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    第三章  水溶液中的离子平衡


    一、弱电解质的电离


    1、界说:


    电解质:在水溶液中或熔化状况下能导电的化合物,叫电解质。


    非电解质:在水溶液中或熔化状况下都不能导电的化合物。


    强电解质:在水溶液里悉数电离成离子的电解质。


    弱电解质:在水溶液里只需一部分分子电离成离子的电解质。           


    2、电解质与非电解质实质区别:


    电解质——离子化合物或共价化合物   


    非电解质——共价化合物

        

    留意:①电解质、非电解质都是化合物         


    SO2NH3CO2等归于非电解质

          &nbs肚脐p;   

    ③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悉数电离,故BaSO4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。


    3、电离平衡:在必定的条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子结组成时,电离进程就抵达了平衡状况,这叫电离平衡。


    4、影响电离平衡的要素:


    A、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。


    B、浓度:浓度越大,电离程度越小;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。


    C、同离子效应:在弱电解质溶液里参加与弱电解质具有相同离子的电解质,会削弱电离。


    D、其他外加试剂:参加能与弱电解质的电离发作的某种离子反响的物质时,有利于电离。


    5、电离方程式的书写:用可逆符号弱酸的电离要散布写(第一步为主)


    6、电离常数:在必定条件下,弱电解质在抵达电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓爱恋度的比是一个常数。叫做电离平衡常数,(一般用Ka表明酸,Kb表明碱。)




    7、影响要素:


    a.电离常数的巨细首要由物质的赋性决议。


    b.电离常数受温度改动影响,不受浓度改动影响,在室温下一般改动不大。


    C.同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO


    二、水的电离和溶液的酸碱性


    1、水电离平衡:
      

    水的离子国际上最悠远的间隔,邪气傲然-版权维护之路,移动互联网开展改动着文明著作发作、发行和消费的办法,个人创造的价值增加和著作传达功率比幻想中还要敏捷积:KW=c[H+]c[OH-]  

     

    25℃时, [H+]=[OH-] =10-7mol/L; 


    KW=[H+][OH-]=1*10-14    


    留意:KW只与温度有关,温度必定,则KW值必定。KW不只适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)


    2、水电离特色:


    1)可逆 

    2)吸热&n国际上最悠远的间隔,邪气傲然-版权维护之路,移动互联网开展改动着文明著作发作、发行和消费的办法,个人创造的价值增加和著作传达功率比幻想中还要敏捷bsp;

    3)极弱


    3、影响水电离平衡的外界要素:


    ①酸、碱:按捺水的电离

       

    ②温度:促进水的电离(水的电离是热的)


    ③还珠格格1易水解的盐:促进水的电离  


    4、溶液的酸碱性和pH


    1pH=-lgc[H+]


    2pH的测定办法:


    酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞。


    变色规模:

    甲基橙 3.1~4.4(橙色)  

    石蕊5.0~8.0(紫色)  

    酚酞8.2~10.0(浅赤色)


    pH试纸—操作玻璃棒蘸取不知道液体在试纸上,然后与规范比色卡比照即可。

          

    留意:


    ①事前不能用水湿润PH试纸;


    ②广泛pH试纸只能读取整数值或规模。


    三 、混合液的pH值核算办法公式


    1、强酸与强酸的混合:(先求[H+]混:将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积,再求其它)   


    [H+]=[H+]1V1+[H+]2V2/V1+V2

    2、强碱与强碱的混合:(先求21克拉[OH-]混:将两种酸中的OH离佐藤健子物质的量相加除以总体积,再求其它)  


    [OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2/V1+V2)  

    (留意 :不能直接核算[H+])


    3、强酸与强碱的混合:(先据H+ + OH- ==H2O核算余下的H+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)


    四、稀释进程溶液pH值的改动规矩:


    1、强酸溶液:稀释10n倍时pH=pH+ n但一直不能大于或等于7


    2弱酸溶液:稀释10n倍时,pH〈pH+n(但一直不能大于或等于7


    3、强碱溶液:稀释10n倍时,pH= pH原水手-n (但一直不能小于或等于7


    4、弱碱溶液:稀释10n倍时,pH〉pH原-n  (但一直不能小于或等于7


    5、不管任何溶液,稀释时pH均是向7挨近(即向中性挨近);任何溶液无限稀释后pH均挨近7


    6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH改动得慢,强酸、强碱改动得快。


    五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和核算规矩


    1、若等体积混合


    pH1+pH2=14,则溶液显中性pH=7


    pH1+pH2≥15,则溶液显碱性pH=pH2-0.3


    pH1+pH2≤13,则溶液显酸性pH=pH1+0.3


    2、若混合后显中性


    pH1+pH2=14,V酸:V=11


    pH1+pH2≠欧14,V酸:V=110〔14-(pH1+pH2)〕


    六、酸碱中和滴定:


    1、中和滴定的原理

    实质:H++OH=H2O  即酸能供给的H+和碱能供给的OH-物质的量持平。


    2、中和滴定的操作进程:


    1)①滴定管的刻度,O刻度在上,往下刻度标数越来越大,悉数容积大于它的最大刻度值,由于下端有一部分没有刻度。滴守时,所用溶液不得超越最低刻度,不得一次滴定运用两滴定管酸(或碱),也不得半途向滴定管中增加。


    ②滴定管能够读到小数点后一位。


    2)药品:规范液;待测液;指示剂。


    3)预备进程:


    预备:检漏、洗刷、润洗、装液、赶气泡、调液面。(洗刷:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用规范液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V()


    4)试验进程


    3、酸碱中和滴定的差错剖析


    差错剖析:运用ncV=ncV碱进行剖析


    式中:n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;

    c——酸或碱的物质的量浓度;

    V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确认碱的浓度时,则:

    c=


    上述公式在求算浓度时很便利,而在剖析差错时起首要效果的是分子上的V酸的改动,由于在滴定进程中c酸为规范酸,其数值在理论上是不变的,若稀释了虽实践值变小,但表现的却是V酸的增大,导致c酸偏高


    V碱相同也是一个定值,它是用规范的量器量好后注入锥形瓶中的,当在实践操作中碱液外溅,其实践值减小,但引起改动的却是规范酸用量的削减,即V酸减小,则c碱下降了;关于调查中呈现的差错亦相同如此。


    综上所述,当用规范酸来测定碱的浓度时,c碱的差错与V酸的改动成正比,即当V酸的实测值大于理论值时,c碱偏高,反之偏低。


    同理,用规范碱来滴定不知道浓度的酸时亦然。


    七、盐类的水解(只需可溶于水的盐才水解)

    1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+OH-结合生成弱电解质的反响。

    2、水解的实质:水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+OH-结合,破坏水的电离,是平衡向右移动,潘霜霜促进水的电离。


    3、盐类水解规矩:


    ①有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁强显谁性,两弱都水解,同强显中性。


    ②多元弱酸根,浓度相一起正酸根比酸式酸根水解程度大,碱性更强。(:Na2CO3 >NaHCO3)


    4、盐类水解的特色:


    1)可逆(与中和反响互逆) 


    2)程度小 


    3)吸热


    5、影响盐类水解的外界要素:


    ①温度:温度越高水解程度越大(水解吸热,越热越水解)


    ②浓度:浓度越小,水解程度越大(越稀越水解)


    ③酸碱:促进或按捺盐的水解(H+促进阴离子水解而按捺阳离子水解;OH-促进阳离子水解而按捺阴离子水解)


    6、酸式盐溶液的酸碱性:


    ①只电离不水解:如HSO4-显酸性  

    ②电离程度>水解程度,显酸性(如: HSO3- 、H2PO4-)  

    ③水解程度>电离程度,显碱性(如:HCO3- 、HS- 、HPO42-


    7、双水解反响:

     

    1)构成盐的阴阳离子均能发作水解的反响。双水解反响彼此促进,水解程度较大,有的乃至水解彻底。使得平衡向右移。

     

    2)常见的双水解反响彻底的为:Fe3+Al3+AlO2-CO32-(HCO3-)S2-(HS-)SO32-(HSO3-)S2-NH4+CO32-(HCO3-)NH4+其特色是彼此水解成沉积或气体。双水解彻底的离子方程式配平根据是两头电荷平衡,如:2Al3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3+ 3H2S

     

    8、盐类水解的运用:


    9、水解平衡常数(Kh


    关于强碱弱酸盐:Kh =Kw/Ka(Kw为该温度下水的离子积,Ka为该条件下该弱酸根构成的弱酸的电离平衡常数)


    关于强酸弱碱盐:Kh =Kw/KbKw为该温度下水的离子积,Kb为该条件下该弱碱根构成的弱碱的电离平衡常数


    电离、水解方程式的书写准则


    1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写准则:分步书写。留意:不管是水解仍是电离,都决议于第一步,第二步一般适当弱小。


    2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写准则:一步书写


    八、溶液中微粒浓度的巨细比较


    根本准则:捉住溶液中微粒浓度有必要满意的三种守恒联络:


    ①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


    ②物料守恒: (即原子个数守恒或质量守恒)

    某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的一切微粒的量(或浓度)之和


    ③质子守恒:即水电离出的H+浓度与OH-浓度持平。


    九、难溶电解质的溶解平衡

     

    1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见常识

       

    1)溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。


    2)反响后离子浓度降至1*10-5以下的反响为彻底反响。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,陈思航故为彻底反响,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)把握三种微溶物质:CaSO4Ca(OH)2Ag2SO4

       

    5)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热,升温其溶解度削减。

       

    6)溶解平衡存在的条件是:有必要存在沉积,不然不存在平衡。


    2、溶解平衡方程式的书写



    3、沉积生成的三种首要办法

      

    1)加沉积剂法:Ksp越小(即沉积越难溶),沉积越彻底;沉积剂过量能使沉积更彻底。

      

    2)调pH值除某些易水解的金属阳离子:如加MgO除掉MgCl2溶液中FeCl3

      

    3)氧化恢复沉积法:

       

    4)同离子效应法


    4、沉积的溶解:

       

    沉积的溶解便是使溶解平衡正向移动。常选用的办法有:


    ①酸碱;

    ②氧化恢复;

    ③沉积转化。


    5、沉积的转化:

      

    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。




    6、溶度积(KSP


    1、界说:在必定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子从头结组成沉积的速率,溶液中各离子的浓度坚持不变的状况。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m


    2、表达式:


    3、影响要素:


    外因:


    ①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。


    ②温度:升温,大都平衡向溶解方向移动。


    4、溶度积规矩

    QC(离子积)〉KSP,有沉积分出


    QC=KSP,平衡状况


    QC〈KSP,未饱满,持续溶解


    第四章 电化学根底

    第一节 原电池


    原电池:


    1、概念:化学能转化为电能的设备叫做原电

     

    2、组成条件:


    ①两个生动性不同的电极


    ②电解质溶液


    ③电极用导线相连并刺进电解液构成闭合回路


    3、电子流向:


    外电路:负极——导线——正极

       &nbs阳光总在风雨后p;         

    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、电极反响:以锌铜原电池为例:


    负极:

    氧化反响:Zn-2eZn2+(较生动金属)


    正极:

    恢复反响:2H2eH2↑(较不生动金属)

    总反响式:Zn+2H+=Zn2++H2


    5、正、负极的判别:


    1)从电极资料:一般较生动金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。


    2)从电子的活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)根据试验现象


    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设备


    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:放电后能够再充电使活性物质取得再生,能够屡次重复运用,又名充电电池或蓄电池。


    6、二次电池的电极反响:铅蓄电池




    7、现在已开发出新式蓄电池: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响直接发作电流的一种原电池。

       

    9、电极反响:一般燃料电池发作的电化学反响的终究产品与焚烧产品相同,可根据焚烧反响写出总的电池反响,但不注明反响的条件。


    负极发作氧化反响,正极发作恢复反响,不过要留意一般电解质溶液要参加电极反响。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。


    当电解质溶液呈酸性时:
    负极:
    2H2-4e-=4H+     

    极:24 e-4H+ =2H2O


    当电解质溶液呈碱性时:
    负极:
    2H2+4OH--4e-=4H2O

    正极:22H2O4 e-4OH-


    另一种燃料电池是用金属铂片刺进KOH溶液作电极,又在南北极上别离通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反响式为:


    负极:CH410OH8e- CO32-7H2O


    正极:4H2O2O28e- 8OH-


    电池总反响式为:CH42O22KOHK2CO33H2O


    10、燃料电池的长处:能量转换率高、抛弃物少、运转噪音低


    11、抛弃电池的处理:收回运用

    第三节 电解池


    一、电解原理


    1、电解池:把电能转化为化学能的设备也叫电解槽

       

    2、电解:电流(外加直流电)经过电解质溶液而在阴阳南北极引起氧化恢复反响(被迫的不是自发的)的进程


    3、放电:当离子抵达电极时,失掉或取得电子,发作氧化恢复反响的进程

       

    4、电子流向:


    (电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极

       

    5、电极名国际上最悠远的间隔,邪气傲然-版权维护之路,移动互联网开展改动着文明著作发作、发行和消费的办法,个人创造的价值增加和著作传达功率比幻想中还要敏捷称及反响:

          

    阳极:与直流电源的正极相连的电极,发作氧化反响

          

    阴极:与直流电源的负极相连的电极,发作恢复反响

      

    6、电解CuCl2溶液的电极反响:

    阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)

    阴极:Cu2++2e-=Cu(恢复)


    总反响式:CuCl2=Cu+Cl2


    7、电解实质:电解质溶液的导电进程,便是电解质溶液的电解进程


    规矩总结:金属最怕做阳极,做了阳极就溶解,做了阴极被维护。


    放电次序:


    阳离子放电次序:


    Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

     

    阴离子的放电次序:

    是慵懒电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4国际上最悠远的间隔,邪气傲然-版权维护之路,移动互联网开展改动着文明著作发作、发行和消费的办法,个人创造的价值增加和著作传达功率比幻想中还要敏捷->OH-)


    只需是水溶液HOH今后的离子均报废,永久不放电。是活性电极时:电极自身溶解放电


    留意先要看电极资料,是慵懒电极仍是活性电极,若阳极资料为活性电极(FeCu)等金属,则阳极反响为电极资料失掉电子,变成离子进入溶液;若为慵懒资料,则根据阴阳离子的放电次序,根据阳氧阴还的规矩来书写电极反响式。

     

    电解质水溶液点解产纵然国际都停止物的规矩:


    类型

    电极反响特色

    实例

    电解目标

    电解质浓度

    pH

    电解质溶液恢复

    分化电解质型

    电解质电离出的阴阳离子别离在南北极放电

    HCl

    电解质

    减小

    增大

    HCl

    CuCl2

    ---

    CuCl2

    放H2生成碱型

    阴极:水放H2生碱

    阳极:电解质阴离子放电

    NaCl

     

    电解质和水

     

     

    生成新电解质

     

     

    增大

    HCl

    放氧生酸型

    阴极:电解质阳离子放电

    阳极:水放O2生酸

     

    CuSO4

    电解质和水

    生成新电解质

     

     

    减小

     

    氧化铜

     

    电解水型

    阴极:

    4H+ + 4e- == 2H2 ↑

    阳极:

    4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O

    NaOH

     

     

     

     

    增大

    增大

     

     

    H2SO4

    减小

    Na2SO4

    不变


    上述四种类型电解质分类:


    1)电解水型:含氧酸,强碱,生动金属含氧酸盐


    2)电解电解质型:无氧酸,不生动金属的无氧酸盐(氟化物在外)


    3)放氢生碱型:生动金属的无氧酸盐


    4)放氧生酸型:不生动金属的含氧酸盐


    二、电解原理的运用 

      

    1、电解饱满食盐水以制作烧碱、氯气和氢气


    1)电镀运用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的办法


    2)电极、电解质溶液的挑选:带数字的成语


    阳极:镀层金属,失掉电子,成为离子进入溶液,M— ne == Mn+


    阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属外表Mn++ ne== M


    电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液


    镀铜反响原理:


    阳极(纯铜)Cu-2e-=Cu2+


    阴极(镀件)Cu2++2e-=Cu

         

    电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液     


    3)电镀运用之一:铜的精粹

          

    阳极:粗铜;

    阴极:纯铜;

    电解质溶液:硫酸铜


    3、电冶金


    1)电冶金:使矿石中的金属阳离子取得电子,从它们的化合物中恢复出来用于锻炼生动金属,如钠、镁、钙、铝


    2)电解氯化钠:


    通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl


    通直流电后:阳极:2Na+ + 2e == 2Na


    阴极:2Cl — 2e== Cl2


    规矩总结:原电池、电解池、电镀池的判别规矩 


    1)若无外接电源,又具有组成原电池的三个条件。


    ①有生动性不同的两个电极;


    ②南北极用导线彼此衔接成直接刺进连通的电解质溶液里;


    ③较生动金属与电解质溶液能发作氧化恢复反响(有时是与水电离发作的H+效果),只需一起具有这三个条件即为原电池。 


    2)若有外接电源,南北极刺进电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。 


    3)若多个单池彼此串联,又有外接电源时,则与电源相衔接的设备为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较生动金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关设备为原电池,其他为电镀池或电解池。


    原电池,电解池,电镀池的比较:

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