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文档简介

1、选修四第一章综合复习化学反应的热效应第1讲化学能与热能一、知识梳理1化学反应中的能量变化 (1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。 (2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。 (3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2焓变、反应热 (1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应。 (2)符号:H。 (3)单位:kJ·mol1或kJ/mol。3吸热反应和放热反应 (1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。 (2)从反应热的量化参数键能的角度分析 (3)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大

2、多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化等。 吸热反应:大多数分解反应;盐的水解和弱电解质的电离;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应等。典型例题题组一依据图形,理清活化能与焓变的关系1某反应过程中体系的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A反应过程可表示为 BE1为反应物的总能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能C正反应的热效应HE1E2<0,所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E2<0,所以逆反应为放热反应题组二依据共价键数,利用键能计算反应热4通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的

3、大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(H),化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据,供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJ·mol1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g),该反应的反应热H为_。反思归纳1熟记反应热H的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和2规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不

4、是化学变化。(2)常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)(PP)P4SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282考点二热化学方程式知识梳理1概念 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 如:2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ·mol1 表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3书写 (1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的,可不注明。 (2)注明物质状

5、态:常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号单位:H应包括“”或“”、数字和单位(kJ·mol1)。 (4)注意守恒关系:原子守恒和得失电子守恒;能量守恒。(H与化学计量数相对应) (5)区别于普通方程式:一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。 (6)注意热化学方程式的化学计量数:热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应,如果化学计量数加倍,则H也要加倍。典型例题题组一多角度书写热化学方程式角度一依据反应事实书写热化学方程式1依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)Si

6、H4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。角度二依据能量图像书写热化学方程式2已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式:_题组二“五”看,快速判断热化学方程式的正误5实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3

7、kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1A仅有 B仅有C仅有 D全部符合要求反思归纳做到“五看”,快速判断1看方程式是否配平;2看各物质的聚集状态是否正确;3看H的“”、“”符号是否正确;4看反应热的单位是否为kJ·mol1;5看反应热的数值与化学计量数是否对应。考点三两类重要反应热燃烧热、中和热知识梳理1燃烧热 (1)概念:在101 kPa时,1

8、_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做 该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ·mol1表示。 燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)等。 (2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5 kJ·mol1,表示在101 kPa时,1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。 (3)书写热化学方程式:燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以

9、燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ·mol1,即C8H18的燃烧热为5 518 kJ·mol1。 (4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)×H式中:Q放为可燃物燃烧反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;H为可燃物的燃烧热。2中和热 (1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。 (2)注意几个限定词:稀溶液;产物是1 mol液态H2O;用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l

10、)H57.3 kJ·mol1。 (3)中和热的测定测定原理Hc4.18 J·g1·14.18×103 kJ·g1·1;n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填出仪器的名称)深度思考1如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么?2在测定中和热时,怎样才能保证反应完全?3怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么?4以50 mL 0.50 mol·L1盐酸与50 mL 0.55 mol·L1 NaOH反应为例,填写下表。(填“偏小”或“偏大”)引起误差的实验操作t终t始|H|保温

11、措施不好搅拌不充分所用酸、碱浓度过大用同浓度的氨水代替NaOH溶液用同浓度的醋酸代替盐酸用50 mL 0.50 mol·L1 NaOH溶液典型例题题组一燃烧热、中和热的含义及正确表述1判断正误,正确的划“”,错误的划“×”(1)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJ·mol1(燃烧热)(H的数值正确)()(2)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol1(中和热)(H的数值正确)()(3)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热

12、H2×(57.3) kJ·mol1()(4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJ·mol1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol1()(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol1,则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJ·mol1()反思归纳反应热答题规范指导 1用“焓变(H)”表示反应热时,H>0表示吸热,H<0表示放热,因而,H后所跟数值需要带“”、“”符号。 2描述反应热时,无论是用“反应热”、“

13、焓变”表示还是用H表示,其后所跟数值需要带“”、“”符号。 3由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“”号。题组二中和热测定误差分析和数据处理2利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量?_。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填序号)。A沿玻璃棒缓慢倒入 B分三次少量倒入

14、C一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A用温度计小心搅拌 B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯 D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为H1、H2、H3,则H1、H2、H3的大小关系为_。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3,又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 J·g1·1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:序号实验起始温度t1/ 终止温度t2/ 盐酸氢氧化钠溶液混

15、合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是_。反思归纳正确理解中和热,注意操作与计算细节1中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。2酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 mol·L1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。3使用两只量筒分别量取酸

16、和碱。4使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。5取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一。考点四有关反应热的比较、计算知识梳理1H的比较 比较H的大小时需考虑正负号,对放热反应,放热越多,H越小;对吸热反应,吸热越多,H越大。2反应热的有关计算 (1)根据热化学方程式计算:反应热与反应物的物质的量成正比。 (2)根据盖斯定律求算应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”,如热化学方

17、程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时,H也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,且要带“”、“”符号,即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时,H的符号也随之改变,但数值不变。在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。 (3)根据物质燃烧放热的数值计算:Q(放)n(可燃物)×|H|典型例题题组一利用盖斯定律书写热化学方程式1LiH可作飞船的燃料,已知下列

18、反应:2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJ·mol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1 196 kJ·mol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式。题组二利用盖斯定律计算反应热2在25 、101 kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol1、285.8 kJ·mol1、870.3 kJ·mol1,则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为A488.3 kJ·mol1

19、 B488.3 kJ·mol1C191 kJ·mol1 D191 kJ·mol1题组三利用盖斯定律定性判断H间的关系3(2013·新课标全国卷,12)在1 200 时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3) BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3) DH4(H1H23H3)电能转化为化学能电解考点一电解的原理知识梳理1电解定义

20、在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2能量转化形式电能转化为化学能。3电解池(1)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子的移动方向特别提醒电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。4分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag>Fe3>

21、Cu2>H(酸)>Fe2>Zn2>H(水)>Al3>Mg2>Na>Ca2>K。阳极:活泼电极>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子。注意阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序是:阳极:Cl>OH;阴极:Ag>Cu2>H。电解水溶液时,KAl3不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解

22、反应的总化学方程式或离子方程式。1电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极:4OH4e=O22H2O阴极:4H4e=2H2H2O2H2OO22H2强碱(如NaOH)活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)2电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl),除HF外阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2H2e=H2酸2HClH2Cl2不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2),除氟化物外阳极:2Cl2e=Cl2阴极:Cu22e=Cu盐CuCl2CuCl23.放H2生碱型电解质(水溶液

23、)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2H2e=H2水和盐2Cl2H2O Cl2H22OH4.放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极:4OH4e=2H2OO2阴极:2Cu24e=2Cu水和盐2Cu22H2O2CuO24H典型例题题组一电极反应式、电解方程式的书写1按要求书写电极反应式和总方程式(1)用惰性电极电解AgNO3溶液:阳极反应式_;阴极反应式_;总反应离子方程式_。(2)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式_;阴极反应式_

24、;总反应离子方程式_。(3)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式_;阴极反应式_;总反应离子方程式_。(4)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式_;阴极反应式_;总反应离子方程式_。反思归纳1.做到“三看”,正确书写电极反应式(1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注Fe生成Fe2)。(2)二看介质,介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态,若是熔融状态,就是金属的电冶炼。2规避“三个”失分点(1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同,且应注明条件“电解”。(3)电

25、解水溶液时,应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。题组二电解原理和电解规律的考查2右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()A逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气体Ca电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色3用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是()A电解过程中阴极没有气体生成B电解过程中转移的电子的物质的量为0.4

26、molC原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L1D电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况下)考点二电解原理的应用知识梳理1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式:2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极反应式:2H2e=H2(还原反应)(2)总反应方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2离子反应方程式:2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀右图为金属表面镀银的工作示意图,据此回答下列问题:(1)镀件作阴极,镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反应:阳极:Age=Ag;阴极:Age=

27、Ag。(4)特点:阳极溶解,阴极沉积,电镀液的浓度不变。3电解精炼铜(1)电极材料:阳极为粗铜;阴极为纯铜。(2)电解质溶液:含Cu2的盐溶液。(3)电极反应:阳极:Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2;阴极:Cu22e=Cu。4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl2电极反应:阳极:2Cl2e=Cl2;阴极:2Na2e=2Na。(2)冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O2电极反应:阳极:6O212e=3O2;阴极:4Al312e=4Al。典型例题题组一电解原理的“常规”应用1利用如图所示装置

28、模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中,X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时,Y是纯铜D制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁2使用氯化钠作原料可以得到多种产品。(1)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L1 NaCl溶液,若阴阳两极均得到112 mL气体(标准状况),则所得溶液的物质的量浓度是_(忽略反应前后溶液体积的变化)。(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置。对电源电极名称

29、和消毒液的主要成分判断正确的是_(填字母序号)。Aa为正极,b为负极;NaClO和NaClBa为负极,b为正极;NaClO和NaClCa为阳极,b为阴极;HClO和NaClDa为阴极,b为阳极;HClO和NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置,只更换一个电极,通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀,且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是_(用元素符号表示),总的反应式是_。题组二电解原理的“不寻常”应用 (一)电解原理在“环境治理”中的不寻常应用4用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生Na

30、OH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的_(填“正”或“负”)极,C口流出的物质是_。(2)SO放电的电极反应式为_。(二)电解原理在“物质制备”中的不寻常应用5根据2CrO2HCr2O7H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的_极,其电极反应式为_。6电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如下:电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为_,电极反应式为_。(2)B极为_,电极反应式为_。考点三应对电化学定量计算的三种方法知识梳理1计算类型原电池和电解池

31、的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。2三种方法(1)根据总反应式计算先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算。(2)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式:阳极产物 阴极产物(式中M为金属,n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,

32、熟记电极反应式,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示在电化学计算中,还常利用QI·t和Qn(e)×NA×1.60×1019C来计算电路中通过的电量。典型例题题组一根据总反应式,建立等量关系进行计算2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()A4×103 mol·L1 B2×103 mol·L1C1×103 mol·L1 D1×10

33、7 mol·L1题组二根据电子守恒,突破电解分阶段计算3500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 mol·L1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为0.2 mol·L1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 mol·L1题组三根据电极现象,利用电子守恒,突破电解池的“串联”计算4在如图所示的装置中,若通直流电5 min时,铜

34、电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中X电极为直流电源的_极。(2)pH变化:A:_,B:_,C:_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)通电5 min时,B中共收集224 mL(标准状况下)气体,溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)。考点四金属的腐蚀和防护知识梳理1金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接

35、接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a负极:比被保护金属活泼的金属;b正极:被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a阴极:被保护的金属设备;b阳极:惰性金属或石墨。(

36、2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。化学能转化为电能电池考点一原电池及其工作原理知识梳理1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。2工作原理以铜锌原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K移向正极,Cl移向负极(2)两个装置的比较装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触,易造成能量损耗;装置盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区,能

37、避免能量损耗。3原电池的构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:电解质溶液;两电极直接或间接接触;两电极插入电解质溶液中。考点二原电池原理的“四”个基本应用知识梳理1用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液

38、。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。考点三化学电源的工作原理知识梳理1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应:2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH;负极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2;总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2;正极反应:Ag2OH2O2e=2Ag2OH;总反

39、应:ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池,负极材料是Pb,正极材料是PbO2。放电时的反应a负极反应:PbSO2e=PbSO4;b正极反应:PbO24HSO2e=PbSO42H2O;c总反应:PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a阴极反应:PbSO42e=PbSO;b阳极反应:PbSO42H2O2e=PbO24HSO;c总反应:2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。2“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4

40、e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O典型例题题组一判断正、负极,书写化学电源电极反应式1LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题:(1)电池的负极材料为_,发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。3铝空气海水电池:以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3负极:_;正极:_。反思归纳化学电源中电极反应式书写的一般步骤“加减法”书写电极反应式1先确定原电池的正、负极,列出正、负极上的反

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