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高中一年级化学

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    如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。

    (1)中反应的离子方程式为                                
    (2)中的电极反应:Fe:                      ,Sn:                    
    (3)中被腐蚀的金属是                  ,其电极反应式为                 。比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是                  
    本题信息:2012年四川省期中题化学填空题难度一般 来源:唐丽丽(高中化学)
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本试题 “如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。(1)中反应的离子方程式为 。(2)中的电极反应:Fe: ,Sn: 。(3)中被腐蚀的金属是 ,其电极反应式为 。比较(1)、(...” 主要考查您对

单质铁

原电池电极反应式的书写

原电池原理

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铁元素:

在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质:

  1. 物理性质:铁是黑色金属,具有铁磁性
  2. 铁的化学性质:
     ①与强氧化剂反应(如:Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


    注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应:

  1. 铁少量时:
  2. 铁过量时:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意:

  1. 铁元素性质活泼,自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在,只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应,不会生成FeCl2,因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应,不会生成H2

化学性质:

铁元素性质活泼,有较强的还原性。


铁三角关系:


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。


原电池:

1.定义:将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理:
以铜-锌原电池为例
(1)装置图:

(2)原理图:

3.实质:化学能转化为电能。
4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应:
负极:失去电子;氧化反应;流出电子
正极:得到电子;氧化反应;流入电子
6.原电池正负极判断的方法:
①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,活泼性较弱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,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断,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。
⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。
⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。 

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。


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