化学选修4第三四章

1第三章水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离1、定义：电解质、非电解质；强电解质、弱电解质2、电解质与非电解质本质区别：在一定条件下（溶于水或熔化）能否电离（以能否导电来证明是否电离）电解质——离子化合物或共价化合物非电解质——共价化合物注意：①电解质、非电解质都是化合物②SO2、NH3、CO2等属于非电解质3、区分电解质强弱的依据：1）电解质在溶液中“电离能力”的大小。2）电离方程式：电离方程式书写也不同：强电解质用等号；弱电解质用可逆符号。如：①强电解质：ClNaNaClOHKKOH②弱电解质：如醋酸、一水合氨电离方程式用总结：强酸、强碱、盐是强电解质，而弱酸，弱碱和水是弱电解质。③影响弱电解质电离平衡的因素：越稀越电离；越热越电离。④强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故BaSO4为强电解质）4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc为例)：（1）溶液导电性对比实验；（2）测0.01mol/LHAc溶液的pH2；（3）测NaAc溶液的pH值；（4）测pH=a的HAc稀释100倍后所得溶液pHa+2（5）将物质的量浓度相同的HAc溶液和NaOH溶液等体积混合后溶液呈碱性（6）中和10mLpH=1的HAc溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积大于10mL;（7）将pH=1的HAc溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液呈酸性（8）比较物质的量浓度相同的HAc溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率5、强酸（HA）与弱酸（HB）的区别：(1)溶液的物质的量浓度相同时，pH(HA)＜pH(HB)(2)pH值相同时，溶液的浓度CHA＜CHB(3)pH相同时，加水稀释同等倍数后，pHHA＞pHHB二、水的电离和溶液的酸碱性1、水离平衡：H2OH++OH-水的离子积：KW=[H+]·[OH-]物质单质化合物电解质非电解质：大多数非金属氧化物和有机物。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2……强电解质：强酸、强碱、绝大多数金属氧化物和盐。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4弱电解质：弱酸、弱碱和水。如HClO、NH3·H2O、Cu(OH)2、H2O……混和物纯净物225℃时,[H+]=[OH-]=10-7mol/L;KW=[H+]·[OH-]=10-14注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定KW不仅适用于纯水，适用于任何溶液（酸、碱、盐）2、水电离特点：（1）可逆（2）吸热（3）极弱3、影响水电离平衡的外界因素：①酸、碱：抑制水的电离②温度：促进水的电离（水的电离是吸热的）③易水解的盐：促进水的电离4、溶液的酸碱性和pH：（1）pH=-lg[H+]注意：①酸性溶液不一定是酸溶液（可能是强酸弱碱盐溶液）；②pH＜7溶液不一定是酸性溶液（只有温度为常温才对）；③碱性溶液不一定是碱溶液（可能是强碱弱酸盐溶液）。（2）pH的测定方法：酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞pH试纸——最简单的方法。操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数即可。注意：①事先不能用水湿润PH试纸；②只能读取整数值或范围三、混合液的pH值计算方法公式1、强酸与强酸的混合：（先求[H+]混：将两种酸中的H+离子数相加除以总体积，再求其它）[H+]混=（[H+]1V1+[H+]2V2）/（V1+V2）2、强碱与强碱的混合：（先求[OH-]混：将两种酸中的OH-离子数相加除以总体积，再求其它）[OH-]混＝（[OH-]1V1+[OH-]2V2）/（V1+V2）(注意:不能直接计算[H+]混)3、强酸与强碱的混合：（先据H++OH-==H2O计算余下的H+或OH-，①H+有余，则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混；OH-有余，则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混，再求其它）注意：在加法运算中，相差100倍以上（含100倍）的，小的可以忽略不计！四、稀释过程溶液pH值的变化规律：1、强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原+n（但始终不能大于或等于7）2、弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀＜pH原+n（但始终不能大于或等于7）3、强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原－n（但始终不能小于或等于7）4、弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀＞pH原－n（但始终不能小于或等于7）5、不论任何溶液，稀释时pH均是向7靠近（即向中性靠近）；任何溶液无限稀释后pH均为76、稀释时，弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢，强酸、强碱变化得快。五、盐类的水解（只有可溶于水且含有弱离子的盐才水解）1、盐类水解规律：①有弱才水解，无弱不水解，越弱越水解；谁强显谁性，两强不水解。②多元弱酸根（CO3），浓度相同时CO32-根比HCO3-根水解程度大，碱性更强:Na2CO3＞NaHCO32、盐类水解的特点：（1）可逆（2）程度小（3）吸热3、影响盐类水解的外界因素：①温度：温度越高水解程度越大（水解吸热）②浓度：浓度越小，水解程度越大（越稀越水解）③酸碱：促进或抑制盐的水解（H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解；OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解）4、盐类水解方程式书写注意点31）盐类水解是可逆反应，写方程式要用“”2）一般盐类水解程度很小，生成的弱酸或弱碱浓度很小，通常生成气体或沉淀也不发生水解，书写时产物不用“↑”和“↓”。3）多元弱酸生成的盐水解时，生成弱酸过程应分步表示，以第一步为主。4）多元弱碱电离一步到位。5、盐类水解的应用：①混施化肥（N、P、K三元素不能变成↑和↓）②泡沫灭火剂（用硫酸铝和小苏打为原料，双水解）③FeCl3溶液止血剂（血浆为胶体，电解质溶液使胶体凝聚）④明矾净水（Al3+水解成氢氧化铝胶体，胶体具有很大的表面积，吸附水中悬浮物而聚沉）⑤NH4Cl焊接金属（氯化铵呈酸性，能溶解铁锈）⑥判断溶液酸碱性（强者显性）⑦比较盐溶液离子浓度的大小⑧判断离子共存（双水解的离子产生沉淀和气体的不能大量共存）⑨配制盐溶液（加对应的酸抑制水解）七、电离、水解方程式的书写原则1、多元弱酸的电离（水解）的书写原则：分步书写注意：不管是水解还是电离，都决定于第一步，第二步一般相当微弱。2、多元弱碱（多元弱碱盐）的电离（水解）书写原则：一步书写八、溶液中微粒浓度的大小比较1、基本原则：抓住溶液中微粒浓度必须满足的两种守恒关系：以碳酸钠溶液为例：1）元素守恒（物料守恒）：某原子的总量(或总浓度)＝其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和c(Na+)=2{c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3}2）电荷守恒：任何溶液均显电中性，各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和＝各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和。c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)3）由水电离的H+、OH-守恒：c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+)4）浓度大小关系：c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)2、同浓度的弱酸和其弱酸盐、同浓度的弱碱和其弱碱盐的电离和水解强弱规律：①中常化学常见的有三对等浓度的HAc与NaAc的混合溶液：弱酸的电离＞其对应弱酸盐的水解，溶液呈酸性等浓度的NH3·H2O与NH4Cl的混合液：弱碱的电离＞其对应弱碱盐的水解，溶液呈碱性等浓度的HCN与NaCN的混合溶液：弱酸的电离其对应弱酸盐的水解，溶液呈碱性九、酸碱中和滴定十、溶解平衡1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识1）溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。生成难溶电解质的反应为完全反应，用“=”。2）反应后离子浓度降至1×10-5mol/L以下的反应为完全反应，用“=”。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L10-5mol/L，故为完全反应，用“=”，常见的难溶物在水中的离子浓度均远低于10-5mol/L，故均用“=”。3）难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在溶解平衡。4）掌握三种微溶物质：CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO445）溶解平衡常为吸热，但Ca(OH)2为放热，升温其溶解度减少。6）溶解平衡存在的前提是：必须存在沉淀，否则不存在平衡。2、溶解平衡方程式的书写注意在沉淀后用(s)标明状态，并用“”。如：Ag2S(s)2Ag+（aq）+S2(aq)-3、沉淀生成的三种主要方式（1）加沉淀剂法：Ksp越小（即沉淀越难溶），沉淀越完全；沉淀剂过量能使沉淀更完全。（2）调pH值除某些易水解的金属阳离子：如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。（3）氧化还原沉淀法：4、沉淀的溶解：沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。常采用的方法有：①加水；②加热；③减少生成物（离子）的浓度。5、沉淀的转化：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。第四章电化学基础一、原电池1、定义：把化学能转化为电能的装置2、.正极负极的判断：正极：不活泼的一极负极：活泼的一极思考：这方法一定正确吗？错如铝-镁-NaOH溶液时，铝是负极。3、电流方向与电子流向的判断电流方向：正→负电子流向：负→正电解质溶液中离子运动方向的判断:电极反应（以Zn-Cu-H2SO4为电解质溶液为例）负极：（Zn)Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（Cu)2H++2e-=H2↑(还原反应总反应式：综合正极和负极电极反应式而得：Zn+2H+=Zn2++H2↑4、原电池的形成条件构成前提：两个电极中至少有一个可以和电解质溶液自发地发生氧化还原反应1、活动性不同的金属（其中一种可以为非金属，即作导体用）作电极。2、两电极插入电解质溶液中。3、形成闭合回路。（两电极外线用导线连接，可以接用电器。）4常见电池二、电解池51.定义：电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置。2.电极反应式的书写1）常见离子的放电顺序：阳极：①活性为活性电极时（如金属Fe、Cu、Ag）：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（失e-）是：S2--I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-阴极:主要依据是金属活动性顺序表无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的都是溶液中的阳离子，放电顺序是（得e-）：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+活泼金属（Al3+Mg2+Na+Ca+K+）2）分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子阴阳两极附近有哪些离子根据离子放电顺序阳极氧化，阴极还原分析得出产物3.电解规律：（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。（3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。三、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总式：2NaCl+2H2O=＝＝2NaOH+H2↑+Cl2↑2、冶炼较活泼的金属：1）电解熔融的氯化钠制取金属钠阳极：2Cl--2e-→Cl2↑氧化反应阴极：2Na++2e-→2Na还原反应总反应：2）电解熔融的氧化铝制取金属铝。阴极：4Al3++12e-==4Al阳极：6O2--12e-==3O2总式：2Al2O3=======4Al+3O22、电镀阳极：镀层金属电镀液：含有镀层金属的电解质阴极：待镀金属制品3电镀应用于铜的电解精练电极反应式阴极（纯铜）:Cu2++2e-=Cu(还原反应)电解2NaCl=====2Na+Cl2↑电解电解6阳极（粗铜）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反应)二、金属的腐蚀和防护金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀的本质：金属原