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高中三年级化学

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    铜及其化合物在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
    (1) Li--CuO电池总反应为:2Li + CuO = Li2O + Cu.电解质溶液为高氯酸锂有机溶液,电池的正极反应式为 _____________。
    (2) Cu2O是种半导体材料,可在碱性溶液中用电解法制取。电解总反应式为:2Cu + H2OCu2O + H2↑。阳极反应式为_________;Cu2O投入稀硫酸中,得到蓝色溶液和红色沉淀,写出该反应的离子方程式___________________。
    (3)用氯化铁溶液腐蚀印刷电路钢板后的废液中,各金属离子物质的量浓度的对数值随溶液pH的变化如下图所示(当溶液中金属离子浓度≤10–5 mol·L–1时,可认为沉淀完全)。

    由上图可知Fe(OH)2与Cu(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]________Ksp[Cu(OH)2](填“>”或“<”)。若废液中Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1 mol/L,向其中通入氨气调节溶液的pH = 5.6时,溶液中存在的金属阳离子为________________。
    (4)纳米级铜粉对高氯酸铵的热分解有催化作用,1 mol高氯酸铵分解时除产生2 mol水蒸气和1 mol氧气外,其它组成元素均形成气态单质。该反应的化学方程式为_________________。1 mol高氯酸铵分解所产生的气体有________mol。
    本题信息:2012年安徽省模拟题化学填空题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “铜及其化合物在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。(1) Li--CuO电池总反应为:2Li + CuO = Li2O + Cu.电解质溶液为高氯酸锂有机溶液,电池的正极反应式为 ...” 主要考查您对

质量守恒定律

沉淀溶解平衡

原电池电极反应式的书写

电解池电极反应式的书写

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质量守恒定律:

参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
化学反应前后,各种原子种类、数目、质量都不改变。
任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质,只是改变了物质的原有形态或结构,所以该定律又称物质不灭定律。



质量守恒定律的本质:

原子是物质质量的最小承担者。故在化学反应中,只要各种原子总数保持不变,则总质量保持不变。所以,质量守恒定律也就等价于元素守恒。


质量守恒定律的适用范围:

①质量守恒定律适用的范围是化学变化而不是物理变化;
②质量守恒定律揭示的是质量守恒而不是其他方面的守恒。物体体积不一定守恒;
③质量守恒定律中“参加反应的”不是各物质质量的简单相加,而是指真正参与了反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参与反应;
④质量守恒定律的推论:化学反应中,反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量


质量守恒定律的应用:

(1)根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。利用这一定律可以解释反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物的质量。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,由此可以推断反应物或生成物的组成元素。
(3)据质量守恒定律:化学反应前后元素的种类和数目相等,推断反应物或生成物的化学式。
(4)已知某反应物或生成物质量,根据化学方程式中各物质的质量比,可求出生成物或反应物的质量。


沉淀溶解平衡:

1、定义:在一定条件下,当难容电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等,此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。
例如:

2、沉淀溶解平衡的特征:
(1)逆:沉淀溶解平衡是可逆过程。
(2)等:
(3)动:动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率相等且不为零。
(4)定:达到平衡时,溶液中各离子的浓度保持不变,
(5)变:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
3、沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质。
(2)外因
a.浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但不变。
b.温度:多数难溶电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时变大。
c.同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入含原体系中某离子的物质,平衡向沉淀生成的方向移动,但不变。
d.其他:向沉淀溶解平衡体系中,加入可与体系巾某些离子反应生成更难溶的物质或气体的物质,平衡向溶解的方向移动,不变。

沉淀溶解平衡的应用:

1.沉淀的生成
(1)意义:在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法
a.调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使转变为沉淀而除去。
 
b.加沉淀剂法:如以等作沉淀剂,使某些金属离子如等生成极难溶的硫化物 等沉淀,也是分离、除杂常用的方法。

说明:化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全。
2.沉淀的溶解
(1)意义:在实际工作中,常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题、根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使平衡就会向沉淀溶解的方向移动,使沉淀溶解。
(2)方法
a.生成弱电解质:加入适当的物质,使其与沉淀溶解平衡体系中的某离子反应生成弱电解质。如向沉淀中加入溶液,结合生成使的溶解平衡向右移动。
b.生成配合物:加入适当的物质,使其与沉淀反应生成配合物。
如:

c.氧化还原法:加入适当的物质,使其与沉淀发生氧化还原反应而使沉淀溶解。


d.沉淀转化溶解法:本法是将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解:
如向中加入饱和溶液使转化为再将溶于盐酸。
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 例如
 
(2)沉淀转化在工业上的应用在工业废水处理的过程中,用FeS等难溶物作沉淀剂除去废水中的重金属离子.


固体物质的溶解度:

绝对不溶解的物质是不存在的,任何难溶物质的溶解度都不为零。不同的固体物质在水中的溶解度差别很大,可将物质进行如下分类:


原电池电极反应式的书写:

(1)以铜锌原电池为例:
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+
正极(Cu):2H++2e-=H2
(2)正负极反应式的书写技巧:
①先确定原电池的正负极,在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子,找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性,从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2,而KOH为电解质,可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH),即增加了氢元素,可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式,即要注意配平和物质的正确书写形式,应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为:
负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
(若只要求写正极的反应式,也可以写成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
原电池总反应式的书写:将正负电极反应相加,即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法:

原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极,判断正极和负极的方法有以下几种。
1.由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极,相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断在外电路,电流由正檄流向负极;电子由负极流向正极
3.根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
4.根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
5.X极增重或减轻工作后,X极质量增加,说明X极有物质析出,X 极为正极:反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X 极为负极
6.X极有气泡冒出工作后,x极上有气泡冒出,一般是发生了析出H,的电极反应,说明x极为正极。
7.X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而工作后,X极附近pH增大了,说明X极为正极。
8.特例在判断金属活泼性的规律中,有一条为“当两种金属构成原电池时,活泼金属作负极,不活泼金属作正极”,但这条规律也有例外情况,如Mg和Al为原电池的两极,KOH为电解质溶液时,虽然Mg比Al活泼,但因Mg不和KOH反应,所以Mg作原电池的正极等。


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。
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