氧化产物:
在氧化还原反应中,还原剂在反应中失电子(或偏移离子)后被氧化后的产物,与还原产物相对应,是发生氧化反应的产物,与氧化元素对应。
例:WO
3+H
2——W+H
2O,H
2O即氧化产物。
还原产物:
在氧化还原反应中,氧化剂得电子被还原后的产物,与氧化产物相对应,是发生还原反应的产物,还原元素对应。
例:WO
3+3H
2——W+3H
2O,W即还原产物。
常见的氧化剂及对应的还原产物:
氧化剂 |
还原产物 |
Cl2、ClO- |
Cl- |
KMnO4(H+)、MnO2 |
Mn2+ |
HNO3 |
NOx、N2、NH4+ |
浓H2SO4 |
SO2 |
Ag+、Fe3+ |
Ag、Fe2+ |
H2O2 |
H2O |
常见的还原剂及对应的氧化产物:
还原剂 |
氧化产物 |
Na、K等金属单质 |
Na+、K+ |
某些非金属C、S |
CO2、SO2 |
非金属的氢化物CH4、H2S、NH3等 |
CO2、S/SO2、NO |
某些低价态的氧化物CO、SO2 |
CO2、SO3 |
某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3等 |
SO42- |
某些低价态的阳离子Fe2+ |
Fe3+ |
H2O2 |
O2 |
定义:
凡是有离子参加或离子生成的反应都是离子反应。
离子反应包括:复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应
常见阳离子的检验方法:
离子 |
检验试剂 |
实验步骤 |
实验现象 |
离子方程式 |
K+ |
焰色反应 |
①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察火焰颜色。 |
浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色) |
—— |
Na+ |
焰色反应 |
火焰分别呈黄色 |
NH4+ |
NaOH溶液(浓) |
向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热 |
生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 |
NH4++OH-=NH3↑+H2O |
Al3+ |
加NaOH溶液 |
向未知溶液中加入NaOH溶液 |
加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀,该沉淀溶于过量NaOH溶液中 |
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ |
Cu2+ |
浓氨水 |
向未知溶液中加入浓氨水 |
加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,该沉淀溶于过量浓氨水中,溶液呈深蓝色 |
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O |
Ag+ |
①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水 |
向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水 |
生成白色沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+ |
Ag++Cl-=AgCl↓ |
Ba2+ |
稀H2SO4或可溶性酸盐溶液 |
向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3 |
产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3 |
Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
Fe3+ |
KSCN溶液 |
向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚 |
变为血红色溶液 |
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
加NaOH溶液 |
产生红褐色沉淀 |
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ |
加苯酚 |
溶液显紫色 |
Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+ |
Fe2+ |
①加NaOH溶液 |
向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中 |
开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。 |
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 |
②KMnO4 (H+)溶液 |
向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液 |
KMnO4(H+)紫色褪去 |
MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O |
③K3[Fe(CN)6] |
向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液 |
出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀 |
3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ |
④KSCN溶液,新制的氯水 |
加入KSCN溶液,新制的氯水 |
加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。 |
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
常见阴离子的检验方法:
离子 |
检验试剂 |
实验步骤 |
实验现象 |
离子方程式 |
CO32- |
①BaCl2溶液、稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味气体 |
Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O |
②稀盐酸、Ca(OH)2溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液 |
加入稀盐酸后放出无色无味气体,通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊 |
CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O |
SO42- |
BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 |
Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
SO32- |
①BaCl2溶液、稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体 |
SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
②稀盐酸、品红溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色 |
SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
Cl- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 |
Ag++Cl-=AgCl↓ |
Br- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀 |
Ag++Br-=AgBr↓ |
I- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 |
Ag++I-=AgI↓ |
②新制氯水,淀粉溶液 |
向未知溶液中加入新制氯水,再加入淀粉溶液 |
滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝 |
Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝 |
注意: 1.若SO
42-与Cl
-同时检验,需注意检验顺序。应先用Ba(NO
3)
2溶液将SO
42-检出,并滤去BaSO
4,然后再用AgNO
3检验Cl
-。
2.检验SO
32-的试剂中,只能用盐酸,不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO
32-氧化成SO
42-。
3.若Ag
+和Ba
2+同时检验,也需注意检验顺序,应先用盐酸将Ag
+检验出并滤去沉淀,然后再用稀硫酸检验Ba
2+。
影响化学平衡的因素:
(1)浓度在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
(2)压强对反应前后气体总体积发生变化的反应,在其他条件不变时,增大压强会使平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应
来说,加压,
增大、
增大,
增大的倍数大,平衡向正反应方向移动:若减压,
均减小,
减小的倍数大,平衡向逆反应方向移动,加压、减压后v一t关系图像如下图:
(3)温度在其他条件不变时,温度升高平衡向吸热反应的方向移动,温度降低平衡向放热反应的方向移动
对于
,加热时颜色变深,降温时颜色变浅。该反应升温、降温时,v—t天系图像如下图:
(4)催化剂由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,所以催化剂对化学平衡无影响,v一t图像为
稀有气体对化学反应速率和化学平衡的影响分析:
1.恒温恒容时
充入稀有气体
体系总压强增大,但各反应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,化学反应速率不变,平衡不移动。
2.恒温恒压时
充入稀有气体
容器容积增大
各反应成分浓度降低
反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动。
3.当充入与反应无关的其他气体时,分析方法与充入稀有气体相同。
化学平衡图像:
1.速率一时间因此类图像定性揭示了
随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化的观律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动的方向等。
2.含量一时间一温度(压强)图常见的形式有下图所示的几种(C%指某产物百分含量,B%指某反应物百分含量),这些图像的折点表示达到平衡的时间,曲线的斜率反映了反应速率的大小,可以确定T(p)的高低(大小),水平线高低反映平衡移动的方向。
3.恒压(温)线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓发(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强 (p),常见类型如下图:
小结:
1.图像分析应注意“三看”
(1)看两轴:认清两轴所表示的含义。
(2)看起点:从图像纵轴上的起点,一般可判断谁为反应物,谁为生成物以及平衡前反应进行的方向。
(3)看拐点:一般图像在拐点后平行于横轴则表示反应达平衡,如横轴为时间,由拐点可判断反应速率。
2.图像分析中,对于温度、浓度、压强三个因素,一般采用“定二议一”的方式进行分析
平衡移动方向与反应物转化率的关系:
1.温度或压强改变引起平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率必然增大。
2.反应物用量的改变
(1)若反应物只有一种时,如aA(g)
bB(g)+ cc(g),增加A的量,平衡向正反应方向移动,但反应物 A的转化率与气体物质的化学计量数有关:
(2)若反应物不止一种时,如aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g):
a.若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,而A的转化率减小,B的转化率增大。
b.若按原比例同倍数的增加反应物A和B的量,则平衡向正反应方向移动,而反应物的转化率与气体物质的计量数有关:
c.若不同倍增加A、B的量,相当于增加了一种物质,同a。
3.催化剂不改变转化率。
4.反应物起始的物质的量之比等于化学计量数之比时,各反应物转化率相等。
浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况:
1.当反应混合物中存在固体或纯液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或纯液体的量,对平衡基本无影响。
2.南于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化对平衡无影响。
3.对于气体分子数无变化的反应,如
,压强的变化对其平衡无影响。这是因为,在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。
4.对于有气体参加的反应,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响,如某平衡体系中,
,
,当浓度同时增大一倍时,即让
,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH3的方向移动。
5.在恒容的密闭容器中,当改变其中一种气体物质的浓度时,必然同时引起压强改变,但判断平衡移动的方向时,心仍从浓度的影响去考虑:如
,平衡后,向容器中再通入反应物
,使 c(NO2)增大,平衡正向移动;如向容器中再通入生成物 N2O4,则使c(N2O4)增大,平衡逆向移动。但由于两种情况下,容器内的压强都增大,故对最终平衡状态的影响是一致的,如两种情况下,重新达到平衡后,NO2的百分含量都比原平衡时要小
电极反应式的书写:
1.根据装置书写电极反应式
(1)根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。
(2)在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下,将两极电极反应式合并即得总反应式。
2.由氧化还原反应方程式书写电极反应式
(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质→确定两极名称和生成物→利用电子守恒分别写出两极反应式。
(2)若写出一极反应式,而另一极反应式不好写,可用总反应式减去已写出的电极反应式,即得另一电极反应式。
电解池:
(1)电解:使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
(2)装置:电解池(电解槽)
(3)特点:将电能转化为化学能。
形成条件:①与电源相连的两个电极,②电解质溶液或熔融电解质,③形成闭合回路
(4)阴离子放电顺序:S
2->I
->Br
->Cl
->OH
->SO
42->NO
3->F
- 阳离子放电顺序:Ag
+>Hg
2+>Fe
3+>Cu
2+>H
+>Pb
2+>Sn
2+>Fe
2+>Zn
2+>Al
3+>Mg
2+>Na
+>Ca
2+>K
+
(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H
2(消耗H
+),阳极上无O
2产生,电解后溶液pH值增大;
②若阴极上无H
2,阳极上产生O
2,则电解后溶液pH值减小;
③若阴极上有H
2,阳极上有O
2,且(相当于电解水),则有三种情况:
a如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;
b如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;
c如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;
④若阴极上无H
2,阳极上无O
2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl
2溶液(CuCl
2溶液由于Cu
2+水解显酸性),一旦CuCl
2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。
(6)电解反应类型:从参加反应的物质来分电解反应可分成五类:
①H
2O型:实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
②溶质型:溶质所电离出来的离子发生氧化还原,如电解氯化铜、溴化氢等溶液。
③硫酸铜溶液型:电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸,电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。
④氯化钠溶液型:电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠,电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。
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)
原电池、电解池、电镀池的比较: