【人教版】高中化學選修4知識點總結：第四章電化學基礎(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 于7）不論任何溶液，稀釋時pH均是向7靠近（即向中性靠近）；任何溶液無限稀釋后pH均接近7稀釋時，弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變化得慢，強酸、強堿變化得快。五、強酸（pH1）強堿（pH2）混和計算規律若等體積混合pH1+pH2=14 則溶液顯中性pH=7 pH1+pH2≥15 則溶液顯堿性pH= pH1+pH2≤13 則溶液顯酸性pH=pH1+若混合后顯中性pH1+pH2=14 V酸：V堿=1：1 pH1+pH2≠14 V酸：V堿=1：10〔14（pH1+pH2）〕六、酸堿中和滴定：中和滴定的原理 實質：H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和堿能提供的OH物質的量相等。中和滴定的操作過程：（1）儀②滴定管的刻度，O刻度在 上，往下刻度標數越來越大，全部容積 大于 它的最大刻度值，因為下端有一部分沒有刻度。滴定時，所用溶液不得超過最低刻度，不得一次滴定使用兩滴定管酸（或堿），也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以讀到小數點后 一位。（2）藥品：標準液；待測液；指示劑。（3）準備過程：準備：檢漏、洗滌、潤洗、裝液、趕氣泡、調液面。（洗滌：用洗液洗→檢漏：滴定管是否漏水→用水洗→用標準液洗（或待測液洗）→裝溶液→排氣泡→調液面→記數據V(始)（4）試驗過程酸堿中和滴定的誤差分析誤差分析：利用n酸c酸V酸=n堿c堿V堿進行分析式中：n——酸或堿中氫原子或氫氧根離子數；c——酸或堿的物質的量濃度； V——酸或堿溶液的體積。當用酸去滴定堿確定堿的濃度時，則：c堿= 上述公式在求算濃度時很方便，而在分析誤差時起主要作用的是分子上的V酸的變化，因為在滴定過程中c酸為標準酸，其數值在理論上是不變的，若稀釋了雖實際值變小，但體現的卻是V酸的增大，導致c酸偏高；V堿同樣也是一個定值，它是用標準的量器量好后注入錐形瓶中的，當在實際操作中堿液外濺，其實際值減小，但引起變化的卻是標準酸用量的減少，即V酸減小，則c堿降低了；對于觀察中出現的誤差亦同樣如此。綜上所述，當用標準酸來測定堿的濃度時，c堿的誤差與V酸的變化成正比，即當V酸的實測值大于理論值時，c堿偏高，反之偏低。同理，用標準堿來滴定未知濃度的酸時亦然。七、鹽類的水解（只有可溶于水的鹽才水解）鹽類水解：在水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或OH結合生成弱電解質的反應。水解的實質： 水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或OH結合,破壞水的電離，是平衡向右移動，促進水的電離。鹽類水解規律：①有 弱 才水解，無弱不水解，越弱越水解；誰 強顯誰性，兩弱都水解，同強顯中性。②多元弱酸根，濃度相同時正酸根比酸式酸根水解程度大，堿性更強。(如:Na2CO3 ＞NaHCO3)鹽類水解的特點：（1）可逆（與中和反應互逆）（2）程度小（3）吸熱影響鹽類水解的外界因素：①溫度：溫度越 高 水解程度越大（水解吸熱，越熱越水解）②濃度：濃度越小，水解程度越 大（越稀越水解）③酸堿：促進或抑制鹽的水解（H+促進 陰離子 水解而 抑制 陽離子水解；OH促進陽離子水解而抑制陰離子水解）酸式鹽溶液的酸堿性：①只電離不水解：如HSO4顯 酸 性②電離程度＞水解程度，顯 酸 性（如: HSOH2PO4）③水解程度＞電離程度，顯 堿 性（如：HCOHS、HPO42）雙水解反應：（1）構成鹽的陰陽離子均能發生水解的反應。雙水解反應相互促進，水解程度較大，有的甚至水解完全。使得平衡向右移。（2）常見的雙水解反應完全的為：Fe3+、Al3+與AlOCO32(HCO3)、S2(HS)、SO32(HSO3)；S2與NH4+；CO32(HCO3)與NH4+其特點是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的離子方程式配平依據是兩邊電荷平衡，如：2Al3+ + 3S2+ 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑鹽類水解的應用： 水解的應用凈水實例 明礬凈水原理Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+去油污用熱堿水冼油污物品 CO32+H2O HCO3+OH①配制FeCl3溶液時常加藥品的保存 入少量鹽酸②配制Na2CO3溶液時常加入少量NaOHFe3++3H2O Fe(OH)3+3H+CO32+H2O HCO3+OH若不然，則：由MgCl26H2O制無水制備無水鹽 MgCl2 在HCl氣流中加熱MgCl26H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O用Al2(SO4)3與NaHCO3溶液混合泡沫滅火器 Al3++3HCO3=Al(OH)3↓+3CO2↑比較鹽溶液中離子濃度的大小比較NH4Cl溶液中離子濃度的大小NH4++H2O NH3H2O+H+ c(Cl)c(NH4+)c(H+)c(OH)水解平衡常數（Kh）對于強堿弱酸鹽：Kh =Kw/Ka(Kw為該溫度下水的離子積，Ka為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數)對于強酸弱堿鹽：Kh =Kw/Kb（Kw為該溫度下水的離子積，Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數）電離、水解方程式的書寫原則多元弱酸（多元弱酸鹽）的電離（水解）的書寫原則：分步書寫注意：不管是水解還是電離，都決定于第一步，第二步一般相當微弱。多元弱堿（多元弱堿鹽）的電離（水解）書寫原則：一步書寫八、溶液中微粒濃度的大小比較☆☆基本原則：抓住溶液中微粒濃度必須滿足的三種守恒關系：①電荷守恒：:任何溶液均顯電 中 性，各陽離子濃度與其所帶電荷數的乘積之和＝各陰離子濃度與其所帶電荷數的乘積之和②物料守恒:（即原子個數守恒或質量守恒）某原子的總量(或總濃度)＝其以各種形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和 ③質子守恒：即水電離出的H+濃度與OH濃度相等。九、難溶電解質的溶解平衡難溶電解質的溶解平衡的一些常見知識（1）溶解度 小于 。（2）反應后離子濃度降至1*105以下的反應為完全反應。如酸堿中和時[H+]降至107mol/L（3）難溶并非不溶，任何難溶物在水中均存在溶解平衡。（4）掌握三種微溶物質：CaSOCa(OH)Ag2SO4（5）溶解平衡常為吸熱，但Ca(OH)2為放熱，升溫其溶解度減少。（6）溶解平衡存在的前提是：必須存在沉淀，否則不存在平衡。溶解平衡方程式的書寫注意在沉淀后用(s)標明狀態，并用― ‖。如：Ag2S(s)2Ag+(aq）+ S2(aq)沉淀生成的三種主要方式（1）加沉淀劑法：Ksp越小（即沉淀越難溶），沉淀越完全；沉淀劑過量能使沉淀更完全。（2）調pH值除某些易水解的金屬陽離子：如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。（3）氧化還原沉淀法：（4）同離子效應法沉淀的溶解：沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動。常采用的方法有：①酸堿；②氧化還原；③ 沉淀轉化。沉淀的轉化：溶解度大的生成溶解度小的，溶解度小的生成溶解度 更小 的。如：AgNO3 AgCl(白色沉淀)AgBr（淡黃色）AgI（黃色）Ag2S（黑色）溶度積（KSP）定義：在一定條件下，難溶電解質電解質溶解成離子的速率等于離子重新結合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態。表達式：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)KSP= [c(An+)]m ?[c(Bm)]n影響因素：外因：①濃度：加水，平衡向溶解方向移動。②溫度：升溫，多數平衡向溶解方向移動。溶度積規則QC（離子積）〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP平衡狀態 QC〈KSP 飽和，繼續溶解 第四章 電化學基礎 第一節 原電池 原電池：概念：化學能轉化為電能的裝置叫做原電池。組成條件：①兩個活潑性不同的電極② 電解質溶液③ 電極用導線相連并插入電解液構成閉合回路電子流向：外電路： 負 極——導線—— 正 極內電路：鹽橋中 陰 離子移向負極的電解質溶液，鹽橋中 陽 離子移向正極的電解質溶液。電極反應：以鋅銅原電池為例：負極： 氧化反應： Zn－2e＝Zn2＋（較活潑金屬）正極： 還原反應： 2H＋＋2e＝H2↑（較不活潑金屬）總反應式： Zn+2H+=Zn2++H2↑正、負極的判斷：（1）從電極材料：一般較活潑金屬為負極；或金屬為負極，非金屬為正極。（2）從電子的流動方向 負極流入正極（3）從電流方向 正極流入負極（4）根據電解質溶液內離子的移動方向 陽離子流向正極，陰離子流向負極（5）根據實驗現象①__溶解的一極為負極② 增重或有氣泡一極為正極 第二節 化學電池電池的分類：化學電池、太陽能電池、原子能電池化學電池：借助于化學能直接轉變為電能的裝置化學電池的分類： 一次電池、二次電池、燃料電池 一、一次電池常見一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等 二、二次電池二次電池：放電后可以再充電使活性物質獲得再生，可以多次重復使用，又叫充電電池或蓄電池。電極反應：鉛蓄電池放電：負極（鉛）： Pb＋－2e＝PbSO4↓正極（氧化鉛）： PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O 充電：陰極： PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋陽極： PbSO4＋2e＝Pb＋兩式可以寫成一個可逆反應： PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O目前已開發出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池三、燃料電池燃料電池： 是使燃料與氧化劑反應直接產生電流的一種原電池電極反應：一般燃料電池發生的電化學反應的最終產物與燃燒產物相同，可根據燃燒反應寫出總的電池反應，但不注明反應的條件。，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，不過要注意一般電解質溶液要參與電極反應。以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負極，介質分為酸性、堿性和中性。當電解質溶液呈酸性時：負極：2H2－4e=4H+ 正極：O2＋4e+4H+ =2H2O 當電解質溶液呈堿性時：負極： 2H2＋4OH－4e＝4H2O 正極：O2＋2H2O＋4 e＝4OH另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應式為：負極：CH4＋10OH－－8e＝ ＋7H2O； 正極：4H2O＋2O2＋8e＝8OH。電池總反應式為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O燃料電池的優點：能量轉換率高、廢棄物少、運行噪音低四、廢棄電池的處理：回收利用 第三節 電解池一、電解原理電解池： 把電能轉化為化學能的裝置 也叫電解槽電解：電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是