适用场景:高中化学教学总结、学生复习资料总结、化学课程讲义总结
演讲要点:离子反应条件分析、离子反应理论判据应用、离子反应实际案例解析
行文逻辑:分析离子反应条件→判断反应可行性→应用离子反应实例
离子反应
1、离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化。
(2)生成弱电解质
主要是h+与弱酸根生成弱酸,或oh-与弱碱阳离子生成弱碱,或h+与oh-生成h2o。
(3)生成气体
生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体。
(4)发生氧化还原反应
强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生。
2、离子反应能否进行的理论判据
(1)根据焓变与熵变判据
对δh-tδs<0的离子反应,室温下都能自发进行。
(2)根据平衡常数判据
离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大。
3、离子反应的应用
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
ca2+、mg2+的形成。
caco3+co2+h2o=ca2++2hco3-
mgco3+co2+h2o=mg2++2hco3-
加热煮沸法降低水的硬度:
ca2++2hco3-=caco3↓+co2↑+h2o
mg2++2hco3-=mgco3↓+co2↑+h2o
或加入na2co3软化硬水:
ca2++co32-=caco3↓,mg2++co32-=mgco3↓
适用场景:高中化学教学总结、学生复习资料总结、化学课程讲义总结
演讲要点:电池分类与特性分析、电极反应式书写方法、废弃电池处理措施
行文逻辑:分类电池→分析电极反应→总结处理方式
化学电池
1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池
4、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
5、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
6、二次电池的电极反应:铅蓄电池
7、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
8、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
9、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶液呈酸性时:负极:2h2—4e—=4h+正极:o2+4e—4h+=2h2o当电解质溶液呈碱性时:负极:2h2+4oh——4e—=4h2o正极:o2+2h2o+4e—=4oh—另一种燃料电池是用金属铂片插入koh溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。
10、电极反应式为:负极:ch4+10oh——8e—=co32—+7h2o;正极:4h2o+2o2+8e—=8oh—。电池总反应式为:ch4+2o2+2koh=k2co3+3h2o10、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
11、废弃电池的处理:回收利用
适用场景:化学教学资料、学生复习材料、课堂讲义
演讲要点:等电子原理应用、分子结构分析、化学键特征总结
行文逻辑:归纳等电子原理→分析分子结构→总结化学键特征
等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,许多性质是相似的,此原理称为等电子原理。
(1)等电子体的判断方法:在微粒的组成上,微粒所含原子数目相同;在微粒的构成上,微粒所含价电子数目相同;在微粒的结构上,微粒中原子的空间排列方式相同。(等电子的推断常用转换法,如co2=co+o=n2+o=n2o=n2+n—=n3—或so2=o+o2=o3=n—+o2=no2—)
(2)等电子原理的应用:利用等电子体的性质相似,空间构型相同,可运用来预测分子空间的构型和性质。
适用场景:高中化学教学总结、学生复习资料总结、学科知识点整理总结
演讲要点:化学平衡常数计算问题分析、化学反应限度评估方法、浓度商与平衡常数判断依据
行文逻辑:分析平衡常数→评估反应程度→判断平衡状态
化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号k表示。
(2)平衡常数k的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商qc与平衡常数kc相等时,说明反应达到平衡状态。
适用场景:化学教学资料总结、学生复习资料总结、课堂讲义总结
演讲要点:电解反应现象分析、电极材料选择依据、离子迁移规律应用
行文逻辑:分析电解现象→探讨电极材料→解析离子迁移
(1)在电解饱和食盐水中,阳极有气泡产生,有刺激性味道的气体,湿润的ki-淀粉试纸变蓝。阴极有气泡,可燃气体。
(2)如果交换电极:如果用的都是惰性电极(石墨或铂),那么可以互换(反应不变);但如果原来阴极用的是铁棒,那么不能互换,若互换,铁作阳极:fe-2e-=fe2+,阴极:2h+2e-=h2;阴极产生的氢氧根离子会和阳极产生的亚铁离子在溶液中反应,生成氢氧化亚铁(白色沉淀,不稳定马上变成灰绿色,最终变成红褐色)。
(3)阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许na+通过,而cl-、oh-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2相混合而引起爆炸,又能避免cl2和naoh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量。
(4)阳极接在电源正极上,电源正极会不断地吸电子,所以只能挂惰性电极,如炭棒和pt等,若挂其他,如铁棒,那么电子被电源正极吸收,fe会变成铁离子,从而进入电解液中,你会很快看到铁棒不见了。那至于为什么用炭棒而不用pt,则是价格关系。炭棒便宜。
而阴极接在电源负极上,电源负极在不断产生电子,所以挂什么并没有什么大的关系,挂铁的话,反而保护了铁不变为铁离子。其实负极挂炭棒什么的,也可。在工业生产中一般阴极不用铁棒而做成铁网,增大反应接触面。而炭不易做成网状,所以选用炭棒。
适用场景:课堂教学总结、学生复习资料、知识梳理材料
演讲要点:原电池工作原理分析、化学电源反应机制研究、电池反应方程式归纳
行文逻辑:解析原电池原理→分析化学电源反应→归纳电池反应方程式
化学能转化为电能——电池
1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念:
把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)cu-zn原电池的工作原理:
如图为cu-zn原电池,其中zn为负极,cu为正极,构成闭合回路后的现象是:zn片逐渐溶解,cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。该原电池反应原理为:zn失电子,负极反应为:zn→zn2++2e-;cu得电子,正极反应为:2h++2e-→h2。电子定向移动形成电流。总反应为:zn+cuso4=znso4+cu。
(3)原电池的电能
若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。
2、化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应:zn→zn2++2e-;
正极反应:2nh4++2e-→2nh3+h2;
(2)铅蓄电池
负极反应:pb+so42-=pbso4+2e-
正极反应:pbo2+4h++so42-+2e-=pbso4+2h2o
放电时总反应:pb+pbo2+2h2so4=2pbso4+2h2o。
充电时总反应:2pbso4+2h2o=pb+pbo2+2h2so4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应:2h2+4oh-→4h2o+4e-
正极反应:o2+2h2o+4e-→4oh-
电池总反应:2h2+o2=2h2o