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    下列说法正确的是(  )
    A.常温下能够进行的化学反应都是放热反应,高温下进行的反应都是吸热反应
    B.常温常压下,pH=1的盐酸中约含有6.02×1023个氢离子
    C.常温常压下,0.5mol氮气和氢气的混合气体体积大于11.2L
    D.原电池装置的正、负极可以是同一种金属

    本题信息:化学多选题难度一般 来源:未知
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本试题 “下列说法正确的是( )A.常温下能够进行的化学反应都是放热反应,高温下进行的反应都是吸热反应B.常温常压下,pH=1的盐酸中约含有6.02×1023个氢离子C.常温...” 主要考查您对

能量的相互转化

原电池原理

电解池原理

物质的量的有关计算

溶液pH的有关计算

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  • 能量的相互转化
  • 原电池原理
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  • 物质的量的有关计算
  • 溶液pH的有关计算

能量的相互转化:

化学反应中的能力变化表现为热量的变化。常见能量转化有:化学能和电能的相互转化、化学能和热能的相互转化、化学能和光能、风能的相互转化等。
如:燃料燃烧产生能量最终带动发电机发电,将化学能转化为电能;铜、锌形成原电池,将化学能转化为电能。


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。


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:S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F- 阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>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H2(消耗H+),阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;
②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;
③若阴极上有H2,阳极上有O2,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H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2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:
①H2O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:



计算物质的量浓度时应注意的问题:

物质的量浓度是表示溶液组成的一个重要物理量,是高中化学的重要内容之一。应用时要注意以下几方面的问题:
1.注意溶质是什么
对有些特殊情况要注意辨别,不能出错。如SO2、CuSO4·5H2O等溶于水后所得溶液中的溶质分别为 H2SO4和CuSO4,进行有关氨水的浓度计算时以NH3 为溶质来计算等。
2.注意溶液的体积
主要注意两点:一是不能用水的体积代替溶液的体积;二是当题设未给溶液密度时,可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释),认为其和为溶液的总体积;当给出密度时,则需通过密度求溶液的最终体积。
3.注意单位运算
在概念理解及应用中,要注意各物理量的单位.一是各物理量的单位要相互匹配,二是从单位运算人手.能简化解题思路,快速求解。
4.注意溶解度的影响
第一,物质的量浓度适用于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系,不适用于过饱和溶液(溶质未溶解完全);
第二,注意一些典型问题,如Ca(OH)2的溶解度随温度变化情况及气体物质在溶剂中的溶解问题等。
5.注意密度变化规律
在溶液混合和溶液稀释等问题中,在注意溶液体积变化的同时,还要考虑溶液密度的变化对溶质物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大;氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。
6.注意实验情景
在计算溶液配制或溶液稀释等问题中物质的量浓度时,一要注意不能把水的体积当作溶液的体积;二是配制溶液时,要注意容量瓶规格与所需溶液体积的关系。因容量瓶的规格是固定的,所以选用的容量瓶的规格要等于或略大于所需溶液的体积。
7.注意物质与其组成粒子的关系
物质与其组成粒子的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。如Na2SO4 溶液中c(Na+)=2c(SO42-)=2c(Na2SO4)。


以物质的量为核心的演绎公式:

1.溶液稀释定律
(1)对于已知质量分数溶液的稀释:稀释前后溶质的质量不变,即:
(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释:稀释前后溶质的物质的量不变,即:
2.物质的量浓度与溶质质量分数的换算
 
3.溶解度S与溶质质量分数ω的换算
 
4.溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算

5.标准状况下气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算

式中V为标准状况下气体的体积(L),V(H2O)为水的体积(L),ρ为溶液的密度(g·cm-3)。
6.相对密度(D)的计算及意义两种气体在同温同压下的密度之比即为相对密度,显然,它等于相对分子质量(或摩尔质量)之比,即


溶液pH的计算方法:

总体原则
(1)若溶液为酸性,先求C(H+),再求pH;
(2)若溶液为碱性,先求C(OH-),再由,最后求pH。
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液,如溶液,设溶质的物质的量浓度为
(2)强碱溶液,如溶液,设溶质的物质的量浓度为
2.两强酸混合后pH的计算
先求出混△后的再根据公式求pH。若两强酸溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,pH=3.3。
3.两强碱混合后pH的计算
先求出混台后的再通过求出混合后的c(H+),最后求pH。若两强碱溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH=9和pH=11的烧碱溶液等体积混合后, pH=10.7。
4.强酸与强碱混合后pH的计算
强酸与强碱混合的实质是中和反应即中和后溶液的pH有以下几种情况:
(1)若恰好中和,pH=7。
(2)若剩余酸,先求中和后的c(H+),再求pH。
(3)若剩余碱,先求中和后的c(OH-),再通过求出最后求pH.
注意:强酸与强碱等体积混合后溶液酸碱性的判断规律:
①若二者pH之和为14,则混合后的溶液呈中性, pH=7
②若二者pH之和大于14,则混合后的溶液呈碱性
③若二者pH之和小于14,则混合后的溶液呈酸性,
5.溶液稀释后求pH
(1)对于强酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大1 个单位;对于弱酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大不足一个单位。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。
(2)对于强碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小1 个单位;对于弱碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小不足一个单位。无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
例如:pH=6的HCl溶液稀释100倍,溶液pH≈7 (不能大于7);
pH=8的NaOH溶液稀释100倍,溶液pH≈7(不能小于7):
pH=3的HCl溶液稀释100倍,溶液pH=5;
pH=10的NaOH溶液稀释100倍,溶液pH=8。
注意:弱酸、弱碱的稀释:在稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范同。
例如:pH=3的溶液稀释100倍,稀释后
pH=10的溶液稀释100倍,稀释后8<
pH=3的酸溶液稀释100倍,稀释后
pH=10的碱溶液稀释100倍,稀释后


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