO+2H2O。

[预测与训练]

1.0.100mol?L-1的Na2S的溶液中,下列关系不正确的是()

A.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1B.c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)

C.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)D.c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)

2.在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体,测得[Na+]与[CH3COO-]几乎相等,则原溶液可能是()

A.HCl溶液B.NaOH溶液C.KCl溶液D.KOH溶液

3.已知同温同浓度时①H2CO3比H2S电离度大,②H2S比HCO3-电离度大,则下列反应不正确的是()

(A)Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS

(B)Na2S+H2O+CO2=NaHS+NaHCO3

(C)2NaHCO3+H2S=Na2S+2H2O+2CO2

(D)2NaHS+H2O+CO2=Na2CO3+2H2S

4.将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中,在此过程中,溶液中的[H+]与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积不变)()

ABCD

5.下列操作中,能使电离平衡H2OH++OH-,向右移动且溶液呈酸性的是()

(A)向水中加入NaHSO4溶液(B)向水中加入Al2(SO4)3溶液

(C)向水中加入Na2CO3溶液(D)将水加热到100℃,使pH=6

6.要使水的电离平衡向右移动,且使pH

A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量盐酸D加热

7.在室温下,0.1mol/L100ml的醋酸溶液中,欲使其溶液的pH减小,但又要使醋酸电离度减少,应采取()

A加入少量CH3COONa固体B通入少量氯化氢气体

C提高温度D加入少量纯醋酸

8.下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是()

A.a电极是负极

B.b电极的电极反应为:4OH-—4e-=2H2O+O2↑

C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

9.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两电极板,通过导线与直流电源相连。回答以下问题:

(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则

①电解池中X极上的电极反应式为。在X极附近观察到的现象是。

②Y电极的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。

(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则

①X的电极材料是,电极反应式为。

②Y电极的材料是,电极反应式为。

(说明:杂质发生的电极反应不必写出)

10.某种胃药片的制酸剂为碳酸钙,其中所含的制酸剂质量的测定如下:

①需配制0.1mol?L-1的盐酸和0.1mol?L-1的氢氧化钠溶液;

②每次取一粒(药片质量均相同)0.2g的此胃药片,磨碎后加入20.00mL蒸馏水;

③以酚酞为指示剂,用0.1mol?L-1的氢氧化钠溶液滴定,需用去VmL达滴定终点;

④加入25.00mL0.1mol?L-1的盐酸溶液。

(1)写出实验过程的步骤(写编号顺序)______________。

(2)下图所示的仪器中配制0.1mol?L-1盐酸溶液和0.1mol?L-1氢氧化钠溶液肯定不需要的仪器是(填序号)_________,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是(填仪器名称)__________。

(3)配制上述溶液应选用的容量瓶的规格是(填字母)__________________。

(A)50mL、50mL(B)100mL、100mL

(C)100mL、150mL(D)250mL、250mL

(4)写出有关的化学方程式_____________________________。

(5)胃药中含碳酸钙的质量是________。

11.将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以1︰2的体积比混和,所得溶液的pH=12,用上述NaOH溶液滴定pH=3的某一元弱酸溶液20mL,达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL,试求:

(1)NaOH溶液的物质的量的浓度;

(2)此一元弱酸的物质的量的浓度;

[参考答案]

1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。

9.(1)①2H++2e-=H2↑放出气体,溶液变红。

②2Cl--2e-=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。

(2)①纯铜Cu2++2e-=Cu②粗铜Cu-2e-=Cu2+

10.(1)这一问主要是为了考查学生对中和滴定实验过程的理解和掌握情况而设问的。为了保证所得滴定结果的准确度,同一样品溶液要重复滴定2次以上。所以操作步骤应为:①②④③②④③(或②①④③②④③)。

但有好多学生没有想到要重复滴定一次,回答成①②④③。

(2)第(2)问的回答也是要从中和滴定实验操作过程去联想回忆。答案为:A、C;玻璃棒、烧杯。

(3)要滴定2次以上,所以样品溶液的总体积应超过75mL,应选B。

(4)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O

11.(1)0.04mol/L(2)0.025mol/L(3)4.0%

电化学


一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?下面是小编帮大家编辑的《电化学》,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

专题(七)电化学

学习目标

1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式;

2、掌握几种新型燃料电池的工作原理;

3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断;会书写电极反应式和电解总反应方程式;

4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

典型例题

【例1】⑴今有2H2+O22H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是

,正极通的应是,电极反应式为负极:,正极:。

⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质,则电极反应式为负极:,

正极:。⑴和⑵的电解质不同,反应进行后,其溶液的pH个有什么变化。

⑶若把H2改为CH4,用KOH作电解质,则电极反应式为负极:,

正极。

【例2】(2003年南通四市联考试题)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__g。

(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)AgNO3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。

课堂练习

1、蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池作用,

下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应:Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是()

A.放电时Fe作负极,NiO2作正极

B.放电时溶液中的阳离子向正极移动

C.充电时的阴极反应是Fe(OH)2+2e-==Fe+2OH-

D.该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液

2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是:

A.负极反应可能是O2+2H2O+4e-=4OH-

B.负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O

C.正极反应可能是6C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2+18H2O

D.正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O

3、下列四组原电池,其中放电后,电解质溶液质量增加,且在正极有单质生成的是()

A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu浓H2SO4

C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液

4.(多选)用石墨做电极电解AlCl3溶液时,下列电解液变化曲线合理的是()

ABCD

5.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状况),则M的相对原子质量为()

A.B.C.D.

6.摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池,电量可达现用锂电池的10倍,且待机时间超过一个月。假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-。

⑴该电池总反应的离子方程式为——————————————————————————————————————;

⑵甲醇是————极,电池在放电过程中溶液的pH将_________(填“下降”或“上升”、不变”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化产生电能,并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液(假设整个过程中能量总利用率为80%),则将产生标准状况下的O2______升。

⑶最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。

①电池的正极反应式为_________________,

②放电时固体电解质里O2-离子的移动方向是向_______极移动(填正或负)。

7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水中数分钟,就发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍.根据以上叙述,填写这种电池两极的电极反应式:

(1)负极:.

(2)正极:.

课后练习

1.下列关于实验现象的描述不正确的是()

A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

B.用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化铜溶液,铁片表面析出铜

C.把铜片插入三氯化铁溶液,在铜片表面析出铁

D.把锌放入稀盐酸中,加几滴氯化铜溶液,产生气泡速率加快

2.据报道,美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池,它具有容量大、污染小的特点,其电池反应为:2Zn+O2=2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液,则下列叙述正确的是()

A.锌为正极,空气在负极反应B.负极还原反应,正极氧化反应

C.负极的电极反应为:Zn-2e-+2OH-==ZnO+H2O

D.电池工作时溶液的pH降低

3.有a、b、c、d四种金属,将a与b用导线连接起来,浸入电解质溶液中,b不易腐蚀;将a、d分别投入等浓度盐酸中,d比a反应激烈;将铜浸入b的盐溶液中,无明显变化;若将铜浸入c的盐溶液中,有金属c析出,据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是:

A.dcabB.dabcC.dbacD.badc

4.在H2O中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3—SO42—、Cl—,该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后,氧化产物与还原产物的质量比是()

A.1:8B.8:1C.35.5:108D.108:35.5

5、在装有水的烧杯里,用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒,如右图。⑴向烧杯中加入CuSO4溶液后,棒的状态将如何变化?(溶液密度的变化忽略不计)

⑵说明上述变化的原因。

6.(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

⑴a电极材料_______,其电极反应式为_____________________。

⑵电解液d可以是_______,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液

⑶液体c为苯,其作用是________________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

⑷若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_______________________________________。

专题(七)答案例题例1【答案】⑴H2、O2;负极:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵负极:2H2-4e-=4H+,正极:O2+4H++4e-=2H2O;pH变小;pH变大;⑶负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-。

例2【答案】(1)正;(2)Ag、2.16;(3)2∶∶1;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。

课堂练习

1D2B3C4AD5C

6.⑴2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O,⑵负极,下降,13.44L,

⑶①O2+4e-=4O2-,②负极。)

7答案:(1)Al-3e=Al3+

(2)2H2O+O2+4e=4OH-

课后练习

1C2C3B4B

5答案:⑴Fe一端升高,Ag一端降低,同时Fe端逐渐溶解,Ag端有红色物质析出,水溶液略显浅蓝色;⑵上述变化的原因见解析。

6.⑴Fe,Fe-2e—=Fe2+;⑵C;B;⑶隔绝空气,防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气;⑷白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。

高考化学考点专题归纳复习 电化学


考点26电化学
一、原电池的原理
1.构成原电池的四个条件(以铜锌原电池为例)
①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路
2.原电池正负极的确定
①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应
③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极
④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。
Cu-Zn原电池:负极:Zn-2e=Zn2+正极:2H++2e=H2↑总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
氢氧燃料电池,分别以KOH和H2SO4作电解质的电极反应如下:
碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2H2O正极:O2+4e-+2H2O=4OH-
酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+正极:O2+4e-+4H+=2H2O
总反应都是:2H2+O2=2H2O
二、电解池的原理
1.构成电解池的四个条件(以NaCl的电解为例)
①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源
2.电解池阴阳极的确定
①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极
②电子由电源负极→导线→电解池的阴极→电解液中的(被还原),电解池中阴离子(被氧化)→电解池的阳极→导线→电源正极
③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动
④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序
三.原电池与电解池的比较
原电池电解池
(1)定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置
(2)形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路
(3)电极名称负极正极阳极阴极
(4)反应类型氧化还原氧化还原
(5)外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入
四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:
1、放电顺序:
如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。
阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。
(注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。
2、电解时溶液pH值的变化规律
电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;
②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;
③若阴极上有,阳极上有,且VO2=2VH2,则有三种情况:a如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;
④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。
3、进行有关电化学计算,如计算电极析出产物的质量或质量比,溶液pH值或推断金属原子量等时,一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。
三、电解原理的应用
(1)制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。
(2)电镀:应用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
(3)精炼铜:以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极析出铜,溶液中Cu2+浓度减小
(4)电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。
四、电解举例
(1)电解质本身:阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH-。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。
①HCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑阴极(H+)2H++2e-=H2↑
总方程式2HClH2↑+Cl2↑
②CuCl2(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑阴极(Cu2+>H+)Cu2++2e-=Cu
总方程式CuCl2Cu+Cl2↑
(2)电解水:阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH-。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
①H2SO4(aq):阳极(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极(H+)2H++2e-=H2↑
总方程式2H2O2H2↑+O2↑
②NaOH(aq):阳极(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑
总方程式2H2O2H2↑+O2↑
③Na2SO4(aq):阳极(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑
总方程式2H2O2H2↑+O2↑
(3)电解水和电解质:阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离出OH-,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于水电离出OH-,如不活泼金属的含氧酸盐。
①NaCl(aq):阳极(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑阴极:(Na+<H+=2H++2e-=H2↑
总方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
②CuSO4(aq):阳极(SO42-<OH-=4OH――4e-=2H2O+O2↑阴极(Cu2+>H+)Cu2++2e-=Cu
总方程式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

电离平衡--电离平衡


第二课时电离平衡

教学目标

知识目标:

1.掌握弱电解质的电离平衡。

2.了解电离平衡常数的概念。

3.了解影响电离平衡的因素

能力目标:

1.培养学生阅读理解能力。

2.培养学生分析推理能力。

情感目标:

由电解质在水分子作用下,能电离出阴阳离子,体会大千世界阴阳共存,相互对立统一,彼此依赖的和谐美。

教学过程

今天学习的内容是:“电离平衡”知识。

1.弱电解质电离过程(用图像分析建立)

2.当

则弱电解质电离处于平衡状态,叫“电离平衡”,此时溶液中的电解质分子数、离子数保持恒定,各自浓度保持恒定。

3.与化学平衡比较

(1)电离平衡是动态平衡:即弱电解质分子电离成离子过程和离子结合成弱电解质分子过程仍在进行,只是其速率相等。

(2)此平衡也是有条件的平衡:当条件改变,平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡,即平衡发生移动。

(3)影响电离平衡的因素

A.内因的主导因素。

B.外因有:

①温度:电离过程是一个吸热过程,所以,升高温度,平衡向电离方向移动。

②浓度:

问题讨论:在的平衡体系中:

①加入:

②加入:

③加入:各离子分子浓度如何变化:、、、溶液如何变化?(“变高”,“变低”,“不变”)

(4)电离平衡常数

(ⅱ)一元弱酸:


(3)一元弱碱

①电离平衡常数化是温度函数,温度不变K不变。

②值越大,该弱电解质较易电离,其对应的弱酸弱碱较强;值越小,该弱电解质越难电离,其对应的弱酸弱碱越弱;即值大小可判断弱电解质相对强弱。

③多元弱酸是分步电离的,一级电离程度较大,产生,对二级、三级电离产生抑制作用。如:

随堂练习

1.足量镁和一定量的盐酸反应,为减慢反应速率,但又不影响的总量,可向盐酸中加入下列物质中的()

A.B.C.D.

2.是比碳酸还要弱的酸,为了提高氯水中的浓度,可加入()


A.B.C.D.

3.浓度和体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是()

A.盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率

B.盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率

C.盐酸产生的二氧化碳比醋酸更多

D.盐酸和醋酸产生的二氧化碳一样多

4.下列叙述中可说明酸甲比酸乙的酸性强的是()

A.溶液导电性酸甲大于酸乙

B.钠盐溶液的碱性在相同物质的量浓度时,酸甲的钠盐比酸乙的钠盐弱

C.酸甲中非金属元素比酸乙中非金属元素化合价高

D.酸甲能与酸乙的铵盐反应有酸乙生成

5.有两种一元弱酸的钠盐溶液,其物质的量浓度相等,现将这两种盐的溶液中分别通入适量的,发生如下反应:

和的酸性强弱比较,正确的是()

A.较弱B.较弱C.两者相同D.无法比较

总结、扩展

1.化学平衡知识与电离平衡知识对照比较。

2.一元弱酸弱碱中与的求法:

弱电酸中浓度:(酸为弱酸物质的量浓度)

弱碱中浓度:(碱为弱碱物质的量浓度)

3.讨论中存在哪些微粒?(包括溶剂)

4.扩展

难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液中各离子浓度以它们的系数为方次的乘积是一个常数,该常数叫溶度各()。例如

溶液中各离子浓度(加上其方次)的乘积大于、等于溶度积时出现沉淀,反之沉淀溶解。

(1)某溶液中,如需生成沉淀,应调整溶液的使之大于。

(2)要使0.2mol/L溶液中的沉淀较为完全(使浓度降低至原来的千分之一),则应向溶液里加入溶液,使溶液为。

布置作业

第二课时

P60一、填空题:2.3.4.

P61四、

板书设计

第二课时

一、电解质,非电解质

1.定义:在水溶液中或熔融状态下,能导电的化合物叫电解质。

[思考]①,在水溶液中,不导电,它属于非电解质吗?为什么?

②溶于水能导电,则氨气是电解质吗?为什么?

③共价化合物在液态时,能否导电?为什么?

2.电解质导电实质,电解质溶液导电能力强弱的原因是什么?


二、强电解质,弱电解质

1.区分电解质强弱的依据:

电解质在溶液中“电离能力”的大小。

2.电离方程式:

电离方程式书写也不同

(1)强电解质:

(2)弱电解质:

3.强弱电解质与结构关系。

(1)强电解质结构:强碱,盐等离子化合物(低价金属氧化物);

 强酸,极性共价化合物;

(2)弱电解质结构:弱酸,弱碱具有极性共价位的共价化合物。

三、弱电解质电离平衡

1.电离平衡定义

在一定条件下(如温度,浓度),当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速度相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫做电离平衡。

2.电离平衡与化学平衡比较

“等”:电离速率与离子结合成分子的速率相等。

“定”:离子、分子的浓度保持一定。

“动”:电离过程与离子结合成分子过程始终在进行。

“变”:温度、浓度等条件变化,平衡就被破坏,在新的条件下,建立新的平衡。

3.影响电离平衡的外界因素

(1)温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。

 温度降低,电离平衡向左移动,电离程度减小。

(2)浓度:电解质溶液浓度越大,平衡向右移动,电离程度减小;

 电解质溶液浓度越小,平衡向左移动,电离程度增大;

4.电离平衡常数

(1)一元弱酸电离平衡常数:

(2)一元弱碱电离平衡常数:

(3)多元弱酸是分步电离,每步各有电离常数。如:

(4)电离平衡常数只随温度变化而变化,而与浓度无关。

 (5)K的意义:

K值越大,弱电解质较易电离,其对应弱酸、弱碱较强。

K值越小,弱电解质较难电离,其对应弱酸、弱碱较弱。