鲁科版高中化学选择性必修第一册复习资料

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第一章化学反应与能量转化

一、化学反应的能量变化

I.体系与环境

人为划定的研究对象(物质系统)称为体系,体系以外的其他部分称为环境。

2.定性认识化学反应的能量转化

(1)吸热反应和放热反应

通常情况下，化学反应中能量的转化主要是化学能与热能之间的转化，依据化学反应中能量的转化对化学反应分

类：

吸热反应：反应物体;；":反应产物

化学反应j”「tr格出

放热反应：反应物鬻鬻•反应产物

⑵常见的吸热反应和放热反应

放热反应：①大多数化合反应;②所有的燃烧反应;③酸碱中和反应;④较活泼金属与酸的反应；⑤活泼金属与

H2o的反应；⑥铝热反应；⑦缓慢氧化反应。

吸热反应：①大多数分解反应;②Ba(OH)2・8H2。与N&C1的反应;③C和CO?或m0值)的反应:④少数化合反

应。

3.定量认识化学反应的能量转化——反应热

(1)反应热的概念

当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热度称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。

(2)表示方法：用符号Q表示：。＞0,反应吸热;QV0,反应放热。

4.从“断键”和“成键”的角度理解反应热

化学反应的本质是反应物中旧化学键断裂和反应产物中新化学键形成的过程。

以氢气与氯气反应生成氯化氢为例说明用化学键的变化计算反应热的方法：

(1)物质变化

H2(g)4-Cl2(g)=2HCl(g)

(2)能量变化

(3)1molH2与1molC12反应生成HCl的反应热。=一(862—679)kJ=-183kJ。

由广。＜0,则该反应为放热反应。

第1页

-归纲总结・

反应热与化学键的关系

旧键断裂原子.新组合.新脏形成

吸收能itAg放出能量A&

反应物——竺朝----►反应产物

Q=AELA&

Q=Z反应物键能一E反应产物键能

注：键能是断裂1mol化学键吸收的能量或形成1mol化学键释放的能量。

二、反应热的测定

1.反应热数值的获得方法

⑴反应热的数值可以通过实验测得,也可以通过理论计算求得。

(2)热化学：用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支。

2.反应热测定的方法和装置

⑴测定反应热的仪器——量热计

卜图是一种简易量热计示意图。

U温度ih测盘反应前后体系的温度

z搅拌器：使反应充分进行、保持体系的温度均匀

、外筒:保温作用

、内筒:反应容器

,反应物

(2)测定方法：将反应物加入到内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值。

(3)计算公式：O=-C(TLTM其中C表示溶液及量热计的热容；八、A分别表示反应前和反应后体系的温度。

3.实验探究——中和反应的反应热的测定

(1)实验目的：测定室温下强酸和强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。

(2)实验原理

酸碱中和反应是放热反应，利用一定质最的酸和碱发生反应，测出反应前后溶液温度差，再根据参加反应的酸溶

液和碱溶液的体积求出混合溶液的质量，根据公式计算：Q=-C,其中：c为比热容，机为酸碱溶液的质

量和,△/=4一5。然后换算成生成1molH±O放出的能量即可。

(3)实验步骤

①向量热计内筒中加入1.0molLi的盐酸100mL,盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度

②向250mL烧杯中加入1.0moIL-1NaOH溶液100mL,调节温度为力。

③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度

④重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。

(4)实验数据的处理

盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是lg-cn「*反应前后溶液的比热容为4.18kJ-KFkg-\该

第2页

实验中盐酸和NaOH溶液反应的反应热。==0.836（72—。）口。

换算为强酸与强碱中和反应生成1n-；olH20的反应热:

—0.4l8X2X（方-7）

。=-8.36（公一。）或,

三、化学反应的内能变化

1.内能

假念：体系内物质所含各种微观粒子的能就总和

表示符号：u

化学反应中内能的变化：

AU=U（反应产物）-U（反应物）

决定内能大小的因素：

物质的种类、鲤及聚集状态,还与体系的温度、压强有关

2.用内能理解化学反应的能量变化

（1）若U（反应产物）＞U（反应物），反应吸收能量;若U（反应产物）VU（反应物），反应释放能量。

（2）内能变化与反应热的关系

化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是妞！功。根据能量守恒定律，化学反应中内能的变化等于反应热

和功的加和，即：AU=Q+W.

如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功，化学反应的反应热等于化学反应前后体系内能的变化,用公式

表示：AU=Q。

（3）内能变化与放热反应和吸热反应的关系

如果反应后体系的内能是增加的，贝JQNO,反应吸热。

如果反应后体系的内能是减少的，贝JQSO,反应放热。

四、化学反应的焙变

1.培与反应焰变

⑴烯

化学反应大多数是在等压条件卜.进行的，在等压

反应中,可能伴随着体积的改变而有鲤功存在.

因此反应热不一定等于体系内能的变化

妗是一个物理景,用它的变化来描述等压反应

的反应热

表示符号:打，单位：喊y

取决于物质的种类、数量、聚集状态并受体系的

温度、压强等幅的前

第3页

(2)反应焰变

2.反应焰变与反应热的关系

⑴对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则反应焰变等于反应的反应

表达式：

(2)反应焰变与吸热反应和放热反应的关系

反应物反耳产物

始\燧

图不/

A//<0

反应产物反应物

体系能量反应产物的焙小于反应物的焰，说明反应产物的烙大于反应物的炮,说明

变化反应向环境暨地能量反应从环境吸喙能量

反应类型放热反应吸热反应

五、热化学方程式

1.热化学方程式的概念及意义

⑴概念

把一个化学反应中物质的变化和反应的焙变同时表示出来的化学方程式。

⑵意义

热化学方程式不仅表明了物质的变化，还欠明了焰变(能量变化)。

⑶实例：H2(g)+1o2(g)=H2O(l)A〃=-285.8kJmo尸表示的意义是：在298K、101kPa下，1mol气态H,

与gmol气态O2反应生成Imol液态水时,应出的热量是285.8kJ。

(4)热化学方程式括号中英文字母的含义

s表示固态、I表示液态、R表示气态、aq表示溶液。

2.热化学方程式的书写方法|一写方程式|■「写出配平的化学方程式

二标状态口用S、1、g、aq标明物质的聚集而'

II

三标条件H标明反应的温度(298K时可不标注)

Li在化学方程式后写出并注明A"

"i.〃厂的或

五标数值，根据化学计■数计算写出△〃的值，

------------并写单位kJ-moL

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■练后反思•

书写热化学方程式的注意事项

(1)在反应物和反应产物的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态，因为反应的焰变与各反应物和反应产物的

聚集状态有关。

(2)A//的单位是Jmor*或kJmol'o

(3)根据焰的性质，若化学方程式中各物质化学式前的系数加倍，川△”数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行,

则△”改变符号，但数值的绝对值不变。

(4)指明反应的温度和压强。若不特别说明，反应温度为298K,压强为101kPa。

六、盖斯定律

1.盖斯定律的内容

一个化学反应无论是一步完成还是分儿步完成，反应热都是一样的。

2.盖斯定律的理解

⑴化学反应的反应熠变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。

(2)某反应始态和终态相同，反应的途径有如下三种：

3.应用盖斯定律计算反应热的常用方法

根据如下两个反应：

1

I.C(s)4-O2(g)=CO2(g)A"i=-393.5kJ-moF

-1

II,CO(g)+1o2(g)=CO2(g)A/72=-283.0kJ-mol

选用两种方法，计算C(s)+；CHg)=CO(g)的反应热AHo

(1)虚拟路径法

反应C(S)+Ch(g)=CO2(g)的途径可设计如下：

CO(g)+

根据盖斯定律得：-A"2=-393.5kJmor1-(-283.0kJmol-,)=-110.5kJ-moF1o

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(2)加合法

①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，C(s)+1o2(g)=CO(g)；

②将已知热化学方程式II变形，得反应III：

-1

C02(g)=C0(g)+^O2(g)AQ=+283.0kj-mol；

③将热化学方程式相加，△”也相加。反应1+反应HI得：

C(s)-|-102(g)=C0(g)△”=AM+A”3，

则△月=一110.5kJmoL。

总结方法若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焙变即为这几个化学反应

焙变的代数和。

4.盖斯定律的意义

有些反应进行的很慢］［这给反应热的测定造成了困

有些反应不容易直接发生｝h难，若应用盖斯定律，可以间

有些反应的产品不纯I接把它们的反应热计算出来

■归纳总结■-------------------------------------------------------------------------

四步分析法应用于盖斯定律的计算(思维模型)

(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确①目标反应物和反应产物；②需要约掉的中间产物。

(2)将每个已知的热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或反应产物的化学

计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，热化学方程式的焰变也进行相应的计算。

(3)将已知热化学方程式相加减消掉目标反应热化学方程式中没有的物质(同侧相减，异侧相加消去中间产物)。

(4)得出目标热化学方程式(目标热化学方程式系数不能存在公约数，应为最简形式)。

以上步骤可以概括为找目标、看来源、调系数、相加减、得答案。

七、能源摩尔燃烧燃

1.能源及能源的综合利用

(I)能源的概念

能为人类提供能量的物质或物质运匆统称能源,包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、

化石燃料等。

⑵能源开发的重要意义

能源是国民经济的重要物质基础,能源的开发和有效利用程度以及人均消费量,是一个国家生产技术水平和生活

水平的重要标志。

(3)我国的能源现状

我国的能源总量较丰富，约占世界能源总量的|•分之一,但人均能源可采储量远低王世界平均水平。目前，我国

能源消费结构以煤为主，以石油、天然气为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。

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(4)能源危机的解决方法

一方面必须“牙邈”，即开发核能、风能、太阳能等新能源；另一方面需要“芭遮”，加大节能减排的力度，提

高能源的利用效率。

2.煤的综合利用

(1)直接燃煤的危害：不仅利用效率低，而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。

(2)煤的综合利用方法：工业上通过煤的干储、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。

⑶煤的干镭：是以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950°C左右，经高温分解生产焦炭，同时获得煤气、

煤焦汕并回收其他化工产品的一种煤转化工艺。

(4)煤的气化：将煤转化为包燃性气体的过程。

⑸煤的液化：就是在一定条件下(温度、压力、催化剂、溶剂、氨气等)将固体煤炭转化为条类液体燃料和化工原

料的过程。

3.摩尔燃烧焰

⑴摩尔燃烧焰的定义

在一定反应温度和压强条件下,1mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焰变,并指定物质中含有的氮元

素氧化为尺2回、氢元素氧化为旦2。山、碳元素氟化为CCHg)。

⑵摩尔燃烧熠的意义

甲烷的摩尔燃烧焙为-890.3kJ-moll或△，=-890.3kJ-molI它表示298K、101kPa时，Imol甲烷完全燃

烧生成CO?和液态HzO时放出890.3kJ的热量。

(3)摩尔燃烧烯的计算

由摩冬燃烧焙的定义可知：298K、101kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量X其摩尔燃烧熔，

即Q或=〃(可燃物)X|AW：或变换一下求物质的摩尔燃烧熔：入“=一〃(”鼠物)。此公式中的是指物质的摩尔燃

烧烂，而不是指一般反应的反应热。

■归纳总结■-------------------------------------------------------------------------

1.能源

(1)沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。

(2)未来最理想的新能源是氢能。

2.书写表示摩尔燃烧燃的热化学方程式的注意事项

(1)注意摩尔燃烧塔的符号，△”一定为负值，单位为

(2)指定物质中含有的氮元素氧化为N?(g)、氢元素氧化为H2O⑴、碳元素氧化为C02(g)。

(3)可燃物的化学计量数必须为1,然后配平其他物质的化学计量数。

第7页

八、原电池的工作原理

1.实验探究：铜锌原电池的构造与工作原理

装置示意图如图所示

锌片逐渐溶解,铜片上红色固体质最增加,

实验现象溶液颜色变浅,检流计指针发生偏转,

取出右侧装置中的盐桥，检流计指针回到原点

能量转化化学能转化为电能

锌极为负极,锌原子能电子，发生氧化反应,形成让进入溶液，

电极反应式是Zn—2e-=Zir+；

铜极为正极，溶液中的Q卫从铜片上得电子，被还原成6,沉积在铜片上，

原因解释

电极反应式是Cu"+2e=Cu；

盐桥的作用：平衡电荷，形成闭合回路,

电池总反应是Zn+C『+=Zn2-+Cu

电子或离子的（1）导线（电子导体）中，电子从红片（负极）移向Q_片（正极）。

移动方向（2）电解质溶液及盐桥（离子导体）中阳离子向铜片［止极）移动,阴离子向锌片（负吸）移动

右侧装置优点：锌与Cu2T彼此隔离，

左侧装置缺点：锌能与电解质溶液中的cd♦直接发生

优缺点锌发生氧化反应失去的电子都通过

氧化还原反应，电能利用效率较低

导线，能充分将化学能转化为电能

2.原电池

（1）定义：将化学能转化为电能的装置。

（2）装置构成的条件：电极反应物、电极材料、宣王导体、蚯导体、自发进行的氧化还原反应。

（3）电极

负极——电子流出（还原剂发生氧化反应）的电极。

正极——电子流入（氧化剂发生还原反应）的电极。

（4）半反应：氧化反应和还原反应是在两个电极分别进行的。每个电极或是发生失去电子的变化——氧化，或是

发生获得电子的变化一还原，分别相当于氧化还原反应的一半，这种反应常称为半反应。

（5）电极反应：在电极上进行的半反应。

第8页

3.原电池工作原理示意图

电子沿导线由负极向正极移动

发生氧化反应发生还原反应

负极正极

阳

阴

向为活泼金属为不活泼金属

.高

广

且不断溶解或导电非金属广

移

移

向

向

离子导体(电解质溶液)

-归纳总结

1.原电池中盐桥的作用

⑴构成闭合回路，形成原电池。

(2)避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。

(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。

2.一般电极反应式的书写方法

(1)判断原电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂。

(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。

(3)写出电极反应式，将两式相加得总反应式。

九、原电池原理的应用

1.制作干电池、蓄电池、燃料电池。

2.比较金属活动性强弱

对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。

例如：a和b两种金属，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，则a极为负极，b

极为三极，金属活动性：a>bo

3.加快氧化还原反应的速率

构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。

例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率快；或向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率

加快.

4.设计化学电池

(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

⑵外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子,氧化性较强的物质在正极上得到电子。

(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子做定向移动.

第9页

■归纲总结・

设计原电池的方法思路

(1)根据原电池总反应式确定正、负极反应式。

(2)根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。

(3)要形成闭合回路(可画出装置图)。

十、化学电源及其分类

1.化学电源的分类

⑴化学电源按其使用性质常分为如卜三类：

①一次电池：乂叫干电池，活性物质消耗到一定程度就不能再使用。

②二次电池：又称可充电电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。

③燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。

⑵化学电源按其电解质性质可分为上拄电池、雌电池、碱性电池。

2.化学电池的回收利用

使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、诞等造成严重的污染。废弃电

池要进行回收利用。

十一、常见的化学电源

1.一次电池

电解质溶液制成胶状，不流动的一次电池，也叫干电池。常见的一次电池主要有酸性锌镒干电池、碱性锌饪干电

池、锌银电池和锂电池等。

锌钵干电池

酸性锌锦干电池碱性锌镒干电池

金属外壳

锌粉和氢

石米电极弱化钾

二班化钻、炭黑二被化钻

、氯化筱、氨化锌和石爨

金属棒

电极负极：转，正极：石墨棒负极反应物：锌粉，正极反应物：二氧化铳

电解质

氯化铉和氯化锌混合液氢氧化钾溶液

溶液

碱性锌锦干电池总反应：Zn+2MnO2+H2O=2MnOOH+ZnO

-

电极反应①负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

②正极：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH

第10页

2.二次电池

二次电池的特点是发生氧化还原反应的物质（电极材料、电解质溶液）大部分被消耗后，又可以通过充电而恢复其

供电能力。

铅蓄电池是最常见的二次电池。

放电过程充电过程

负极：Pb-2e-+S0W=PbSO£氧化反应）阴极：PbSO4+2e=Pb+SO;（还原反应）

++

正极：PbO2+2e+SOf+4H=PbSO4+H20阳极：PbSO4+2H2O—2e=PbO2+4HSOr

（还原反应）（氧化反应）

充、放电时的电池反应为Pb+PbCh+2H2sChM2PbSO4+2H2O

十二、燃料电池

I.制作一个简单的燃料电池

设计思路

将水电解器电解得到的氢气和氧气，通入两个石墨电极把氢气和氧气反应的化学能转化为电能。

案

选择实验用品及目的实验装置实验现象

获得

活一•活塞

氢

气电解水发生器：获取氢汽和氧气的装置。3E

a、b两管均产生无色气体，

和

氧蒸饱水：制取氢气和氧”。

且体积比为

气

气1:2

KOH溶液：增强导电性

7-------

专

也源

丁导线

制作KOH溶液：离子导体t

期

氢氧石墨棒：作电极

一氧气电流表指针发生偏转

燃料U形管：发生装置篇

电池电流表、导线：检测产生的电流

KOH溶肖

2.燃料电池

（1）工作原理：将反应物分别不断地输入电池的两极，通过燃料（如氢气）在负极发生氧化反应、氧化剂（如氧气）在

正极发生还原反应，实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转化为电能。

⑵特点：电池的正、负极反应物分别是氧化剂和燃料。

⑶常见类型：除了氢气外，甲烷、甲醇和乙醇等也可用作燃料电池的负极反应物。氢氧燃料电池是目前最成熟

的燃料电池，它可以使用不同的电解质如KOH溶液、H3P溶液、熔融碳酸盐、固体电解质作为离子导体。

■方法点拨

（1）燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应化学方程式时，要注意产物与电解质溶液是否发生反应，

若能反应，电解质溶液要写在总反应化学方程式中。

-2

（2）大多数燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应，即O2+4C=2O-,产生的-存在形式与电

解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系。

第II页

(3)书写燃料电池的电极反应式，一定要注意电解质的酸碱性。碱性溶液电极反应式不能出现H%酸性溶液电极

反应式不能出现0H，

(4)负极燃料C、H、.或CMO二氧化后，在酸溶液中生成CCh，在碱溶液中生成COM。

十三、新型化学电源及电极反应式书写

1.根据装置书写电极反应式

(1)确定原电池的正.负极及放电的物质

首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正、负极的判断方法，确定原电池的正、负极及放甩的物质。

(2)电极反应式书写的一般步骤

2.给出总反应式，写电极反应式

如果给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一

个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接书写或用总反应式减去已写出的电极反应式，即得

结果。

3.新型可充电电池电极反应式的书写

(1)充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。

(2)充也时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。

十四、电解的原理

1.电解熔融氯化钠实验

(1)实验装置如图

(2)实验现象：通电后，石墨片周围有气泡产生,铁片上生成银白色金属。

(3)实验分析

①通电前：熔融NaCI中存在的微粒有Na+、C厂,这些微粒做无规则(或自由)运动。

②通电后：

离子移动方向：Na+移向镌电极，C「移向石墨电极。

电极上发生的反应：铁电极：2Na+—2-=2Na,发生还原反应;

第12页

石墨电极：2C「一2e-=Cbt，发生氧化反应。

(4)实验结论：熔融的NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应,分解生成了Na和Cb。

2.基本概念

(1)电解：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池

①定义：将电能转化为化学能的装置。

②构成条件：直速电源、电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体。

(3)电极

阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)

阴极——发生还原反应的电极(与电源鱼极相连)

(4)电极反应

在电极上进行的生反应，可以用电极反应式表示。

3.原电池和电解池的比较

比较原电池电解池

定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置

能量转化化学能一电能电能一化学能

装置特征无电源有电源，两极材料可同可不同

①自发的氧化还原反应

①两电极连接直流电源

②电极和电极反应物

形成条件②电极插入离子导体

③离子导体

③形成闭合回路

④形成闭合回路

负极：电子流出的电极阳极：与电源正极相连的电极

电极名称

正极：电子流入的电极阴极：与电源嵬极相连的电极

负极：氧化反应阳极：氧化反应

电极反应类型

正极；还原反应阴极；还原反应

电源负极一阴极

电子流向负极一正极

田极一电源正极

阳离子向正极移动阳离子向阴极移动

离子的移动方向

阴离子向负极移动阴离子向阳极移动

电池反应都是氧化还原反应

n归纲总结•

电解池的工作原理

发

生

氧

化

口极

反

应

阴离子

第13页

十五、酸、碱、盐溶液的电解规律

1.电极反应规律

(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。

阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+：>HX酸),Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+冰),AF->Mg2+>NarCa2+>K7水溶液中Al3\

Mg2+、Na+、Ca2+xK+不放电)。

(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电

顺序：活泼电极没2一>「>8r>。一>01｛一>含氧酸根居酸(水溶液中含氧酸根离子不放电)。

2.酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)

用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：

(1)电解水型

电解质H2s。4Na2so4NaOH

---

阳极反应式2H2O-4e=O21+4H*4OH-4e=O2t+2H2O

阴极反应式4H14c=2112t4H2O14C~=2II2t14OIF

pH变化减小不变增大

复原加入物质加入比0

(2)电解电解质型

电解质

HC1CuCl2

阳极反应式2CF-2c-=C12t

+-2+

阴极反应式2H+2C=H2tCU+2C==CU

pH变化塘大--------------------

亚原加入物质加入旦Q加入CuC12

(3)电解质和水都发生电解型

电解质NaClCuSO.i

阳极反应式2Cr-2e=CI2t4OH-4e=02t+2H2O

21

阴极反应式2H++2e=H2t2Cu+4e=2Cu

pH变化增大减小

复原加入物质加入HCI加入CuO或CuCOa

■归纲总结二

分析电解问题的基本方法思路

(1)确定电解池的阴、阳两极，判断阳极是惰性电极还是活泼电极。

(2)分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H卜和0H)。

(3)通电后阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，判断两极上的放电顺序。

(4)确定电极产物，书写电极反应式(注意遵循原子守恒和电荷守恒)。

(5)分析电解时的相关变化，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。

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十六、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气

1.电解饱和食盐水制备烧碱、氨气和氯气

(1)实验装置

阴极11咀极

铁棒］石墨

1

星Ugj商有酚做溶液

一的NaCI溶液

(2)实验现象

①阳极上有带刺激性气味的黄绿色气体产生，并能使湿涧的淀粉碘化钾试纸变蓝色。

②阴极上有无色气体产生，阴极附近溶液变红色。

(3)原理分析

①通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na*、。一、PT、OH，

②通电后，Na+、H+移向阴极,C「、OFF移向阳极。

阳极：离子放电顺序为C「>OH，电极反应式为2c「一2e-—C12f;

阴极：离子放电顺序为H'>Na，电极反应式为2H++2-=氏1。

因旦1放电，故阴极区生成MQH。

(4)电解的总反应式

化学方程式：2NaCl+2H?0=^=H2t+C12t+2NaOH：

离子方程式：2Cr+2H2O^^H2t+C12t+20H，

2.氯碱工业

工业上，用隔膜阻止OH一移向阳极，则Na'和OH一可以在阴极附近的溶液中富集，这就是电解食盐水制备烧碱

的原理，也称作氯碱工业。

■归纲总结--------------------------------------------------------------------------

工业电解饱和食盐水制取烧碱

在氯碱工业中，采用了阳离子交换膜，阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na+、H+)

通过，而阻止阴离子(C「、OH)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cb混合而引起爆炸，

又能避免CL和NaOH作用生成NaCIO而影响烧碱的质量。

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十七、铜的电解精炼、电镀

1.铜的电解精炼

⑴装置

硫酸酸化的

(2)粗铜成分CuSOi溶液

①主要成分：Cuo

②杂质金属：比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。

比铜不活泼的有Ag、Pl、Au等。

(3)电极反应

「主要反应：Cu(粗铜)-2e-=Cu2+

-其他反应:Zn-2e=Zn2+

(O-Fe-2e-=Fe2*

Ni-2e-=Ni2+

LAg、Pl、Au等金属沉积在槽底形成阳极泥

Cu2“2c-^Cu（精铜）

(4)电解精炼的结果

粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe>Ni等失去电子形成的阳离子进入溶液中；比铜不活泼的金属A*、Au、Pt等以

金属单质的形式沉积在电解池的底部，与其他不溶性杂质混在•起形成阳极泥，阴极卜.得到纯铜。

2.电镀

⑴设计思路及依据

阳极材料：铁钉(镶件)

确定阴极电极反应式：Cir+4-2e-=Cii

阴极反应物：cu!：

阳极材料：铜片(镀层金属)

确定阳极电极反应式：Cu—2c-^Cu2

阳极反应物：躯宜

(2)实验装置及现象

①实验装置如图

待

镀

②实验现象：铁

钉

铜片逐渐溶解，铁钉表面有红色物质析出.

(3)电镀池

①原理：利用电解原理，在金属表利镀上一薄层金属或合金。

②构成:一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液;把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连,

作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连,作为阴极。

■归纳总结-

(1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相

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等。

⑵电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属

溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。

十八、电解的相关计算

1.计算的原则

(1)阳极失去的电子数笠王阴极得到的电子数。

⑵串联电路中通过各电解池的电子总数相笔。

(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。

2.计算的方法

⑴得失电子守恒法计算：用F串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子

总数相等。

(2)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比例式计算。

(3)关系式计算：借得失电子守怛关系建立.已知星与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如电路中通过4

mole可构建如下关系式：

4e一〜2cRBn、b)〜O2〜4H*〜40H一〜2H2〜2Cu〜4Ag

阳极产物阴极产物

十九、金属电化学腐蚀的原理

1.金属腐蚀的定义和分类

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3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀