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2012高考化学二轮复* 化学基本理论课件 大纲人教版

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第二单元

化学基本理论

专题五 粒子与晶体结构 专题六 元素周期表和元素周期律 专题七 化学反应速率、化学*衡 专题八 电离*衡、pH、水解*衡 专题九 电化学原理及其运用

专题五

粒子与晶体结构

命题趋势 物质结构是中学化学中重要的基本理论知识,在历年高考

试题中都占有较大的比重。
高考的热点主要有: (1)原子的组成及粒子之间数量关系的应用;同位素概念 及其应用;核外电子排布与分子组成关系;粒子半径大小或粒 子核外电子数的比较等。 (2)化学键类型和晶体类型的判断;离子化合物和共价化 合物电子式的书写或正误判断;各类晶体物理性质(如硬度、 熔沸点等)的比较;根据粒子的空间排列推断化学式等。

考纲要求

1.了解原子的结构及同位素的概念。理解原子序 数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数,以及质 量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2.以第 1、2、3 周期的元素为例,了解原子核外 电子排布规律。 3.理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非 极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子间作用 力。初步了解氢键。 4.了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子 晶体、金属晶体)及其性质。

?

探究点一

对原子、离子结构的考查

对于原子结构,要熟练掌握 1~18 号元素的原子结构示 意图并会用质子数、中子数、质量数、核外电子数的关系对 原子核的组成分析判断。 对于单核简单离子的结构,要清楚它们与对应原子的差 别,会对“结构示意图”进行原子、离子的判断。

例 1 [2011· 海南化学卷]
131 可以通过测定大气或水中 53I

131 53I 是常规核裂变产物之一,

的含量变化来监测核电站是否

131 发生放射性物质泄漏。 下列有关 53I 的叙述中错误的是( 131 127 A. 53I 的化学性质与 53I 相同 131 B. 53I 的原子序数为 53 131 C. 53I 的原子核外电子数为 78 131 D. 53I 的原子核内中子数多于质子数

c )

【点评】本题借助日本地震核泄漏设置问题情境,意在考查考生对核 素、同位素、原子构成的了解程度,同时考查对化学符号的辨认、比较和 判断及构成粒子的计算能力。 高考对原子结构与同位素的考查常以重大科技成果或时事为背景, 这 类试题的特点是“起点高、落点低”,考查的知识大多比较基础。常考的 知识点有:①构成原子的基本粒子间的数量关系,如质量数=质子数+中 子数。常常结合最新发现的元素或同位素来考查,试题的背景不断翻新, 但涉及的知识点不变。②中性原子中,核外电子数=质子数;阳离子中, 核外电子数<质子数;阴离子中,核外电子数>质子数。解这类试题时要 注意积累解题方法和技巧, 用满足条件的特殊原子或离子代入求解往往会 很快捷。③同位素概念及其应用。要注意理解有关概念的内涵和外延,加 强对易混概念(同系物、同素异形体、同分异构体等)的对比。④确定一定 质量的某种粒子中所含电子、中子等的数目。解答这类试题时涉及物质的 量的计算和阿伏加德罗常数等重点知识, 特别要注意一些特殊物质的摩尔 质量,如 D2O、18O2 等。

德国重离子研究中心 2010 年 2 月 19 日宣布,由该中心人 工合成的第 112 号化学元素从即日起获正式名称“Copernicium”,相应的 元素符号为“Cn”。该元素的名称是为了纪念著名天文学家哥白尼而得名。 70 208 277 1 该中心人工合成 Cn 的过程可表示为:30Zn+82 Pb―→112Cn+0n。下列叙 述中正确的是( D ) A.上述合成过程属于化学变化 B.Cn 元素位于周期表的第六周期,是副族元素 C.Cn 元素的相对原子质量为 277 g/mol 277 D. 112Cn 原子核内中子数比质子数多 53

?

探究点二

对分子结构的考查

1.化学键与范德华力、氢键的比较 化学键是指分子或晶体中相邻原子或离子之间强烈的相互作用,其 -1 键能为数百 kJ· 。而范德华力是存在于分子间的一种较弱的相互作 mol -1 用力,比化学键小得多,仅为几个至几十个 kJ· 。氢键一般比范德 mol -1 华力稍大一些,但比化学键要小,一般在 40 kJ· 左右。化学键主要 mol 影响分子的化学性质,对离子晶体和原子晶体同时也影响物理性质;范 德华力主要影响分子晶体的物理性质,如熔沸点等;氢键对物质的物理 性质影响较大,如易形成氢键的 NH3、HF、H2O、CH3CH2OH 表现为比 同主族的其他氢化物的熔沸点都高。

三“键”两“力”的比较

存在 范围

本质

强 弱

决定键 强弱 因素 离子电 荷数、 离子半 径

影响对象

电子式 书写

离 子 键

阴、阳离 子间和离 子晶体内

静电 作用



离子化合物的熔 有方括号、 沸点、硬度等 有正、负

共 价 键

分子内、 原子间、 原子晶体 内

共用 电子 对



成键原 子的半 径之和

分子的稳定性, 无方括号、 原子晶体的熔沸 无正、负 点、硬度等

2.ABn 型分子极性的判断方法 若 ABn 中心元素 A 的化合价绝对值等于其族序数, 那么该分子一 定为非极性分子,否则为极性分子,如 CH4、CO2、SO3、BF3 为非极 性分子,而 H2O、NH3、SO2 则为极性分子。 3.化学键的存在与物质类型的关系 (1)离子键构成的化合物一定是离子化合物, 离子化合物除含离子 键外可能含有共价键,如 NaOH、Na2O2、NH4Cl、CaC2 等。 (2)共价化合物一定含有共价键;非金属单质(稀有气体除外)中含 有共价键(如 N2、O3、C60 等),一定不含离子键。 (3)金属单质与合金中只存在金属键。 (4)全部由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物, 如氯化 铵、硝酸铵等铵盐类都是由非金属元素组成,但它们是离子化合物。 (5)无化学键的物质只有稀有气体(由单原子构成的分子)。 (6)原子晶体如金刚石、SiO2、SiC 等只含共价键。

例 2 用 A 、B 、C 、D、E、F、G 分别表示含有 18





2-

个电子的七种微粒(离子或分子),请回答: (1)A 元素是________、B 元素是________、C 元素是 ________(用元素符号表示)。 (2)D 是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 ________。 (3)E 是所有含 18 个电子的微粒中氧化能力最强的分 子,其分子式是________。 (4)F 是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是 ________,电子式是________,分子构型为________,属 于________分子(填“极性”或“非极性”)。 (5)G 分子中含有 8 个原子,其分子式为________。

【点评】做完此题,应该总结核外电子数相同的粒子规 律 2、10、14、18 电子结构微粒 (1)2 电子结构微粒:He、H-、Li+、Be2+。 (2)10 电子结构微粒:阴离子有 F-、O2-、N3-、OH-、 - NH2 ;阳离子有 Na+、Mg2+、Al3+、NH+、H3O+;分子有 4 Ne、HF、H2O、NH3、CH4。 (3)14 电子结构微粒:Si、C2-、C2H2、N2、CO。 2 (4)18 电子结构微粒:阴离子有 P3-、S2-、Cl-、HS-; 阳离子有 K+、Ca2+;分子有 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、 F2 、H2O2 、C2H6 、CH3OH、N2H4 、NH2OH、CH3NH2 、 NH2F、CH3F 等。

甲、乙、丙、丁 4 中物质分别含 2 种或 3 种元素,它 们的分子中各含 18 个电子。甲是气态氢化物,在水中分步电离出两种 阴离子。下列推断合理的是(
D

)

A.某钠盐溶液含甲电离出的阴离子,则该溶液显碱性,只能与 酸反应 B.乙与氧气的摩尔质量相同,则乙一定含有极性键和非极性键 C.丙中含有 2 周期ⅣA 族的元素,则丙一定是甲烷的同系物 D.丁和甲中各元素质量比相同,则丁中一定含有-1 价的元素

?

探究点三
晶体类型
粒子间作用 组成粒子 熔、沸点 硬度

对晶体结构与性质的考查
离子晶体
离子键 阴、阳离子 较高 较硬而脆 热的不良 导体

1.四种晶体类型及性质比较

原子晶体
共价键 原子 很高 高硬度 热的不良 导体

分子晶体
分子间作 用力 分子 低 软 热的不良 导体

金属晶体
金属键 金属离子和 自由电子 有高有低 有硬有软, 有延展性 热的良 导体

导热性

导电性

固态时为不良导 体,熔化后导电

非导体

非导体

良好导体

易溶于极性溶剂, 不溶于一般 溶解性 难溶于非极性溶 溶剂 剂

相似相溶

不溶于一般 溶剂(除个 别反应外)

晶体中 所含化 学键

离子键(可能含共 共价键(极 价键) 性、非极性)

共价键(稀有气体的 晶体不含化学键)

金属键

范围

金刚石、晶 非金属元素组成的除 大部分盐、强碱、 体硅、碳化 铵盐、金刚石、晶体 各种金属及 活泼金属的氧化 合金 硅、二氧化 硅、碳化硅、二氧化 物等 硅 硅以外的物质

2.晶体类型的判断方法 (1)看本质 看粒子间的结合力:离子键——离子晶体;共 价键——原子晶体;分子间作用力(氢键、范德华 力)——分子晶体;金属键——金属晶体。 (2)看特性 离子晶体的熔点较高,常温呈固态不导电,熔 化后导电;原子晶体的熔点很高,常温呈固态,不 溶于任何溶剂;分子晶体熔点低,常温多呈气态或 液态或易升华的固态;金属晶体导电且有延展性。

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(3)看分类 根据物质分类 离子晶体主要包括:强碱、绝大多数盐类、绝大多数 金属氧化物等; 常见的原子晶体:单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等, 化合物有SiO2、SiC、Si3N4、AlN等; 分子晶体有:绝大多数非金属单质 (除金刚石、石墨、 晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、绝大多数非金属 氧化物(除SiO2外)、含氧酸、绝大多数有机物(除有 机盐外)、稀有气体等; 金属晶体有:固态金属单质、合金。

3.根据晶体结构模型求解化学式 由晶体结构单元模型求解化学式的通常方法是所谓的均摊法。以 正方体(长方体)晶胞为例,晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献分别 1 1 1 为:心内:1,面中: ,棱上: ,顶点: 。总规律是选定一个晶胞, 2 4 8 分析其中粒子的位置为几个晶胞共用,确定其对晶胞的贡献度。 4.物质熔沸点高低比较规律 (1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是: 原子晶体>离 子晶体>分子晶体。同一晶体类型的物质,则晶体内部结构粒子间的 作用越强,熔沸点越高。 (2)原子晶体要比较共价键的强弱,一般来说,原子半径越小,形 成的共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高,如熔点:金 刚石>碳化硅>晶体硅。

(3)离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离 子半径越小,则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔沸点就越高,如熔点: MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。 (4)分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高, 如熔沸点:O2>N2,HI>HBr>HCl。组成和结构不相似的物质,分子极性越 大,其熔沸点就越高,如熔沸点 CO>N2(存在氢键的特殊,熔沸点高)。在同分 异构体中,一般来说,支链数越多,熔沸点越低,如沸点:正戊烷>异戊烷> 新戊烷;同分异构体的芳香烃及其衍生物,其熔沸点高低顺序是邻>间>对位 化合物。 (5)金属晶体中金属阳离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金 属熔沸点就越高。 (6)元素周期表中第ⅦA 族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增 而升高; 第ⅠA 族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降 低。

5.典型晶体结构模型(见图 5-1)

例 3 下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是

(

C

)

图 5-2 A.最小的环上,有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子 B.最小的环上,Si 和 O 原子数之比为 1∶2 C.最小的环上,有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子 D.存在四面体结构单元,O 处于中心,Si 处于 4 个顶角

[2011· 四川卷]下列说法正确的是( ) A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键 B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强
A

[2011· 四川卷] 下列推论正确的是( B ) A. 4 的沸点高于 CH4, SiH 可推测 PH3 的沸点高于 NH3 + + B.NH4 为正四面体结构,可推测 PH4 也为正四面体 结构 C.CO2 晶体是分子晶体,可推测 SiO2 晶体也是分子 晶体 D.C2H6 是碳链为直线型的非极性分子,可推测 C3H8 也是碳链为直线型的非极性分子

本节小结

专题六

元素周期表和元素周期律

专题六 元素周期表 和元素周期律

命题趋势

该部分的知识是高考的必考内容之一。热点内容主要集中 在以下几个方面:①元素周期律的迁移运用。常见的形式是给 出一种不熟悉的主族元素,推测该元素及其化合物可能或不可 能具有的性质,主要是根据同主族元素性质的相似性和递变性 进行推测。②确定给定的几种元素形成的化合物的可能形式。 解答这类试题的思路和方法是“据结构;推价态,得结论”。 ③由“位、构、性”关系推断元素:其完整形式是“推元素、 判性质、写用语”,将“位、构、性” 知识进行串联。这类试 题的综合性强,难度较大,一般出现在第Ⅱ卷的非选择题中, 所占分值较高。在复*阶段,同学们应重点突破元素的综合性 推断题,以综合性推断题带动其他题型的复*,从而达到巩固 知识、提高能力的目的。

主干知识整合

?

探究点一

对元素周期律和元素周期表结构的考查

一、深入理解元素周期律 元素周期律是指元素性质随元素原子序数的递增而呈周期性变 化。其中“元素性质”主要包括元素原子的原子半径、元素的主要 化合价、元素的金属性、非金属性等。 解答有关元素周期律、元素周期表的试题,要熟记元素周期表的结 构,包括短周期元素、主族元素在元素周期表中的位置,熟记氦、 氖、氩、氪、氙等稀有气体元素的原子序数和电子层结构,熟记每 个周期中的元素种数,熟记每个主族常见化合物的化学式类型等。

二、熟练掌握周期表的结构 周期表的结构:见主干知识整合。能使用周期表结合周期律在 表中的体现进行未知元素的推断和性质预测、不同元素及其化合物 性质的比较、化学实验事实的解释、寻找具有特殊性质的元素和化 合物等都可以跟元素周期律综合联系起来。从这个角度可大大拓展 学*者的思维空间,提高解决综合问题的能力。 掌握如下规律:

例 1[2011· 天津卷] 以下有关原子结构及元素周期律的 叙述正确的是( B ) 137 133 A.第ⅠA 族元素铯的两种同位素 Cs 比 Cs 多 4 个 质子 B.同周期元素(除 0 族元素外)从左到右,原子半径逐渐 减小 C.第ⅦA 族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增 强 D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低

?

探究点二

对“位—构—性”三者关系的综合考查

2.周期表中特殊位置的元素(前 20 号元素) (1)族序数等于周期序数的元素:H、Be、Al。 (2)族序数等于周期序数 2 倍的元素:C、S。 (3)族序数等于周期序数 3 倍的元素:O。 (4)周期序数是族序数 2 倍的元素:Li、Ca。 (5)周期序数是族序数 3 倍的元素:Na。 (6)最高正价与最低负价代数和为 0 的元素:H、C、Si。 (7)最高正价是最低负价绝对值 3 倍的元素:S。 (8)除 H 外,原子半径最小的元素:F。 (9)离子半径最大的元素:P。

3.常见元素及其化合物的特性 (1)形成化合物种类最多的元素、单质的硬度最大的元素、气 态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。 (2)空气中含量最多的元素、气态氢化物的水溶液呈碱性的元 素:N。 (3)地壳中含量最多的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元 素:O。 (4)单质最轻的元素:H;金属单质最轻的元素:Li。 (5)单质在常温下呈液态的非金属元素:Br;单质在常温下呈 液态的金属元素:Hg。 (6)最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应又能与强 碱反应的元素:Al。

(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起 化合反应的元素: N;元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应 的水化物能起氧化还原反应的元素:S。 (8)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元 素单质的元素:S。 (9)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素: Li、Na、F。

本专题中易出现的错误,主要表现在对概念理 解不深及知识掌握不全面。现整理如下: 1.误点:原子核都是由质子和中子构成。
A 2.误点?X ,X元素的相对原子质量为A。 :Z

3.误点:原子得(或失)电子数越多,其非金属性

(或金属性)越强。 4.误点:失电子难的原子获得电子的能力一定强 5.误点:共价键的极性和分子的极性相混淆。

6.误点:化学键影响化学性质,分子间作用力影

响物理性质。
7.误点:含有非极性键的化合物一定是共价化 合物 8.误点:组成和结构相似的分子晶体,其相对分 ? 子质量越大,熔、沸点一定越高。
9.误点:含有金属阳离子的物质中一定含有阴离子 10.误点:熔、沸点高低一定是原子晶体大于离子晶体, 金属晶体大于分子晶体。

例 2 [2011· 山东卷]元素的原子结构决定其性质和

在周期表中的位置。下列说法正确的是( C ) A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化 合价 B.多电子原子中,在离核较*的区域内运动的 电子能量较高 C.P,S,Cl 得电子能力和最高价氧化物对应水 化物的酸性均依次增强 D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附* 的元素属于过渡元素

◆练*1 已知X、Y、Z三种主族元素在元

素周期表中的相对位置如图所示,设X的原子
序数为a,则下列说法中不正确的是?(
A.Y与Z的原子序数之和可能为2a B.Y的原子序数可能为a-17
C.Z的原子序数可能为a+31
D

)

D.X、Y、Z一定都是短周期元素

练*2

(2011年福建理综,7)依据元素周期

表及元素周期律,下列推断正确的是? (B)
A.H3BO3的酸性比H2CO3的强
B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强 C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强

D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子 序数:R>M

?

练*3短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。 元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外 层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最 丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数 的2倍。下列说法错误的是? A

?

?

?

?

A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电 子的稳定结构 B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有 很多种 C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应 均有氢气生成 D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2

专题七 化学反应率、化学*衡

命题趋势

化学反应速率和化学*衡是中学化学重要的理论内容之一, 是高考的必考内容,但实行理科综合高考模式后,其难度有所下降。 常见题型有选择题和填空题,选择题多以各物质的化学反应速率与 化学反应方程式中的化学计量数成正比来命题,或针对勒夏特列原 理结合图象及等效*衡进行命题,对化学反应速率和化学*衡有关 计算的考查也时有出现;而在第Ⅱ卷中,常出现应用数学方法对化 学*衡原理进行理论分析和计算等。 高考试题既要求有一定的稳定性,又要求有创新,体现高考 题的连续性与发展性的和谐统一。从目前理科综合命题情况看,通 过图象和数据分析来解决化学反应速率和化学*衡问题,是一个值 得关注的趋势。

要点热点探究 ? 探究点一 对反应速率、化学*衡基础知识的考查

1.理解反应速率、化学*衡基础知识内容时要注意: (1)化学反应速率指*均反应速率,且不取负值。 (2)比较反应速率的大小, 要转换为用同一种物质表示的 速率且单位相同进行比较。 (3)改变固体和纯液体的量,可以认为对化学反应速率、 化学*衡均无影响,因为它们的浓度可视为常数。 (4)影响反应速率的其他因素 固体反应物颗粒的大小;溶剂;扩散速率;光;激光; 电磁波;放射线;超声波;形成原电池等。

(5)压强只对有气体反应物的化学反应速率和方程式两 边气体分子数不等的可逆反应的*衡有影响。 压强的增大或减小, 指的是由反应体系的体积缩小或扩 大而引起的。否则以上规律不适用。 2. 会用有效碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响:

3. 是否达到*衡状态的判断 a 等 同一物质正逆反应速率相等 b 定 4.几个难点问题的突破 (1)温度对可逆反应速率的影响规律是:改变温度,对 吸热反应速率影响更大。 (2)压强对可逆反应速率的影响规律是:改变压强,对 气体反应物分子数多的反应速率影响更大。

(3)惰性气体对*衡的影响: 因为压强影响*衡的实质是反应 体系中的气体成分浓度的改变,一般是体系体积的改变,引起了 反应体系的气体物质的浓度变化。所以,充入惰气,只要体积不 变,反应体系的气体物质的浓度没有改变,则*衡不移动;若压 强不变,则体系的体积必增大,反应体系的气体物质的浓度均同 程度减小, 等效于原体系减压, *衡向气体分子数多的方向移动。 (4)化学*衡特征中“动、定、变、同”中“同”的含义: 定性方面, 一个可逆反应不论从正反应还是从逆反应或是从 某中间状态开始,最终都能达到化学*衡状态。 定量方面,如果满足一定的条件,建立的*衡还相同即形成 等效*衡。 等效*衡是指同一可逆反应的两个*衡中各成分的百 分含量对应相等。关于等效*衡在探究点三有专门论述。

例 1 [2011· 浙江卷] 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵 (NH2COONH4)分解反应 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空 容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒 定温度下使其达到分解*衡:

①可以判断该分解反应已经达到*衡的是( BC ) A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空 容器中, 25.0 ℃下达到分解*衡。 在 若在恒温下压缩容器体积, 增加 氨基甲酸铵固体的质量________(填“增加”“减少”或“不 变”)

?

探究点二

对勒夏特列原理的理解的考查

如果改变影响*衡的一个条件,*衡将向着能够减弱这种改变的方向移 动,这就是著名的勒夏特列原理。勒夏特列原理又称*衡移动原理,适用于所 有动态*衡(化学*衡、电离*衡、水解*衡、溶解*衡等)。该原理概括了所 有外界条件对*衡影响的规律。 1.原理的理解 勒夏特列原理是用来判断当条件改变时,*衡向什么方向移动的问题。条 件是指影响*衡的浓度、压强和温度等,而*衡移动的方向是与条件带来的影 响相反的方向,但只减弱不抵消,例如,对于有气体参加的反应,当原*衡体 系中的压强为 p 时,若其他条件不变,体系压强增大到 2p,*衡将向气体分 子数减小的方向移动,达新*衡时的压强若为 p1,则 p<p1 <2p。

2.非*衡移动问题不能用勒夏特列原理来解释。 3.分析化学*衡移动的一般思路:

强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学*衡的时间,但不一定能使*衡 发生移动。 4.*衡移动的其他规律 (1)有关转化率的规律 ①除增大 c(反应物)外,只要*衡右移,各反应物转化率一定增大。 ②按化学方程式的化学计量数比加入反应物, 达*衡时各反应物转化率相等。 ③增大某 c(反应物)时, 该反应物的转化率减小, 而另一反应物的转化率增大。

(2)充入惰性气体对*衡的影响规律 ①若保持温度、体积不变,则*衡不移动。 ②若保持温度、压强不变,则相当于体系减压。

例 2 当反应 COCl2(g)? ? CO(g) Cl2(g);ΔH>0, +

达到*衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气 体 ③增加 CO 的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒 压通入惰性气体,能提高 COCl2 转化率的是( B ) A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

据报道,在 300 ℃、70 MPa 下由二氧化碳和氢 气 合 成 乙 醇 已 成 为 现 实 , 2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述错误的是 ( ) A.使用 Cu—Zn—Fe 催化剂可大大提高生产效率 B.反应需在 300 ℃进行可推测该反应是吸热反应 C.充入大量 CO2 气体可提高 H2 的转化率 D.从*衡混合气体中分离出 CH3CH2OH 和 H2O 可提 高 CO2 和 H2 的利用率
B

探究点三 对化学反应速率和化学*衡图象的考查 考查化学反应速率和化学*衡的图象的题目是高考试卷中的“常客”。 1.分析反应速率的图象:“四看”“两点”“一*衡”,移动跟着大者行。 (1)“四看” 一看起点与变化:分清反应物和生成物。 二看变化量之比:判断反应方程式系数。 三看终点是否*:判断反应是否可逆。 四看曲线怎么变:判断是什么条件,怎么改变对速率产生的影响,以及吸热 反应、放热反应和化学方程式两边气体分子数的变化情况。 对于可逆反应: 浓度:增大某物浓度,其对应反应速率突然增大,另一反应速率随之增大; 减小某物浓度,其对应反应速率突然减小,另一反应速率随之减小。 压强:增压反应速率都突然增大,气体反应物分子数大者增大更多;减压反 应速率都突然减小,气体反应物分子数大者减少更多。

?

温度:升温反应速率都突然增大,吸热反应增大更多;降温反应速率都突 然减小,吸热反应减小更多。 催化剂:(正)催化剂使反应速率都突然增大,增大程度都相等,*衡不移动。 (2)“两点”即变化的起点和变化的终点。 (3)“一*衡”:跟着大者行(谁大跟谁行),相等即*衡。 2.化学*衡的图象分析: 先拐先*;高温高压,*衡先达;定此议彼, 判断(吸放)热、气(体分子数变化)。

3 常见图像分类[如图所示均以反应:A(g)+B(g)? C(g);ΔH<0为例]

(1)横轴为“时间”类
①速率-时间图(v-t)

②浓度-时间图(c-t)

③含量-时间图(w-t)

(2)横轴为“温度”或“压强”类
①速率-温度图(v-T),速率-压强图(v-p)

②物质的量-温度图(n-T),物质的量-压强图(np)

③反应物转化率-温度图[α(A)-T],反应物转化

率-压强图[α(A)-p]

④某物质含量-温度图(w-T),某物质含量-压强 图(w-p)

(3)复合图像 ①等压线(p1>p2)

②等温线(T1<T2)

◆典例5 (2011年重庆理综,10)一定条件下,

下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋
势符合下图的是? (
A

)

A.CO2(g)+2NH3(g)?

CO(NH2)2(s)+H2O(g);Δ

H<0
B.CO2(g)+H2(g)? C.CH3CH2OH(g)? H>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)? (g)+2H2O(g);ΔH<0 2C6H5CH
?

CO(g)+H2O(g);ΔH>0 CH2
?

CH2(g)+H2O(g);Δ

CH2

?

探究点四

对化学反应速率和化学*衡计算的考查

有关化学*衡计算的一般解题模式: 化学*衡计算的 基本模式:*衡“三步曲” 例: mA +nB pC + qD 起始量: a b 0 0 变化量: mx nx px qx *衡量:a-mx b-nx px qx [注意] 变化量与化学方程式中各物质的化学计量数 成比例;这里 a、b 可指物质的量、浓度、体积等;弄清 起始浓度、*衡浓度、*衡转化率三者之间的互换关系。

专题七 │ 要点热点探究
例 5 将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合 并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g) 2C(g),若 经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol· -1,现有下列几种说法: L ①用物质 A 表示的反应的*均速率为 0.3 mol· -1·-1;②用 L s 物质 B 表示的反应的*均速率为 0.6 mol· -1·-1;③2 s 时物 L s 质 A 的转化率为 70%; s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol· -1。 ④2 L 其中正确的是( B ) A.①③ B.①④ C.②③ D.③④

例 6 [2011· 全国卷]在容积可变的密闭容器中,2 mol N2 和 8 mol H2 在一定条件下发生反应,达到*衡时,H2 的转化 C 率为 25%,则*衡时氮气的体积分数接*于( ) A.5% B.10% C.15% D.20%

*三年高考题展评 催化剂 cC(g) [2011· 国 卷 ] 反 应 aA(g) + bB(g) ? ? ? ? 全 (ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图 7-1 所 示:

回答问题: (1)反应的化学方程式中,a∶b∶c 为________; (2)A 的*均反应速率 vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排 列次序为________; (3)B 的*衡转化率 αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是 ________,其值是________; (4)由第一次*衡到第二次*衡,*衡移动的方向是 ______________,采取的措施是______________; (5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3) 的高低:T2________T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是 ________________________;

(6)达到第三次*衡后,将容器的体积扩大一倍,假定 10 min 后达到新的*衡, 请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中 各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出 A、B、C)

专题七 │ 要点热点探究
(1)1∶3∶2 (2)vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A) (3)αⅢ(B) 0.19(19%) (4)向正反应方向 从反应体系中移出产物 C (5)> 此反应为放热反应,降低温度,*衡向正反应方 向移动

专题七 │ 要点热点探究

(注:只要曲线能表示出*衡向逆反应移动及各物质浓 度的相对变化比例即可)

?

(2010高考题)在溶液中,反应A+2B C分别在三种不 同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、 c(B)=0.200mol/L 及 c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随 时间的变化如下图所示。

? ? ? ? ?

?
?

?

请回答下列问题: (1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。 所改变的条件和判断的理由是: ②________③_________ (2)实验②*衡时B的转化率为_______;实验③*衡时 C的浓度为___________; (3)该反应的 H______0,其判断理由是 _________________________________________ __ (4)该反应进行到4.0min时的*均反应速率: 实验②: =________________________________________ ___________ 实验③: =________________________________________ ___________

?

?

?

?

(1)②加催化剂;达到*衡的时间缩短,* 衡时A的浓度未变 ③温度升高;达到*衡的时间缩短,*衡时A 的浓度减小 (2)40% 0.06mol/L;(3)﹥;升高温度 向正方向移动,故该反应是吸热反应 (4)0.014mol(L· min)-1;0.008mol(L· min)-1

? ?

2009全国 Ⅱ 27. 某温度时,在2L密闭容 器中气态物质X和Y反应 生成气态物质Z,它们的 物质的量随时间的变化 如表所示。(1)根据左 表中数据,在右图中画 出X、Y、Z的物质的量 (n)随时间(t)变化 的曲线:

t/min
0 1 3 5 9 10 14

X/mol
1.00 0.90 0.75 0.65 0.55 0.55 0.55

Y/mol
1.00 0.80 0.50 0.30 0.10 0.10 0.10

Z/mol
0.00 0.20 0.50 0.70 0.90 0.90 0.90

2) 体系中发生反应的化学方程式 是__________________________
?

(3) 列式计算该反应在0-3min时间内 产物Z的*均反应速率:_____________

(4) 该反应达到*衡 时反应物X的转化 率等于————

?

?

?

?

(5) 如果该反应是放热反应。改变实验条件 (温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的 曲线①、②、③(如右图所示)则曲线①、②、 ③所对应的实验条件改变分别是: ① _________________ ②________________ ③__________________

本节知识小结

专题八

电离*衡、pH、水解*衡

专题八 电离*衡、pH、水解*衡

专题八 │ 命题趋势
命题趋势 强、弱电解质的电离和溶液的酸碱性是历年高考的热点 内容,主要包括强、弱电解质的判断与比较,外界条件对弱电 解质电离*衡的影响及电离*衡理论的应用,溶液酸碱性(或 pH的大小)的判断,有关溶液的pH的计算等。对盐类水解的考 查应引起同学们的重视,因为盐类水解常与弱电解质的电离、 酸碱中和滴定、溶液的pH、粒子浓度大小比较等知识融合在 一起,具有较强的综合性,是科内综合的好题材。常见的题型 是选择题,但也有部分简答题。

专题八 │考纲要求
考纲要求

(1)了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解 质的概念。 (2)理解离子反应的概念。 (3)理解电解质的电离*衡概念。 (4)了解水的电离、溶液 pH 等概念。 (5)了解强酸强碱中和滴定的原理。 (6)理解盐类水解的原理, 了解盐溶液的酸碱性。

专题八 │考纲要求
复*策略 电解质溶液的知识可归纳为:一实验,即中和滴定实验 原理及误差分析;二判断,即强弱电解质的判断和溶液的酸碱 性强弱的判断:强弱电解质的判断可通过比较相同条件下溶液 导电性强弱、溶液中离子浓度的大小、起始反应速率、稀释后 pH的变化程度、相同pH的两种溶液稀释至相同pH所加水的量 等进行判断。溶液的酸碱性强弱的判断需考虑电离、水解、同 离子效应等因素。在解答试题时,注意三大守恒的应用,即电 荷守恒、物料守恒和质子守恒。 1.注意知识的内在联系。如用勒夏特列原理就可以很好 地融合化学*衡、电离*衡、水解*衡、溶解*衡四大*衡。

专题八 │考纲要求
复*策略 2.加强变式训练。本专题内容考试题型主要是选择题, 在Ⅱ卷中一般是以大题的某一问的形式出现,学生失分的主要 原因是概念理解不到位,分析能力差,特别是应用“三守恒” 解决溶液中微粒浓度大小的问题。建议通过先用典型题目进行 重要知识点的课前检测,然后根据学生出现的问题进行针对训 练,训练时要注意反复变式,因为变式是一种重要的思维方法。 可将一道原始题目从题设条件的变换、数据衍变、内容拓展、 设问的转化等角度进行衍变,对知识进行巩固和升华。

专题八 │ 主干知识整合
主干知识整合

专题八 │ 要点热点探究
要点热点探究 ? 探究点一 对弱电解质电离*衡的考查
1.有关电解质的几个问题:①一种物质溶于水形成的溶液能导电, 原物质不一定是电解质,如:SO2 溶于水形成的水溶液能导电但 SO2 不 是电解质而是非电解质, 因为在水中发生电离引起溶液导电的不是 SO2, 而是由 SO2 与水作用形成的 H2SO3,H2SO3 是电解质;②电解质、非电 解质是对化合物而言的,一种物质不是电解质也不一定是非电解质,如 氯气不是电解质也不是非电解质,因为氯气不是化合物而是单质;③强 电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定比强 电解质溶液的导电能力弱;④用实验区分离子化合物与共价化合物的常 用方法:看熔融状态时是否导电;⑤若在某溶液中加入一种物质,出现 沉淀,溶液的导电能力不一定减弱,要看离子浓度是否减小。这些都是 *年高考中概念问题出题的重点。

专题八 │ 要点热点探究
2.判断电解质强弱的方法:一看电解质溶液中是否存在 电离*衡,有电离*衡的是弱电解质,否则是强电解质;二看 电解质溶液中是否存在电解质的分子, 溶液中存在该电解质分 子的是弱电解质, 溶液中只存在电解质产生的离子而没有电解 质分子的是强电解质;三看化合物的类型,离子化合物是强电 解质,但共价化合物不一定是弱电解质,如共价化合物 HF 是 弱电解质而 HCl 是强电解质。 特别注意:①电解质的强弱与其溶解性无关;②熔化时是 否导电, 这是区别离子化合物与共价化合物的常用方法而不是 区别强电解质与弱电解质的标准;③溶液导电性的强弱,决定 于溶液中离子的浓度大小及离子所带电荷多少等因素, 与电解 质的强弱有关的同时也受其他因素的影响, 因此也不能作为判 断电解质强弱的标准。

专题八 │ 要点热点探究
3. 弱电解质的电离*衡的特征及其影响因素 (1)弱电解质的电离*衡的特征。逆:可逆电离;动: 动态*衡;等:v(离子化)=v(分子化)≠0;定:*衡时溶液 中离子、分子浓度保持不变;变:条件改变,*衡可能发生 移动。 (2)影响因素。浓度:越稀越电离,在稀释溶液时,促 进电离, 而溶质的离子浓度一般会减小; 温度: 越热越电离, 因电离是吸热的,升温促进电离;同离子效应:醋酸溶液中 加入醋酸钠晶体,*衡左移,电离程度减小,加入稀盐酸亦 然;能反应的离子:醋酸溶液中加入 NaOH ,*衡右移, 电离程度增大。

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例 1 查阅资料表明,NaOH 是一种强电解质,为证明醋酸是 一种弱酸, 盐酸是一种强酸, 下列实验方案切实可行的是( ) ①用冰醋酸和已知浓度的浓盐酸分别配制浓度为 0.01 mol· -1 的稀醋酸和稀盐酸,用 pH 计分别测其 pH; L ②用冰醋酸和已知浓度的浓盐酸分别配制 pH 为 5 的稀醋 酸和稀盐酸,然后加水稀释 1000 倍,再用 pH 计比较其变化; ③用醋酸钠固体和氯化钠固体配制浓度均为 0.01 mol· -1 L 的醋酸钠、氯化钠溶液,用 pH 试纸测定溶液的 pH; ④用冰醋酸和已知浓度的浓盐酸分别配制浓度为 0.01 mol· -1 的稀醋酸和稀盐酸,然后测定溶液的导电性 L A.①②③④ B.①③ C.②④ D.只有①

专题八 │ 要点热点探究
B 【解析】 强、弱电解质的区别在于,弱电解质在溶液中 存在电离*衡,弱电解质本身不能完全电离;而强电解质在溶液中 不存在电离*衡,强电解质本身完全电离。方案①配制得到一定浓 - 度(0.01 mol· 1)的溶液后,用 pH 计测定溶液的 pH,如果测定的 L + pH 证明溶液中电离得到的 H 浓度等于酸的浓度, 说明电解质完全 电离,是强酸,反之是弱酸,该方案可行;方案②存在的问题,一 是难配制指定 pH 的醋酸溶液,二是如果能配制得到 pH 为 5 的醋 酸溶液, 在稀释 1000 倍时, 醋酸溶液的 pH 肯定是小于 7 而大于 5, 盐酸 pH 接* 7,据此难确定盐酸是强酸,醋酸是弱酸,该方案不 可行;方案③能测定盐溶液的 pH,在已知 NaOH 是一种强电解质 的前提下, 通过测定醋酸钠、 氯化钠溶液的 pH 能确定盐酸是强酸, 醋酸是弱酸;方案④只能证明醋酸是比盐酸弱的酸,不能证明醋酸 是一种弱酸,盐酸是一种强酸。

专题八 │ 要点热点探究
【点评】 证明电解质为弱电解质的实验设计,如果以醋酸 为例,可从以下方面进行思考。 一是从弱电解质的电离特点分析常见方案如下: 1.称取定量的无水醋酸配制 0.1 mol· -1 的醋酸溶液,测定 L 该溶液的 pH>1; 2.配制浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积盐酸和醋酸分 别加入烧杯中,接通电源,观察灯泡亮度,接盐酸的灯泡更亮; 3.配制相同物质的量浓度的盐酸和醋酸,分别测定两溶液 的 pH,醋酸溶液的 pH 大; 4.配制 pH 相同的盐酸和醋酸溶液,分别取相同体积,用 酚酞试液作指示剂,以氢氧化钠溶液为标准溶液进行滴定,醋 酸消耗氢氧化钠溶液的体积更大。

专题八 │ 要点热点探究
二是从影响弱电解质电离*衡的外界因素分析常见方案如下: 1.用已知浓度的盐酸和醋酸溶液分别配制 pH=1 的两种溶液,取 相同体积溶液并加入足量的锌,用排水法收集生成的氢气,醋酸溶液产 生氢气的量更多; 2.把一定浓度的醋酸溶液分成两等份,其中一份加入醋酸钠固体, 然后分别加入形状相同质量相同的锌,观察产生氢气的速率是否相同, 未加醋酸钠固体的速率更快。 三是从其对应的盐溶液的酸碱性角度分析。常见方案如下: 1.用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在 pH 试纸上,测其 pH>7; 2.配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液并观察其 颜色,颜色变淡红色; 3.配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液,然后加 热,观察颜色的变化,溶液红色变深。

专题八 │ 要点热点探究
? 探究点二 对溶液的酸碱性及pH计算的考查

1.水是极其重要的弱电解质,KW 只与温度有关,温度一定时,KW 是一个定值,不受 c(H+)和 c( OH-)大小的影响;并且水的离子积不但适 用于纯水, 也适用于酸性或碱性稀溶液。 要注意区分溶液中实际存在 c(H + )、c( OH-)与水电离出来的 c(H+)、c(OH-)以及电解质产生的 c(H+)、 c(OH-),应用于 pH= -lgc(H+)中的 c(H+)是指溶液中 H+浓度的总和。 2.溶液的酸碱性—— 取决于溶液中 c(H+)和 c( OH-)的相对大小 ( 1 ) pH 相同的酸(或碱)溶液,对应的酸(或碱)越弱,其物质的量浓 度越大。 ( 2 ) pH 相同的强酸和弱酸溶液,加水稀释相同的倍数,则强酸溶 液 pH 变化大;碱亦然。

专题八 │ 要点热点探究
( 3 )常温酸与碱溶液的 pH 之和为 14 ,等体积混合规律:若为强酸与强 碱,则 pH=7 ;若为强酸与弱碱,则 pH > 7 ;若为弱酸与强碱,则 pH < 7。 ( 4 )常温等体积强酸(pHa)和强碱(pHb)混合规律: 若二者 pH 之和为 14 , 则溶液呈中性,pH=7 ;若二者 pH 之和大于 14,则溶液呈碱性;若二者 pH 之和小于 14 ,则溶液呈酸性。 (5)常温强酸(pHa)和强碱(pHb)混合呈中性时, 二者体积比与 pH 的关系规 律:若二者 pHa+pHb=14,则 V(酸)︰V(碱)=1∶1;若 pHa+pHb>14,则 V(酸)∶V(碱)=10(pHa+ pHb)-14∶1;若 pHa+pHb<14,则 V(酸)∶V(碱) =1∶1014 -(pHa+ pHb)。 3.溶液 pH 的计算 酸按酸[pH=-lgc(H+)],碱按碱[pH=14-pOH, pOH = -lgc(OH-)], 同强混合在之间;异强混合看过量,无限稀释 7 为限。常规稀释到原来的 n 倍,则 pH 变化 lgn,碱减酸加。*似计算方法:同强混合如果二者 pH 相差 2 以上,可以将稀溶液*似当成水,变成稀释问题。

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例 2 [2011· 全国卷]等浓度的下列稀溶液:①乙酸、

②苯酚、③碳酸、④乙醇,它们的 pH 由小到大排列 正确的是( ) A.④②③① B.③①②④ C.①②③④ D.①③②④

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D 【解析】 在浓度相同的条件下,根据醋酸与碳酸 钠反应生成二氧化碳的事实判断醋酸的酸性大于碳酸,而苯 酚不能使酸碱指示剂变色说明苯酚的酸性很弱;乙醇是中性 溶液。 所以四种物质 pH 的大小顺序为①<③<②<④, 故选 D。 【点评】 该题与 2009 全国卷Ⅱ的第 10 题如出一辙。本 题考查了影响溶液 pH 的因素。在等物质的量浓度时,酸的 强弱是决定溶液 pH 大小的主要因素。此题告诉同学们,要 掌握常见酸的强弱顺序:亚硫酸(H2SO3),磷酸(H3PO4),氢 氟 酸 (HF) , 亚 硝 酸 (HNO2) , 甲 酸 (HCOOH) , 苯 甲 酸 (C6H5COOH), 醋酸(CH3COOH), 碳酸(H2CO3), 氢硫酸(H2S), 苯酚(C6H5OH),次氯酸(HClO)。

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下列叙述正确的是( ) A.某醋酸溶液的 pH=a,将此溶液稀释 1 倍后,溶液 的 pH=b,则 a>b B. 某滴有酚酞溶液的氨水里, 加入 NH4Cl 至溶液恰好 无色,则此时溶液的 pH<7 -3 -8 C.1.0×10 mol/L 盐酸的 pH=3.0,1.0×10 mol/L 盐酸的 pH=8.0 D.若 1 mL pH=1 的盐酸与 100 mL NaOH 溶液混合 后,溶液的 pH=7 则 NaOH 溶液的 pH=11

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D 【高考命题者说】 本题综合考查考生对弱电解质 溶液的电离*衡、盐类的水解、水的电离*衡、溶液的酸 碱性和 pH 的关系、指示剂的变色和 pH 的关系等有关内 容的掌握程度和运用能力。 选项 A 是考查考生对弱电解质电离、溶液的 pH 的计 算等知识。已知某醋酸溶液的 pH=a,醋酸是弱酸(弱电 解质),在水中仅部分解离,若将醋酸溶液稀释 1 倍,虽然 它的电离程度有所增加,但总的氢离子浓度还是下降了。 氢离子浓度下降, 溶液的 pH 应上升, 如果此时溶液的 pH =b,则应 a<b,而不是 a>b,所以选项 A 是错误选项。教 科书的学生实验中就有用 pH 试纸测试醋酸溶液稀释前后 的 pH 的实验,这是考生熟悉的。

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选项 B 是考查考生对盐类的水解、酸碱的中和、指示剂变色 的 pH 范围等知识的认知程度。 氨水是碱性的, 酚酞在 pH 为 8.2~ 10.0 的溶液中呈现红色, 故酚酞在氨水中是红色, 4Cl 是强酸弱 NH 碱组成的盐,其水溶液是酸性的,将 NH4Cl 加入氨水中,会中和 部分氨的碱性,使原来氨水的碱性下降,当加入的 NH4Cl 的量恰 好使酚酞的红色变成无色时,溶液的 pH 约为 8,并不是酚酞溶液 无色,溶液就一定是酸性,故题中所述的 pH<7 是不对的,所以选 项 B 也是错误选项。 考生虽然对选项 C 能立即甄别出是错误选项,因为盐酸不可 - 能是碱性的。但此选项考生并不明白,1.0×10 3 mol/L 盐酸的 pH - =3 是正确的,为什么 1.0×10 8 mol/L 的盐酸,用同样的方法计 算会出现盐酸变成碱性的错误结论。 这样的试题正是能激励考生的 探究欲望。

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选项 D 是一道简单的计算题:即酸和碱起反应的物质的量之 比等于它们的化学计量数之比。盐酸和 NaOH 溶液混合后,溶液 的 pH=7, 说明盐酸和 NaOH 正好反应完全, 其反应方程式为 HCl +NaOH===NaCl+H2O,它们反应的化学计量数之比为 1,所以 它 们 的 物 质 的 量 之 比 也 应 为 1 , 即 c(HCl)V(HCl) = c(NaOH)V(NaOH)。现已知盐酸的 pH=1,即 c(HCl)=0.1 mol/L, 盐酸的 V(HCl)=1 mL; NaOH 的 V(NaOH)=100 mL 时, 当 NaOH 的浓度应为 c(NaOH)=l×10-3 mol/L,也 即 NaOH 溶液的 pH =11,符合题意,所以选项 D 是正确选项。 本题抽样统计难度为 0.639,区分度为 0.404。 (引自教育部考试中心 2011 版《高考理科试题分析》第 335~ 336 页)

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例 3[2011· 四川卷]25 ℃时,在等体积的①pH=0 的

H2SO4 溶液,②0.05 mol· 的 Ba(OH)2 溶液,③pH=10 L 的 Na2S 溶液,④pH=5 的 NH4NO3 溶液中,发生电离的 水的物质的量之比是( ) A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×108 C.1∶20∶1010∶109 4 9 D.1∶10∶10 ∶10

-1

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A 【解析】 在不同的溶液中水的电离被抑制或被促进, 其计算公式如下:①酸溶液中,溶液中的 c(OH-)液为水电离 出的 c(OH-)水,所以 c(H+)水=c(OH-)液= ;②碱溶液

中,溶液中的 c(H+)液为水电离出的 c(H+)水,所以 c(OH-)水 =c(H )液=


;③强酸弱碱盐溶液中的 c(H )液为水电



离出的 c(H+)水,所以 c(H+)水=c(H+)液;④强碱弱酸盐溶液中 的 c(OH-)液为水电离出的 c(OH-)水, 所以 c(OH-)水=c(OH-)液。 由以上公式易确定本题的答案。

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【点评】 由本题可以总结出求算水电离程度的规律:不 论什么溶液都要求水电离出的 c(H+)或 c(OH-)。特别注意区分 溶液中的 c(H+)和水电离的 c(H+)之间的差异, 否则做题时, 容 易落入陷阱。还要利用好水的离子积 KW,看下面的变式题。

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[2011· 天津卷] 下列说法正确的是( ) A.25 ℃时 NH4Cl 溶液的 KW 大于 100 ℃时 NaCl 溶液 的 KW B.SO2 通入碘水中,反应的离子方程式为 SO2+I2+ 2H2O===SO2-+2I-+4H+ 3 C. 加入铝粉能产生 H2 的溶液中, 可能存在大量的 Na+、 - - 2+ Ba 、AlO2 、NO3 D.100 ℃时,将 pH=2 的盐酸与 pH=12 的 NaOH 溶 液等体积混合,溶液显中性

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C 【解析】 水的离子积只与温度有关,温度一定,KW 一定,A 错; SO2 与 I2 发生氧化还原反应,产物应为 SO2-,B 错;与铝粉反应产生 4 H2 的溶液可能显碱性, 也可能显酸性, 故碱性条件下 Na+、 2+、 -、 Ba AlO2 NO-可以大量共存, 对; C 100℃下, W>1×10-14, pH=12 的 NaOH K 故 3 溶液浓度大于 pH=2 的盐酸浓度,等体积混合后显碱性,D 错。

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? 探究点三 对酸碱中和滴定及误差分析的考查
caVa 或 ca= Vb

1.酸碱中和滴定的原理 酸碱恰好中和时: H++OH-=H2O,caVa = cbVb,cb =

cbVb 。 Va 用已知浓度酸(碱)测定未知浓度碱(酸)的实验方法即为酸碱中和滴定。 需要的仪器:滴定管(酸式、碱式)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。 2.酸碱中和滴定的操作(以标准盐酸滴定 NaOH 溶液为例) (1)准备:检漏→洗涤 → 润洗 → 注液 → 调液面 → 读数; (2)滴定:移液(或放液)→ 滴加指示剂 → 滴定终点 → 读数 → 重复 实验 → 计算(取*均值)。

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3.滴定实验中的误差分析(以标准 NaOH 溶液滴定盐酸为例) 从计算公式分析, 当酸碱恰好中和时, 有以下计算公式: V(HCl)· c(HCl) =V(NaOH)· (NaOH),c(HCl) = [V(NaOH)· c c(NaOH) ]/V(HCl)。 现以标准 NaOH 溶液滴定 HCl 溶液为例,在分析某一错误操作所得到 的结果时,假设其他操作都是正确的。

错误操作 ①未润洗碱式滴定管 ②用待测酸液润洗锥 形瓶 ③未润洗用于量取酸 液的酸式滴定管

测定结果 偏高

错误原因 标准碱被稀释,V碱变大

偏高
偏低

增加了待测酸量,V碱变大
待测酸液被稀释,减小了待测 酸液的量,V碱变小

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错误操作 ④未排除碱式滴定管尖嘴里的气 泡滴定后无气泡 ⑤滴定中锥形瓶内的液体溅出 ⑥滴定刚停止就读数 ⑦滴定结束时俯视读数 ⑧滴定结束时仰视读数 测定结果 偏高 偏低 偏高 偏低 偏高 无影响 错误原因 空气体积代替碱耗体 积,V碱变大

待测酸液减少,V碱变 小
附着在管壁上的碱未 流下,V碱变大 V碱变小 V碱变大

⑨滴定前向锥形瓶中加入10 mL 蒸馏水,其余操作正常

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例 4 我国中医药已逐步进入国际市场,但国外在进口

中药时对中草药中的重金属元素和有毒元素的含量等各 项指标检查是非常严格的。 下面是某分析实验室对中草药 中可能的残余有毒元素 As 的检验方法和步骤(As 在中草 药中主要以 As2O3 的形式存在): ①取 1.000 kg 中草药样品进行灼烧、溶解、过滤等操 作制得待测溶液,此时样品中可能含有的 As 元素将转化 为 H3AsO3; ②将待测溶液转移入 250 mL 锥形瓶中, 并加入 2~3 滴 0.2%的淀粉溶液;

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③用标准碘溶液滴定待测溶液至终点,消耗 20.25 mL 标 准 I2 溶液,其间发生反应: H3AsO3+I2+H2O―→H3AsO4+I-+H+(未配*) 试回答下列问题: (1)过滤时需用的玻璃仪器是__________________。 (2) 配 * 离 子 反 应 方 程 式 : [ ]H3AsO3 + [ ]I2 + [ ]H2O===[ ]H3AsO4+[ ]I-+[ ]H+ (3)判断滴定到达终点的现象是_________________。

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(4)题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水 中制得,而是由 0.1070 g 纯 KIO3、过量的 KI 以及酸混合,并 将其准确稀释到 1000 mL 而制得,请用一个离子反应方程式 说明标准碘溶液的形成过程:________________。

(5)我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中 限定:绿色中药的砷含量不超过 2.000 mg/kg,计算可知 该样品中砷含量约为________mg/kg,故该中草药样品 ________(填“合格”或“不合格”)。

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(1)漏斗、烧杯、玻璃棒 (2)[1]H3AsO3 + [1]I2 + [1]H2O===[1]H3AsO4 + [2]I - + [2]H+ (3)溶液由无色变为蓝色,保持半分钟不变色 (4)IO-+5I-+6H+===3I2+3H2O 3 (5)2.278~2.279 不合格

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【解析】 运用得失电子守恒法配*离子方程式,H3AsO3 +I2+H2O===H3AsO4+2I-+2H+,IO- +5I-+6H+===3I2+ 3 0.1070 g ×3 214 g/mol 3H2O,则 I2 的物质的量浓度为: =0.0015 mol/L。 1L 根据 As~H3AsO3~I2,则 As 的质量为:0.02025 L×0.0015 mol/L×75 g/mol=0.002278125 g≈2.278 mg,即 As 的含量为 2.278 mg/kg,故该中草药样品不合格。

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【点评】 本题考查氧化还原反应滴定实验,是中和滴定 原理的迁移应用。本题其实很简单,只需把酸碱中和时 H+、 OH-守恒迁移到氧化还原反应的电子守恒即可。 *几年高考直 接考中和滴定的不多,一般都通过原理的迁*忻猓梢 非常好的考查学生的能力。

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[2011· 全国卷] 室温时, 将浓度和体积分别为 c1、 V1 的 NaOH 溶液和 c2、V2 的 CH3COOH 溶液相混合,下列 关于该混合溶液的叙述错误的是( ) A.若 pH>7,则一定是 c1V1=c2V2 B.在任何情况下都是 c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-) C.当 pH=7 时,若 V1=V2,则一定是 c2>c1 D.若 V1=V2,c1=c2,则 c(CH3COO-)+c(CH3COOH) =c(Na+)

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A 【解析】 当 NaOH 和 CH3COOH 按一定比例混合发生反应有 三种情况:①若恰好完全反应,即 c1V1=c2V2,生成物 CH3COONa 是 强碱弱酸盐,溶液呈碱性。②若酸过量,则反应后得到 CH3COONa 和 CH3COOH 的混合物,此时溶液可能为中性或酸性,也可能为碱性(醋 酸过量较少)。③若碱过量,则溶液为 CH3COONa 与 NaOH 的混合物, 溶液显碱性。因此 A 项错误。B 项符合电荷守恒,即无论溶液以何种 比例混合,溶液均呈电中性。溶液为中性时,酸一定过量,因此 C 项 正确。D 项则符合物料守恒。

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? 探究点四 对盐类水解及其运用的考查

1.盐类水解的规律 有弱才水解,谁弱谁水解,越弱越水解,谁强显谁性。 2.盐类水解的应用 (1)判断盐溶液的酸碱性, 比较盐溶液 pH 的大小。 ①强酸弱碱盐溶液显酸性,强碱弱酸盐溶液显碱性。 ②相同物质的量浓度的强酸弱碱盐溶液(或强碱弱酸盐溶液),其对应的弱碱 (或弱酸)的碱性(或酸性)越强,其酸性(或碱性)越弱。如下列物质的溶液按 pH 由 大到小排列的顺序是:Na2SiO3>Na2CO3>NaHCO3。 (2)依据盐溶液 pH 的不同,判断相应酸(碱)的酸性(碱性)强弱。 (3)依据盐溶液的 pH, 可求出溶液中水电离出的 c(H+)或 c(OH-), 反之亦然。 (4)对水电离程度的影响,与盐的水解有关。 酸、碱抑制水的电离,能水解的盐促进水的电离。

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(5)一些盐[如 Al2S3、Al2(CO3)3、Al2(SO3)3、Al(HCO3)3 等]的制取 如 MgCl2 晶体的制备。MgCl2 溶液在加热蒸发时,HCl 同时挥发,这样 最终只能得到 Mg(OH)2。所以,在进行以上操作时,须通以 HCl 气流,以抑 制 Mg2+的水解。 (6)某些盐溶液的配制、保存 对于水解程度比较大的某些盐溶液的配制,可事先在水中加入相应的酸 或碱。 ①强酸弱碱盐溶液的配制, FeCl3 溶液的配制, 如 由于 FeCl3 溶于水后发 生水解反应: Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,可先将 FeCl3 加入到稀盐酸中,抑制 Fe3+水解,避免溶液变浑浊,然后再用水稀释至所需浓度。CuSO4 等溶液的 配制亦是如此。

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②强碱弱酸盐溶液的配制,如配制 Na2S 溶液时,应先在水中滴入几滴 NaOH 溶液,再用水冲稀至所需浓度即可。 在配制 FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2 等溶液时为防止水解,常先将盐 溶于少量相应的酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。 某些试剂(如 Na2CO3、Na2S、NH4F 等)的贮存要考虑盐类水解:如贮 存 Na2CO3 溶液不能用玻璃塞,因为 CO2-水解后溶液碱性较强,这样 SiO2 3 +2OH-===SiO2-+H2O, 2SiO3 有黏性, Na 会使瓶颈和瓶塞粘在一起。 4F NH 3 溶液不能用玻璃瓶盛装,因为 NH4F 水解产生的氢氟酸腐蚀玻璃:F - + H2O? ? HF +OH-,4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O。 (7)有些离子分离、除杂,应用水解知识 如 MgCl2 溶液中含有杂质 FeCl3 时,可利用 Mg2+、Fe3+水解程度的不 同(MgCl2 溶液在 pH 为 5 时还能稳定存在,而 FeCl3 溶液在 pH 大约为 3.6 时开始沉淀),加入 MgO、Mg(OH)2 或 MgCO3 来调节溶液的 pH,使 Fe3+ 变成 Fe(OH)3 沉淀下来。

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(8)在溶液中离子能否大量共存 某些弱碱阳离子如 Fe3+、Al3+与某些弱酸的酸根离子如 CO2-、HCO-、 3 3 - - - 2- 2- 3+ AlO2 、S 、HS (注意:当 S 、HS 遇到 Fe 时发生的是氧化还原反应)在 溶液中相互促进水解,并进行到底,因而不能大量共存。另外,由于同样的 原因,NH+与 SiO2-、AlO-也不能大量共存。 4 3 2 (9)分析盐与盐反应时要考虑水解 两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑: ①能否发生氧化还原反应; ②能否发生双水解互促反应; ③以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应。 (10)判断比较盐溶液微粒种类及比较多少时要考虑盐类水解。 (11)判断物质的成分 例:水垢的主要成分是 CaCO3 和 Mg(OH)2,基本上不含 MgCO3,这是因为 MgCO3 微溶于水,长时间加热,水解生成了更难溶的 Mg(OH)2。

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(12)判断加热蒸干某盐溶液得到什么产物。 ①如果盐水解产物挥发——得水解产物。如 FeCl3 、AlCl3 等,灼烧得 氧化物。 ②如果在溶液中受热易分解——得分解产物。 Ca(HCO3)2 、 4HCO3 如 NH 等。 ③如果盐易被氧化——得氧化产物。如亚铁盐、亚硫酸盐等。 ④特殊:加热 Mg(HCO3)2 溶液最后得到 Mg(OH)2 固体; 加热浓缩 Na2CO3 的盐溶液一般得原物质。 ⑤加热浓缩不水解也不分解的盐溶液时一般得原物质。 (13)热的纯碱液去油污效果好。 (14)NH4Cl 除锈:先将 NH4Cl 溶液涂于金属铁的表面,NH+发生水解: 4 + + + NH4 +H2O NH3· 2O+H ,利用生成的 H 除去铁锈,以便于焊接。 H (15)FeCl3 溶液止血。 在较小的伤口上,涂上 FeCl3 可有效止血。这是利用氯化铁电解质使血 液胶体凝固。

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(16)泡沫灭火器内反应原理:泡沫灭火器内装有饱和 Al2(SO4)3 溶液和 NaHCO3 溶液,它们分装在不同的容器中。当泡沫灭火器倒置时,NaHCO3 和 Al2(SO4)3 混合可发生双水解反应:Al3++3HCO-===Al(OH)3↓+3CO2↑,产生 3 的 CO2、Al(OH)3 和 H2O 一起喷出形成泡沫,覆盖在着火物质上使火焰熄灭。 (17)制备胶体 △ 将饱和 FeCl3 溶液滴入沸水中:Fe3++3H2O=====Fe(OH)3(胶体)+3H+,在 煮沸情况下,HCl 不断挥发,*衡右移,水解程度增大,而得到 Fe(OH)3 胶体。 (18)化学肥料使用 ①长期施用(NH4)2SO4 的土壤会因 NH+的水解而使土壤的酸性增强: ++ NH4 4 H2O NH3· 2O+H+。 H ②草木灰不能与铵态氮肥混用,其含有碳酸钾,水解显碱性,与铵态氮肥 中的 NH+反应生成不稳定的一水*保纸夥懦霭逼沟适А 4 (19)某些盐(如 FeCl3、明矾等)作净水剂的原理。 原因:Fe3+、Al3+水解产生少量胶状的 Fe(OH)3、Al(OH)3,结构疏松、表 面积大、吸附能力强,故它们能吸附水中悬浮的小颗粒而沉降,从而起到净水 的作用。

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例 5 有关①100 mL 0.1 mol/L NaHCO3、 ②100 mL 0.1 mol/L Na2CO3 两种溶液的叙述不正确的是( ) - A.溶液中水电离出的 OH 个数:②>① B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和:②>① C.①溶液中:c(CO2-)>c(H2CO3) 3 D.②溶液中:c(HCO-)>c(H2CO3) 3

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C 【解析】 本题考查盐类水解知识。盐类水解促进水 的电离,且 Na2CO3 的水解程度更大,碱性更强,故水电离出 的 OH-个数更多,A 项正确;B 项,②钠离子的物质的量浓 度为 0.2 mol/L,而①钠离子的物质的量浓度为 0.1 mol/L,根 据物料守恒及电荷守恒可知溶液中阴离子的物质的量浓度之 和:②>①,B 项正确;C 项水解程度大于电离所以 c(H2CO3) >c(CO2-),C 项错误;D 项 CO2-分步水解第一步水解占主 3 3 要地位且水解大于电离,D 正确。C、D 两项只要写出它们的 水解及电离方程式即可判断。

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【点评】 本题是考查盐类水解有关知识的典型题目。 重点是盐类水解的规律, 特别是碳酸氢钠既电离又水解的处 理方法,这里是水解大于电离,对于酸式盐在溶液里的表现 有三种: 只电离不水解的硫酸氢盐、 电离大于水解的 H2PO-、 4 HSO-、其他常见酸式酸根离子水解大于电离,如 HCO-、 3 3 HS-等。

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[2011· 重庆卷] 对滴有酚酞试液的下列溶 液,操作后颜色变深的是( ) A.明矾溶液加热 B.CH3COONa 溶液加热 C.氨水中加入少量 NH4Cl 固体 D.小苏打溶液中加入少量 NaCl 固体

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B 【解析】 明矾 KAl(SO4)2· 2O 在水中电离后产生的 12H Al3+水解使溶液呈酸性,加热导致水解程度增大,但酚酞遇 酸性溶液颜色不变化,因此 A 项不符合题意。CH3COONa 为强碱弱酸盐,水解呈碱性,滴加酚酞后溶液显红色,加热 使碱性增强,因此红色变深。氨水为弱碱,部分电离: + - NH3· 2O? ? NH +OH ,加入酚酞后溶液变为红色,而 H 4 NH4Cl===NH++Cl-,其中的 NH+会抑制氨水的电离,使溶 4 4 液碱性减弱,颜色变浅。NaCl 对 NaHCO3 溶液中 HCO-的 3 水解无影响。

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? 探究点五 电解质溶液中的三守恒与粒子浓度的比较

将电解质溶液中的离子*衡全部集中到一起进行考查是电解质 溶液题目在高考题中的主要呈现形式。 解答离子浓度大小比较试题, 抓住一个原理、两类*衡、三种守恒进行分析,包括化学*衡移动 原理,电离*衡和水解*衡,电荷守恒、物料守恒和水的离子守恒。 其中电荷守恒是指溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负 电荷总数,溶液呈电中性,这一原理在分析溶液中离子浓度的相对 大小中发挥了非常重要的作用;物料守恒是指某一组分的原始浓度 应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和;水的离子守恒是指 由水电离出来的 H+和 OH-的量总是相等的。 - + 例如:Na2HPO4 溶液中的水的离子守恒式:c(OH )=c(H )+ - c(H2PO4 )+2c(H3PO4)-c(PO3-)。 4

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例 6 [2011· 广东卷] 对于 0.1 mol· -1 Na2SO3 溶液,正确 L 的是( ) A.升高温度,溶液的 pH 降低 B.c(Na+)=2c(SO2-)+c(HSO-)+c(H2SO3) 3 3 C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-)+2c(HSO-)+c(OH-) 3 3 D.加入少量 NaOH 固体,c(SO2-)与 c(Na+)均增大 3

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D 【解析】 Na2SO3 是弱酸强碱盐,溶液呈碱性,

升高温度能促进 Na2SO3 水解,溶液 pH 升高,故 A 错误; 由 物 料 守 恒 可 得 : c(Na + ) = 2[c(SO 2- ) + c(HSO - ) + 3 3 c(H2SO3)],故 B 错误;由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=
- - 2- 2c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH ), 故

C 错误; 加入少量 NaOH

固体,能抑制 SO2-的水解,故溶液中 c(SO2-)和 c(Na+)均 3 3 增大,D 正确。

专题八 │ 教师备用*题
教师备用*题
【备用理由】中和滴定图象题在高考题中时有出现,本专题受 选择的例题篇幅所限缺少此类案例,特备用此题供老师讲课时作为 补加例题之用。
1.在 25 mL 0.1 mol· -1NaOH 溶液中逐滴加入 L 0.2 mol· -1 醋酸溶液,曲线如下图所示,有关粒子浓 L 度关系不正确的是( ) A.在 A、B 间任一点,溶液中一定都有 c(Na+) >c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) B.在 B 点:a>12.5 C.在 C 点:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)> c(OH-) D.在 D 点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)

专题八 │ 教师备用*题

【解析】 A 当在 NaOH 溶液中滴入少量醋酸时, NaOH 远远过量, 因此有 c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故 A 错。当酸碱恰好完 全反应时生成 CH3COONa,水解显碱性,而在 B 点时,溶液显中性,因 此反应中醋酸必过量, 因此有 a>12.5。 点时溶液中的溶质是 CH3COOH C 和 CH3COONa,溶液显酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程 度,因此 C 正确。根据物料守恒可知选项 D 正确。

专题八 │ 教师备用*题
【备用理由】高考中以非选择题形式考查电解质溶液内容的 题目也时有出现,特增加此题供老师讲课时选用。
2.A、B、C、D 是短周期元素形成的四种气体单质。E、F 均为气体, 且 F 为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。

专题八 │ 教师备用*题
请回答下列问题: (1)D 的化学式为________。 (2)反应③的离子方程式为________________________。 (3)Y 和 E 在一定条件下可反应生成 B 和 Z,这是一个具 有实际意义的反应,可消除 E 对环境的污染,该反应的化学 方程式为________________________。 (4)0.1 mol· -1 的 X 溶液和 0.1 mol· -1 的 Y 溶液等体积混 L L 合,溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”),原因是 ____________________________(用离子方程式说明)。

专题八 │ 教师备用*题

(5)常温下 0.1 mol· -1 的 Y 溶液中 L =1×10- 8, 下列叙述正确的是( ) A.该溶液的 pH=11 B.该溶液中的溶质电离出的阳离子浓度 0.1 mol· -1 L C.该溶液中水电离出的 c(H+)与 c(OH-)乘积为 1×10-22 D.pH=3 的盐酸 V1 L 与该 0.1 mol· -1 的 Y 溶液 V2 L L 混合,若混合溶液 pH=7,则:V1>V2 E.将以上溶液加水稀释 100 倍后,pH 为 9

专题八 │ 教师备用*题
【答案】 (1)H2 (2)3NO2+H2O===2H++2NO-+NO 3 (3)4NH3 + 6NO


5N2+6H2O


(4)酸 NH4 +H2O NH3· 2O+H H (5)ACD 【解析】 (1)本框图突破口之一是“白烟”,是挥发性酸 和氨气相遇后的产物, 由此可推知 D 是 H2, 突破口之二是“红 棕色气体”,F 应为 NO2,反推可知 E 为 NO,C 为 O2,Z 为 H2O,Y 为 NH3,X 为 HCl,G 为 HNO3。(3)中涉及的反 应为氨的催化氧化反应,其原理是氧化还原中的归中反应。

专题八 │ 教师备用*题
(4)两者恰好完全反应时生成 NH4Cl,铵根离子水解而使 溶液显酸性。 (5)常温下 KW=c(H+)· c(OH-)=1×10-14,结合题 中信息 =1×10-8, 可得 c(OH-)=1×10-3mol· -1, L 故 溶液的 pH=11,A 正确。根据 NH3· 2O H NH++OH-可得 4 + -3 -1 由氨水电离出的 c(NH4 )=1×10 mol· , 错。 L B 由水电离出 的 c(H+)=c(OH-)=1×10-11mol· -1, 正确。 L C 选项 D 显然正 确。选项 E 考虑到氨水是弱电解质溶液,故加水稀释 100 倍 后,溶液的 pH 大于 9。

专题九

电化学原理及其运用

专题九 电化学原理及其运用

专题九 │ 命题趋势
命题趋势
电化学内容在工业生产中有着广泛应用,是高考重点考查的内 容之一,其主要考点有:①掌握原电池的概念、形成条件、装置中 各部分名称、电极反应、导线上电流方向、电子流向、溶液中离子 运动方向;②正确认识化学腐蚀、电化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐 蚀并能加以区别;③了解金属腐蚀的防护方法;④掌握电解的原理 及有关规律,能对电极产物进行判断,能对电解后溶液的酸碱性变 化加以判断,能正确表示电解的电极反应及总反应;⑤电解原理的 应用;⑥关于电解的基本计算。其中:①原电池和电解池原理的应 用,特别是对新型电池和蓄电池的分析是高考命题热点;②学科内 易与氧化还原反应相结合,学科间可与物理学的电流、电压、电量 相联系,是理综命题的一个主要的结合点;③与无机推断相结合出 题是新的动向,也可以与实验、计算等结合命题。

专题九 │考纲要求
考纲要求

(1)理解原电池原理。初步了解化学电源。了解 化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。 (2)理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、 氯碱工业反应原理。

专题九 │ 复*策略
复*策略

鉴于高考常考新型电源并与电解相结合的特点和学 生往往理不清是原电池还是电解池的情况,建议复* 时首先通过对比和列举典型案例的方法理清有关概念, 以防止发生概念的混淆,特别把原电池、电解池、电 镀池等的电极反应实质抓准。要通过系列典型例题使 学生抓住新型电源的电极反应式的书写规律并能进行 相关的分析。对于电化学计算一定要以“电子守恒” 为灵魂,切忌进入常规计算的歧路。

专题九 │ 主干知识整合
主干知识整合

专题九 │ 要点热点探究
要点热点探究 ? 探究点一 对原电池原理及应用的考查
原电池是把化学能转变成电能的装置。其本质是通过自发进行的氧 化还原反应,使反应中电子发生转移而产生电流。总反应中的氧化反应 和还原反应分别在两个电极上发生,这便形成了带电粒子按一定方向流 动的闭合回路。 1.原电池的判定 先分析有无外接电源,有外接电源者为电解池,无外接电源者可能 为原电池;然后依据原电池的形成条件判定,主要是“三看”:先看电 极,两极均为导体且活泼性不同;再看溶液,两极均插入电解质溶液中; 三看回路,形成闭合回路或两极接触。 2.原电池正极和负极的确定 (1)由两极的相对活泼性确定 在原电池中,相对活泼性较强的金属作原电池的负极,相对活泼性 较差的金属或导电的非金属作原电池的正极。

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(2)由电极反应确定 负极:发生氧化反应。 正极:发生还原反应。 (3)由电极现象确定 通常情况下,在原电池中某一电极的质量不断减少,该 电极发生氧化反应,此为原电池的负极;若原电池中某一电 极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变,该 电极发生还原反应,此为原电池的正极。 (4)根据电子流向或电流流向判断 电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。

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3.原电池中易弄错的问题 (1)电解液中离子的移动方向:阴离子移向负极;阳离 子移向正极。 (2)电解液中的离子参与电极反应的电极反应式的书 写,如铅蓄电池的电极反应: 负极:Pb-2e-+SO2-===PbSO4(不能写成:Pb-2e- 4 2+ =Pb ) 正极:PbO2+2e-+4H++SO2-===PbSO4+2H2O(不能 4 写成:PbO2+2e-= Pb2++2O2-)

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4.原电池原理的应用 (1)利用原电池原理可以制造出各种化学电源,如锌锰 干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。 (2)原电池原理可用于解决一些实际问题,如加快某些 化学反应的速率(稀硫酸与锌反应时,常滴入几滴硫酸铜溶 液),分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。

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例 1 [2011· 北京卷] 结合图 9-1 判断, 下列叙述正确的是( ) A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是 Fe-2e-===Fe2+ C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是 O2+2H2O+4e-===4OH- D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量 K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀

图 9-1

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A 【解析】 解答本题的关键是理解原电池原理。 在原电池中,活泼金属作负极,失电子被氧化,不活泼 金属做正极而被保护,A 项正确;Ⅰ中锌为负极,失电 子被氧化:Zn-2e-===Zn2+,B 项错误;Ⅱ中电解液为 酸 性 , 不 可 能 生 成 OH - , 正 极 反 应 为 : 2H + + 2e - ===H2↑, 项错误; 2+与六氰合铁离子生成蓝色沉淀, C Fe 但Ⅰ中无 Fe2+生成,故无蓝色沉淀,D 项错误。

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【点评】 本题考查了原电池的基础知识,包括电极的判断 及电极反应式,属于基础题。要特别注意的是当原电池的两个 电极不能与电解质溶液反应时,要按吸氧腐蚀的原理处理。下 面的变式题是专门针对有电解液中离子参与电极反应的电极反 应式书写的。

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[2011· 安徽卷] 研究人员最*发现了一种 “水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别 进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag +2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。 下列“水” 电池在海水中 放电时的有关说法正确的是( ) - - A.正极反应式:Ag+Cl -e =AgCl B.每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移 2 mol 电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl 是还原产物

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B 【解析】 A 选项应该是负极反应式;C 选项钠离 子应向正极移动;D 选项 AgCl 为氧化产物。

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? 探究点二 对电解原理及应用的考查

电解池的特征是有外接直流电源,是将电能转化成化学能的装置。 要抓住其灵魂的内容: 阳极:发生氧化反应,当电极材料为活性金属时,电极本身被氧化; 若为惰性电极如 C、Pt 等,是溶液中易失电子的阴离子被氧化。 阴极:发生还原反应,一般是溶液中易得电子的阳离子被还原。 下面归纳有关规律: 1.电解规律 (1)电极放电规律:活泼电极,阳极放电;惰性电极都不放电。 阳极上失电子顺序为:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-; 阴极上得电子顺序为:Ag+> Hg2+> Cu2+> H+(酸)> Pb2+> Fe2+> Zn2 + > H+(水) >Al3+>??

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(2)电解实质规律:用惰性电极电解电解质溶液,根据阴、阳离子放 电顺序可分为四种类型,即: ①电解水型:活泼金属的含氧酸盐及氟化物、含氧酸、碱的溶液, 实际为电解水。如 Na2SO4、H2SO4、NaOH、NaF 等。 ②电解溶质型: 无氧酸、 较不活泼金属的氯化物等, HCl、 如 ZnCl2、 CuCl2 溶液。 ③放氢生碱型:如 NaCl 溶液。 ④放氧生酸型:如 CuSO4、AgNO3 等溶液。 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)

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(3)pH 变化规律 ①两极附* 阳极若发生:4OH--4e-===O2↑+2H2O,c(OH-)减小,pH 减小。 阴极若发生:2H++2e-=== H2↑,c(H+)减小,pH 增大。 ②整体溶液 CuSO4 型——pH 减小; NaCl 型——pH 增大; 溶质或溶剂被电解的——由溶液的浓度变化考虑。 (4)电解液复原规律 ①常规电解:加入阴阳两极氧化、还原产物的化合物即可,或效果相同 的物质。 ②深度电解:主要是针对惰性电极电解 NaCl、CuSO4 类型的溶液而言, 需要对应加入适量的盐酸、氢氧化铜才可以。

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(5)框图题中电解类型规律 电化学知识还经常出现在框图题中。在框图题中出现的电 解,一般均理解为用惰性电极电解,对于电解质溶液的电解,若 产物为 2 种,一般是电解溶质型的,如 HCl、CuCl2 等水溶液; 若产物为 3 种,则为放氢生碱型,如 NaCl 溶液的电解,或放氧 生酸型,如 CuSO4 溶液的电解;若为熔融电解质的电解,产物 一般为 2 种, 一般考虑活泼金属的化合物如 Al2O3、 NaCl、 MgCl2 等,均为分解电解质型。

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2.电极反应式的书写 无论原电池还是电解池,其反应都是氧化还原反应,应根据 氧化还原反应书写电极反应式,一般步骤是: 判断、书写、兼 顾、检验。 (1)判断 即准确判断原电池和电解池;电极名称和电极反应类型。 (2)书写 即在确认电极材料的基础上,准确书写电极反应式和总反应 式。 这是学生感觉最难的地方, 要突破这一点, 需掌握以下步骤: 记住粒子放电顺序,与金属活动顺序表、原子离子氧化还原性等 知识结合起来,便可将两极反应物、 得失电子状况、产物正确 书写;书写电极反应式时,要满足电荷守恒,同一个装置的两个 电极反应式还要特别注意电子守恒。

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(3)兼顾 即注意介质,考虑介质中的微粒是否参与电极反应。 (4)检验 即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒;注意水等 弱电解质在反应式中的书写(H + 、OH-在电极反应中可拆,但 总反应中必须写成 H2O)类似离子方程式的书写的形式;电极反 应加起来是否与总反应式相符。

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3.电解反应方程式的书写 最好的方法是抓实质法:按电解实质写(注意电极材料) 如惰性电极电解下列溶液。 硫酸铜:实质为质、剂均电解 2CuSO4+ 2H2O 2Cu↓+O2↑+2H2SO4 氯化铜:实质为溶质被电解 CuCl2 Cu↓+Cl2↑ 硫酸钠、硝酸钾、稀硫酸、氢氧化钠:实为电解水 2H2O O2↑+2H2↑

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例 2 [2011· 全国卷]等氯碱工业中电解饱和食盐水的原理

示意图如图 9-2 所示: (1)溶液 A 的溶质是____________; (2)电解饱和食盐水的离子 方程式是_____________; (3)电解时用盐酸控制 阳极区溶液的 pH 在 2~3, 用化学*衡移动原理解释 盐酸的作用______________。
图9-2

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(1)NaOH (2)2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ (3)氯气与水反应:Cl2+H2O HCl+HClO,增大 HCl 的浓度可使*衡逆向移动, 减少氯气在水中的溶解,有利于氯 气的逸出

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【解析】 (1)电解时在电极的作用下,溶液中的阳离子向阴极作 定向运动,阴离子向阳极作定向运动,所以电解饱和食盐水时 Na+ 和 H+向阴极运动并放电, H+比 Na+易得电子, 但 所以 H+首先放电, 反应式为 2H++2e-===H2↑。由于 H+是水电离出的,所以随着 H+ 的不断放电,就破坏了阴极周围水的电离*衡,OH-的浓度就逐渐 增大,因此溶液 A 的溶质是 NaOH。由于 Cl-比 OH-易失电子,所 以在阳极上 Cl-首先放电,反应式为 2Cl--2e-===Cl2↑。因此电解 饱和食盐水的离子方程式为 2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。 (3)由于阳极上生成氯气, 而氯气可溶于水, 并发生下列反应 Cl2 +H2O HCl+HClO,根据*衡移动原理可知增大盐酸的浓度可 使*衡向逆反应方向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的 逸出。

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【点评】 解答有关电解池问题时, 首先要熟悉电解原理, 特别要熟记离子的放电顺序,该题考查的是饱和食盐水的电 解,应该是教材上的内容,考生并不陌生,但其考查的是在原 理基础上考生的分析实际问题的能力,如判断 A 的溶质,需 要根据电解原理判断在阴极区产生氢氧化钠。 不是让写熟悉的 电解食盐水的化学方程式, 而是写离子方程式。 还有让考生分 析回答电解时在阳极区加盐酸的作用等。 本题看似简单, 实际 考查的是学生的能力,是一道好题。 *三年的高考题中,2009、2010、2011 年全国卷考查的 是最为典型的电解原理的应用。 其他地区的试卷往往是与其他 知识综合在一起。如下面变式题。

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[2010· 全国卷Ⅱ] 图 9-3 是一个用铂丝作电 极,电解稀的 MgSO4 溶液的装置,电解液中加有中性红指 示剂, 此时溶液呈红色。 (指示剂的 pH 变色范围: 6.8~8.0, 酸色——红色,碱色——黄色)

图 9-3

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回答下列问题: (1)下列关于电解过程中电极附*溶液颜色变化的叙述 正确的是________(填编号); ①A 管溶液由红变黄;②B 管溶液由红变黄; ③A 管溶液不变色;④B 管溶液不变色; (2)写出 A 管中发生反应的反应式:_______________; (3)写出 B 管中发生反应的反应式:______________; (4)检验 a 管中气体的方法是___________________; (5)检验 b 管中气体的方法是___________________; (6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内 观察到的现象是_________________________________。

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(1)①④ + - - - (2)2H +2e ===H2↑(写 2H2O+2e ===2OH +H2↑也可) Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (3)4OH--4e- ===2H2O+O2↑(写 2H2O-4e-===4H++ O2↑也可) (4)用拇指按住管口,取出试管,靠*火焰,放开拇指,有 爆鸣声,管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的 木条伸入试管,木条复燃 (6)溶液显红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)

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【高考命题者说】 本题考查的内容涉及电解原理、电极反应、 常见气体的鉴别,并结合化合物性质推测实验中发生的现象等,所以 本题是一道综合性的试题。 试题给出了电解装置,指明了外接电源的正、负极,以及电解液中所 含有的物质。MgSO4 溶液的电解,考生应能从电解稀的硫酸、氢氧化 钠等溶液的原理得知,实际上就是水的电解。因为 Mg 比 H2 活泼, + + + 电解时 H 应先于 Mg2 从阴极上析出。另外,Mg2 在碱性溶液中会 生成沉淀,这一点在试题中并未特地设问,而是将其隐含在(2)、(6) 小题中,如果思考不够严密,很容易漏答。至于试题中的指示剂,考 生并没有学过,可是给出了指示剂的变色范围及其酸碱色,考生应能 根据已有的知识来理解,并将之迁移至试题的情境中。

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(1)电解开始后,与电源负极连接的 A 管中的铂丝成了电解 池的阴极,附*溶液中的 H+因放电而逐渐减少,溶液由中性逐 渐变为碱性,指示剂由红变黄;与电源正极相连的 B 管中的铂 - 丝成为阳极,附*溶液中的 OH 因放电而减少,溶液由中性变 为酸性,指示剂颜色不变,仍呈红色。 (2)阴极发生的反应是水电离出的 H+从阴极上得到电子生 成 H2, 水的电离*衡被破坏, 水继续电离, +又不断得到电子, H 结果 A 管溶液中 OH-的浓度不断增大。Mg2+与 OH-就生成 Mg(OH)2 沉 淀 。 A 管 中 发 生 反 应 的 反 应 式 为 : 2H + + 2e - ===H2↑( 或 2H2O + 2e - ===2OH - + H2↑) 、 Mg2 + + 2OH - ===Mg(OH)2↓。

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(3)阳极上发生的反应是水电离出的 OH 在阳极上丢失 电子,生成 O2 和 H2O,反应式为:4OH--4e-===2H2O+ O2↑(或 2H2O-4e-===4H++O2↑)。 (4)a 管中得到的气体是 H2,其检验方法是用拇指按住 管口,取出试管,靠*火焰,放开拇指,可听到爆鸣声,燃 烧时管口有蓝色火焰。 (5)b 管中得到的气体是 O2,其检验方法是能使将熄灭 的火星复燃。具体的操作是用拇指按住管口,取出试管,放 开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃。


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(6)切断电源后,电解即停止。在电解过程中消耗的只是水, 所以将电解液倒入烧杯后得到的仍是原来的 MgSO4 溶液(只是 浓度稍有增大)。指示剂仍呈红色,溶液呈中性,原 A 管中生成 的 Mg(OH)2 会逐渐溶解消失。 本题考查的内容涉及的面虽然较广,但都是基础内容,难 度也不大,除了(2)、(6)小题外,中等水*的考生应该都能顺利 解题。 本题抽样统计难度为 0.360,区分度为 0.730。 (引自教育部考试中心 2011 版 《高考理科试题分析》 315~ 第 316 页)

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[2011· 全国卷] 用石墨作电极电解 CuSO4 溶 液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向 溶液中加入适量的( ) A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO4· 2O 5H

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C

【解析】 电解 CuSO4 溶液的方程式为:2CuSO4+

2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,离开溶液的物质为 Cu 和 O2,其中铜和氧的原子个数比为 1∶1,因此需要加入 CuO。

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? 探究点三 新型实用电池分析

新型实用电池主要分为燃料电池和可充电电池。 对于充电电池,电极反应可以相互转化,原电池(放电时为原电池)负极 反应反过来就是电解池(充电时为电解池)阴极反应, 同理原电池正极反应反 过来就是电解池阳极反应。根据总反应式判断时,注意:(1)“充电”即耗 电能,发生电解反应,相当于电解池,“放电”即释放电能,自发发生氧 化还原反应,相当于原电池;(2)辨析“原电池”电极名称、电极反应;(3) 确定反应方向与电极反应类型。 具体分析时,充电按电解池原理分析,放电按原电池原理分析即可。 熟练掌握常见的几种实用电池的典型电极反应,其他的可以触类旁通。

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例 3 [2011· 课标全国卷] 铁镍蓄电池又称爱迪生电池,

放电时的总反应为: Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) ... A.电池的电解液为碱性溶液,正极为 Ni2O3、负极为 Fe B.电池放电时,负极反应为 Fe+2OH - -2e - = Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附*溶液的 pH 降低 - - D.电池充电时,阳极反应为 2Ni(OH)2+2OH -2e =Ni2O3+3H2O

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C 【解析】 电池充电时,阴极反应为放电时负极的逆 反应,其电极方程式为 Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-,故该 电极反应溶液 pH 升高,C 项错误。

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【点评】 本题属于比较基础的新型电池的题目,考生容 易得分。原电池与电解池的教学一定要重视电极反应式书写。 电极反应式书写是原电池和电解池内容或原理的核心。 原电池 的教学可以由原电池反应的总反应式——可以自发进行的氧 化还原反应的负极反应深入展开。 电解池的教学要从外加电源 的正负极分析阳极(活性电极时本身参加反应)展开,最终获得 被进行的氧化还原反应。 为了使同学们对新型实用电池掌握到位,同学们可以自己 多挑选几例进行总结归纳,建议:2011 年浙江卷 10、2009 年 海南化学卷 15、2010 年江苏卷 11、2010 年浙江卷 9、2011 年 北京理综卷 8、2011 年安徽卷 12 等。

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? 探究点四 对电化学的综合应用能力的考查

对电化学的综合应用能力的考查在高考题中包括:原电池电解池联合分析 和有关的计算。计算包括两极产物的定量计算、某元素的化合价以及溶液 pH 的 计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与 根据产物的量求电荷量的计算等。不论哪类计算,均可用下列三种方法进行解 答。 (1)根据电子守恒法计算:此方法可用于串联电路、阴阳两极产物、正负两 极产物、相同电荷量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算:先写出每个电极反应式,再写出总反应式,最后根 据反应式列比例式计算。 (3)根据关系式计算:根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的 “桥梁”,建立计算所需的关系式。

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例 4 铅蓄电池的工作原理为: Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O 研读图 9-4,下列判断不正确的是( ) ...

图 9-4

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A.S 闭合时,d 电极反应式: - + 2- PbSO4+2H2O-2e ===PbO2+4H +SO4 B.当电路中转移 0.2 mol 电子时,Ⅰ中消耗的 H2SO4 为 0.2 mol C.S 闭合时,Ⅱ中 SO2-向 c 电极迁移 4 D.S 闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d 电极为 正极

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C 【解析】 本题考查电化学(原电池、电解池)的相关 知识,S 闭合时Ⅰ为原电池,Ⅱ为电解池,Ⅱ中发生充电反 应,d 电极为阳极发生氧化反应,其反应式为 PbSO4+2H2O -2e-===PbO2+4H++SO2-,A 正确。在上述总反应式中, 4 得失电子总数为 2e-,当电路中转移 0.2 mol 电子时,可以计 算出Ⅰ中消耗的硫酸的物质的量为 0.2 mol,所以 B 对。S 闭 合一段时间,也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池,由 于 c 表面生成 Pb,放电时做电源的负极,d 表面生成 PbO2, 做电源的正极,所以 D 也正确。S 闭合时 d 是阳极,阴离子 向阳极移动,所以 C 错。

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【点评】 形如这样二池相连的装置,要先判断那个是 电解池,哪个是原电池,然后用二池对应的原理进行分析即 可。在分析原电池和电解池时只要抓住电极反应实质,放电 规律, 再结合几个课本上的典型范例如“Zn-Cu”原电池、 铅蓄电池,电解氯化铜溶液、电解食盐水、电镀、电解精炼 铜等并能够进行迁移,这类题应该可以得满分。

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[2011· 四川卷] 开发氢能是实现社会可持续 发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的 SO2 通过下列碘循环 工艺过程既能制 H2SO4,又能制 H2。

图 9-5

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请回答下列问题: (1)已知 1 g FeS2 完全燃烧放出 7.1 kJ 热量,FeS2 燃烧反应的热化学 方程式为____________________________。 (2)该循环工艺过程的总反应方程式为_____________。 (3)用化学*衡移动的原理分析, HI 分解反应中使用膜反应器分离 在 出 H2 的目的是______________________。 (4)用吸收 H2 后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用 MH 表示), NiO(OH)作为电池正极材料, KOH 溶液作为电解质溶液, 可制得高容量, 长 寿 命 的 镍 氢 电 池 。 电 池 充 放 电 时 的 总 反 应 为 : NiO(OH) + MH Ni(OH)2+M ①电池放电时,负极的电极反应式为________________。 ②充电完成时,Ni(OH)2 全部转化为 NiO(OH)。若继续充电将在一 个电极产生 O2,O2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产 生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为______________。

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(1)4FeS2(s)+ 11O2(g) 2Fe2O3(s)+ 8SO2(g); ΔH= - 3408kJ/mol (2)2H2O+SO2===H2SO4+H2 (3)减小 H2 浓度,使 HI 分解*衡正向移动,提高 HI 的 分解率 (4)①MH+OH--e-===M+H2O ②2H2O+O2+4e-===4OH-

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【 解 析 】 该 工 艺 过 程 的 原 理 是 : ①SO2 + I2 + 2H2O===H2SO4+2HI,②2HI H2+I2。则总反应式为① +②,即 2H2O+SO2===H2SO4+H2。(4)①蓄电池放电时是 原电池、充电时是电解池。只要记清原电池中“负氧化、正 还原”,电解池中“阳氧化、阴还原”的规律,在写电极反 应式时先弄清楚是原电池还是电解池,然后将给出的总反应 拆成氧化反应和还原反应两个半反应按需选取即可。②中阴 极的电极反应有两个,第一阶段是充电时的反应式,由①中 的方法不难确定为 M+H2O+e-===MH+OH-, 第二阶段为 吸收氧气的电解反应式,由题意氧气在阴极被还原,结合该 蓄电池中电解质溶液显碱性可知氧气被还原为 OH-, 所以其 - - 电极方程式为:2H2O+O2+4e ===4OH 。




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