人教版高中化学选修四第四章第三节知识点
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高二化学选修4第四章的知识点高二化学选修4第四章的知识点电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。
下面是由店铺整理的高二化学选修4第四章知识点,希望对大家有所帮助。
原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极,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。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流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失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
(5)根据电极质量增重或减少来判断。
工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。
(6)根据有无气泡冒出判断电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。
本节知识树原电池中发生了氧化还原反应,把化学能转化成了电能。
一次电池(1)普通锌锰电池锌锰电池是最早使用的干电池。
锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极),内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。
(2)碱性锌锰电池用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时,无论是电解质还是结构上都有较大变化,电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。
它的电极反应如下:(3)银锌电池——纽扣电池该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。
其电极反应式为:(4)高能电池——锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
由于锂的相对原子质量很小,所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长。
1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
化学选修4化学反应与原理章节知识点梳理第一章化学反应与能量一、焓变反应热1.反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号:△H(2).单位:kJ/mol3.产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△H 为“+”或△H >0☆常见的放热反应:①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应:①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示)③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行,△H改变符号,数值不变三、燃烧热1.概念:25 ℃,101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点:①研究条件:101 kPa②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1 mol④研究内容:放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol)四、中和热1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫中和热。
2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
⼭西省⾼中化学第四章第三节第2课时电解原理的应⽤学案新⼈教版选修4【精品教案】电解原理的应⽤1.熟知电解饱和⾷盐⽔、电镀、电解精炼铜、电冶⾦的原理,会写其电极反应式及化学⽅程式。
2.学会电解的相关计算。
知识点⼀电解原理的应⽤阅读教材P 80~P 82,思考并填空。
1.电解饱和⾷盐⽔制烧碱、氯⽓和氢⽓ (1)装置及现象(2)电解总反应式化学⽅程式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +Cl 2↑+H 2↑,离⼦⽅程式:2Cl -+2H 2O=====电解2OH -+Cl 2↑+H 2↑。
2.电镀(1)定义:应⽤电解原理在某些⾦属表⾯镀上⼀薄层其他⾦属或合⾦的⽅法。
电镀的⽬的是使⾦属增强抗腐蚀能⼒,增加美观和表⾯硬度。
(2)电镀池的构成(3)实例(往铁件上镀铜)①阴极材料:Fe ,电极反应式:Cu 2++2e -===Cu ;②阳极材料:Cu ,电极反应式:Cu -2e -===Cu 2+;③电解质溶液:CuSO 4溶液。
3.电解精炼铜(1)装置:如图所⽰。
(2)电极反应式:阳极为Zn -2e -===Zn 2+,Cu -2e -===Cu 2+等;阴极为Cu 2++2e -===Cu 。
4.电冶⾦(1)⾦属冶炼的本质使矿⽯中的⾦属离⼦获得电⼦,从它们的化合物中还原出来,电极反应通式为M n ++n e -===M 。
(2)电解熔融的NaCl 制Na对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的⾦属,电解法⼏乎是唯⼀可⾏的⼯业⽅法。
例如:电解熔融的NaCl 制Na :NaCl 在⾼温熔融条件发⽣电离:NaCl===Na ++Cl -,通直流电后,阴极:2Na ++2e -===2Na ,阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑,总化学⽅程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些⾦属阳离⼦的⽔溶液。
(2)⼯业上⽤电解熔融MgCl 2⽽不是MgO 的⽅法制Mg ;⽤电解熔融Al 2O 3⽽不是AlCl 3的⽅法制Al 。
高中化学选修四第四章知识点总结上学的时候,不管我们学什么,都需要掌握一些知识点,知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
哪些知识点能够真正帮助到我们呢?以下是店铺收集整理的高中化学选修四第四章知识点总结,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中化学选修四第四章知识点总结1一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn—2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极。
(5)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池4、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等5、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
6、二次电池的电极反应:铅蓄电池7、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池8、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
9、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
第四章电化学基础第三节电解池一、教材分析《电解池》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节,这部分教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。
电解属于电化学的知识范畴,是中学化学理论体系不可缺少的一部分,同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系,是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。
本节教材可分为三个部分:电解原理、电解原理的应用、电镀。
把握教材意图后,我把本节内容安排为两课时完成。
二、教学目标1.知识目标:(1)知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物;(2)能说出电解、电解池及形成条件;(3)知道铜的电解精炼和电镀铜的原理,知道氯碱工业反应原理,能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式;(4)通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系2.能力目标:(1)培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力;(2)通过实验培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力;3.情感、态度和价值观目标:(1)指导学生积极参与教学过程,激发其主动探究的意识;(2)对学生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育,培养学生正确的处世态度;(3)通过氯碱工业的学习,培养学生确立理论联系实际的学习方法,进一步树立探究精神及合作意识,同时增强环境保护意识。
三、教学重点难点重点:电解原理、氯碱工业反应原理难点:离子放电实质四、学情分析学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。
我们的学生素质不太高,没有强烈的求知欲,思维能力渐趋成熟。
但也有思维方面的劣势,他们习惯演绎式的教学方法,探究学习的经验少。
在知识方面,学生在初中没有电化学知识;在高一化学中学习过有关电化学的原电池;在生活中也很少有涉及到电解应用经历。
五、教学方法1.实验探究与启发讨论法。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:预习实验“电解池原理”,初步把握实验的原理和方法步骤。
目录第一章化学反应与能量_________________________________________________________________________________ 1 第二章化学反应速率和化学平衡_________________________________________________________________________ 6 第三章水溶液中的离子平衡___________________________________________________________________________ 21 第四章电化学基础____________________________________________________________________________________ 41章节知识点梳理第一章化学反应与能量化学反应中的能量变化(1)化学反应的实质:反应物化学键断裂和生成物化学键形成。
其中旧键断裂要吸收能量,新键形成会释放能量。
(2)化学反应的特征:既有物质变化,又有能量变化。
(3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能和电能等,通常主要表现为热能的变化。
一、焓变反应热1.反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。
反应热可以分为(燃烧热、中和热、溶解热)2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应.符号:△H.单位:kJ/mol ,即:恒压下:焓变=反应热,都可用ΔH表示,单位都是kJ/mol。
3.产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0,表示的时候“-”,“kJ/mol”不能省略吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△H 为“+”或△H >0,表示的时候“+”,“kJ/mol”不能省略放热反应和吸热反应判断方法①能量图像左图反应物总能量大于产物总能量,为放热反应;右图为反应物总能量低于产物总能量,为吸热反应注意:a.图中可以得知物质的能量越高越不稳定;b.一定是所有物质的能量之和,而不是某一个物质的能量高于产物或者低于产物的能量②通过键能的计算△H也可以利用计算△H来判断是吸热还是放热。
高中化学选修4第四章知识归纳一、图解原电池正、负极的判断方法原电池中电极的判断角度如下所示:特别提示判断一个原电池中的正、负极,最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极,得电子(发生还原反应)的一极是正极。
如果给出一个化学方程式判断正、负极,可以直接根据化合价的升降来判断,化合价升高、发生氧化反应的一极为负极,化合价降低、发生还原反应的一极为正极。
二、原电池电极反应式的书写规律和方法1.根据装置书写电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物,并标出相同数目电子的得失。
(2)负极反应式的书写(3)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质:当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒;当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时,在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
②然后再根据具体情况写出正极反应式,在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题,若参与反应也要书写叠加式。
③燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液:O2+2H2O+4e-===4OH-,电解质是酸性溶液:O2+4H++4e-===2H2O。
(4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2.根据总反应式书写电极反应式:如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。
以2H2+O2===2H2O为例,当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下:(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况,确定2 mol H2失掉4 mol电子,初步确定负极反应式为2H2-4e-===4H+。
(2)根据电解质溶液为碱性,与H+不能大量共存,反应生成水,推出OH-应写入负极反应式中,故负极反应式为2H2+4OH--4e-===4H2O。
高中化学人教版选修四第四章电化学基础第三节电解池电解池第二课时(电解原理的应用)D卷(精编)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共22题;共44分)1. (2分) (2017高二上·菏泽期末) 关于下列装置说法正确的是()A . 装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液B . 装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大C . 用装置③精炼铜时,c极为粗铜D . 装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成2. (2分) (2019高三上·唐山月考) 通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(),其原理如图所示,下列说法错误的是()A . 该方法能够提供电能B . B极上的电势比A极上的电势低C . A极的电极反应为 +H++2e-→Cl-+D . 电池工作时H+通过质子交换膜由正极区向负极区移动3. (2分) (2018高二上·宁波期中) 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是()A . 0.1mol乙烯和乙醇(蒸气)混合物完全燃烧所消耗的氧分子数一定为0.3NAB . 标准状况下,将22.4 L Cl2通入水中,生成NA个HClO分子C . 在反应KIO3 + 6HI = KI + 3I2 + 3H2O中,每生成3mol I2转移的电子数为0.6 NAD . 室温下,pH = 13的氢氧化钠溶液中,OH-离子数目为0.1NA4. (2分) (2020高一上·新宁期末) 关于SO2的叙述中,正确的是()A . SO2的摩尔质量是64gB . 常温常压下,64gSO2中所含的分子数约为6.02×1023个C . 1mol SO2的质量是64g/molD . 常温常压下,1mol SO2的体积为22.4L5. (2分) (2017高一下·武汉期中) 下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是()A . 2Ag2O 4Ag+O2↑B . 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑C . 2MgO 2Mg+O2↑D . 4CO+Fe3O4 3Fe+4CO26. (2分) (2020高二上·丰台期中) 海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵蚀,常用外加电流法对其进行保护,如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
第三节电解池
一、电解原理
1.电解CuCl2溶液
实验步骤:在装有CuCl2溶液的U型管两端,分别插入碳棒作电极,并接上电流计,接通12 V的直流电源,形成闭合回路。
把湿润的淀粉碘化钾试纸放在与直流电源正极相连的电极附近,观察U型管内碳棒、溶液颜色、试纸颜色的变化和电流计指针的偏转情况。
实验现象及分析:与电源的负极相连的碳棒上有一层红色的固体析出,说明有铜生成;与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生,并有刺激性气味,发现湿润的淀粉碘化钾试纸变成了蓝色,说明有氯气生成;电流计指针发生偏转,说明有电流通过;溶液的颜色逐渐变浅,说明Cu2+的浓度逐渐减小。
实验注意事项:电解时间不宜太长,避免产生的氯气污染环境,或者可以将蘸有浓NaOH溶液的棉花塞在U 型管两端,吸收有毒气体。
小结:CuCl2溶液在通电时发生了化学变化,生成了Cu和Cl2。
既:CuCl2Cu+Cl2↑
阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
2.基本概念
(1) 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
(2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
3.电解池的两极
阴极:与电源负极相连的电极。
(发生还原反应)吸引溶液中的阳离子
阳极:与电源正极相连的电极。
(发生氧化反应)吸引溶液中的阴离子
4.电解的本质:电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
5.放电顺序
阴极:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极:活泼金属阳极S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
6.电极反应式的书写:列物质,标得失;选离子,配电荷;配个数,巧用水;两式加,验总式。
(惰性电极)(1)电解含氧酸(H2SO4)
阳极:4OH——4e—= 2H2O+O2↑阴极:4H++ 4e—= 2H2↑
总的方程式:2H2O 2H2↑+O2↑
结论:用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。
电解后,酸的浓度增大,即[H+]增大,故溶液的PH减小。
(2)电解无氧酸(HCl)
阳极:2Cl——2e—= Cl2↑阴极:2H++ 2e—= 2H2↑
总的方程式:2HCl H2↑+Cl2↑
结论:用惰性电极电解无氧酸(除HF),溶质消耗。
电解的结果消耗了HCl,即[H+]减小,溶液的PH增大。
(3)电解可溶性碱(NaOH)
阳极:4OH——4e—= 2H2O+O2↑阴极:4H++ 4e—= 2H2↑
总的方程式:2H2O 2H2↑+O2↑
结论:用惰性电极电解强碱实质是电解水。
电解后,碱的浓度增大,即[OH-]增大,故溶液的PH增大。
(4)电解活泼金属的含氧酸盐(Na2SO4)
阳极:4OH——4e—= 2H2O+O2↑阴极:4H++ 4e—= 2H2↑
总的方程式:2H2O 2H2↑+O2↑
结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。
电解后溶液的PH不变,等于7。
(5)电解不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)
阳极:2Cl——2e—= Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e—= Cu
总的方程式:CuCl 2 2Cu + Cl2↑
结论:用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物),溶质消耗。
电解的结果使[Cu2+]减小,溶液的[H+]减小,溶液的PH略有增大。
Cu2+ +2H2O Cu(OH)2 + 2H+
(6)电解活泼金属的无氧酸盐(NaCl)
阳极:2Cl——2e—= Cl2↑阴极:4H++ 4e—= 2H2↑
总的方程式:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
结论:用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐,溶质、水同时消耗。
电解的结果生成碱,电解后溶液的PH增大。
(7)电解不活泼金属的含氧酸盐(CuSO4)
阳极:4OH——4e—= 2H2O+O2↑阴极:Cu2+ + 2e—= Cu
总的方程式:2CuSO4 +2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑
结论:用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐,溶质、水同时消耗。
电解的结果生成酸,电解后溶液的PH减小。
7.电解规律
(1) 电解质分解型:无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解,水不参加反应
(2) 电解水型:强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解,只有水参加
(3) 放氢生碱型:电解活泼金属的无氧酸盐时,电解质的阴离子和水电离的H+放电,溶质和水都参加反应,pH增大
(4) 放氧生酸型:电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电,溶质和水都参加反应,pH减小。
2、原电池与电解池的比较
1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气
(1):实验原理
阳极(放电顺序:Cl―>OH―):2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应) 阴极(放电顺序:H+>Na+):2H++2e==H2↑(还原反应)
总反应:2NaCl+2H2O 电解
2NaOH +H2↑+ Cl2↑
阴极阳极
(2)工业制备方法---离子交换膜法
由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl―、OH―)和气体通过。
这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO 而影响烧碱的质量。
2、电解精炼铜
粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。
阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+
阴极(精铜):Cu2++2e-=Cu
比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电镀铜
(1) 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2) 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3) 在铁制品上镀铜:阳极——铜(镀层金属)阴极——铁制品(镀件)电镀液——CuSO4溶液(浓度不变)原理:阳极(Zn) Cu-2e-=Cu2+阴极(Fe):Cu2++2e-=Cu
4、电冶金
(1) 本质:利用电解使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来
(2) 适用范围:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al。