导图社区 高中化学必修4
本思维导图详细地归纳总结了掌握高中化学反应原理所需要掌握的知识点,其中包括对化学键的理解,对反应热和熵的理解,影响化学平衡移动的条件,电解质的电离,盐类的水解,原电池原理,电解质溶液的电解原理。
编辑于2022-07-30 18:40:16高中化学必修4
参考资料: 1)《化学-化学反应原理》选修4 --人民教育出版社 2)《培优辅导--高中化学跟踪练习(选修4)》--学而思研发中心 3) 百度百科
1. 第一章:化学反应与能量
参考资料: 1)《培优辅导--高中化学跟踪练习(选修4)》--学而思研发中心 2) 百度百科
1. 第一章:化学反应与能量--化学反应与能量的变化
1. 什么是化学键?
化学键是离子相结合或者原子相结合的作用力
化学键的本质是什么?
带正负点的粒子(电荷)之间存在相互作用力,力的大小满足库仑定律
定义
公式
化学键的分类
离子键
带相反电荷离子之间的相互作用
共价键
由几个相邻原子通过共用它们的外层电子并与共用电子之间形成的一种强烈的相互作用
2. 什么是化学反应?
化学反应即反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成, 这一过程中,既有新物质生成,又有能量的变化, 遵循质量守恒和能量守恒定律。
3. 什么是反应热?
化学反应伴随着能量的变化,这种变化常常以热能的方式表现出来,这种能量也叫做化学能, 也叫做反应热,又称为“焓变”
吸热反应:化学反应吸收热量
常见的吸热反应有哪些?
放热反应:化学反应放出热量
常见的放热反应有哪些?
化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
中和热: 强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所产生的反应热
4. 如何计算反应热?
5. 什么是热化学方程式?
化学反应方程式表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化
书写热化学方程式必须注明物质的状态,气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”
2. 第一章:化学反应与能量--化学反应热的计算
1. 什么是反应热?
化学反应伴随着能量的变化,这种变化常常以热能的方式表现出来,这种能量也叫做化学能, 也叫做反应热,又称为“焓变”
吸热反应:化学反应吸收热量
常见的吸热反应有哪些?
放热反应:化学反应放出热量
常见的放热反应有哪些?
化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
中和热: 强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所产生的反应热
燃烧热: 在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的反应热
2. 什么是盖斯定律?
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应物的途径无关
3. 第一章:化学反应与能量--燃烧热 能源
1. 什么是反应热?
化学反应伴随着能量的变化,这种变化常常以热能的方式表现出来,这种能量也叫做化学能, 也叫做反应热,又称为“焓变”
吸热反应:化学反应吸收热量
常见的吸热反应有哪些?
放热反应:化学反应放出热量
常见的放热反应有哪些?
化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
中和热: 强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所产生的反应热
燃烧热: 在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的反应热
2. 什么是能源?
能提供能量的资源,包括化石燃料(煤,石油,天然气),阳光,风,流水,木柴
3. 如何解决能源危机?
使燃料充分燃烧,提高能源的利用率
开发探索新能源,比如风能,太阳能,水力发电
提高老百姓节约用电的意识
2. 第二章:化学反应速率和化学平衡
参考资料: 1)《培优辅导--高中化学跟踪练习(选修4)》--学而思研发中心 2) 百度百科
1. 第二章:化学反应速率和化学平衡--化学反应速率和影响化学反应速率的因素
1. 什么是化学反应?
化学反应即反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成, 这一过程中,既有新物质生成,又有能量的变化, 遵循质量守恒和能量守恒定律。
化学键为什么会断裂?
化学反应的本质:反应物分子或原子间发生碰撞,使旧的化学键断裂,而又生成了新的化学键
反应物分子或原子间碰撞越频繁,则越有可能使旧的化学键断裂,新的化学键生成,那么表现出来的现象就是化学反应速率越快
2. 什么是化学反应速率?
它是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
什么是物质的量浓度?
化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量
为什么我们不用单位时间内反应物或者生成物物质的量的改变来表示化学反应速率?
3. 如何测量化学反应的速率
原理
化学反应速率是通过实验测定的
方法
1. 在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,我们常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率
2. 对于有气体生成的反应,可以测定相同时间内气体体积的多少和收集相同体积的气体消耗时间的多少
4. 什么是有效碰撞?
能够发生化学反应的分子(或原子)的碰撞叫做有效碰撞
化学反应的本质:反应物分子或原子间发生碰撞,使旧的化学键断裂,而又生成了新的化学键
5. 什么是分子的热运动?
分子的热运动(thermal motion),就是物体都由分子、原子和离子组成(水由分子组成,铁由原子组成,盐由离子组成),而一切物质的分子都在不停地运动,且是无规则的运动。
那么分子具有能量吗?
动能: 分子由于热运动而具有的能量
势能: 两个分子或原子之间具有势能
6. 反应物分子
1. 活化分子
反应物中能够发生化学反应的分子就叫做活化分子
活化分子具有哪些特点?
活化分子具有的能量足够让旧的化学键断裂
2. 非活化分子
反应物中不能够发生化学反应的分子就叫做非活化分子
非活化分子具有哪些特点?
非活化分子具有的能量不足以让旧的化学键断裂
活化分子的能量大于非活化分子的能量
3. 非活化分子如何转变成活化分子?
因分子碰撞使有些活化分子会失去能量,变成非活化分子; 而非活化分子可能在碰撞中得到能量,变成活化分子。但在一定温度下,活化分子的数目 (或活化分子所占的百分率) 是不变的。
7. 活化能
活化能是指化学反应中,由反应物分子到达活化分子所需的最小能量
活化能越小,非活化分子越容易转变成活化分子,反应越容易发生
8. 影响化学反应速率的因素
内因
反应物本身的性质
外因
浓度
其他条件不变时,增大反应物的浓度可以加快化学反应速率
反应物浓度越大,单位体积内的活化分子越多,有效碰撞频率增大,化学反应速率增大
温度
升温可以加快化学反应速率
升高温度,可以使一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子,单位体积内的活化分子数增多,有效碰撞频率增大,化学反应速率增大
压强
对于有气体参加的化学反应,温度不变时,增大压强,气体的浓度增大,化学反应速率加快
压强越大,单位体积内气体活化分子数越大,有效碰撞频率增大,化学反应速率越快
催化剂
对于某些化学反应,使用催化剂可以加快化学反应速率
催化剂能够降低反应物的活化能,这样会使更多的反应物分子成为活化分子,单位体积内活化分子数增大,有效碰撞频率增大,化学反应速率加快
固体表面体积
其他条件相同时,增大反应物的表面积,化学反应速率加快,反之则减慢
增大反应物的表面积,单位面积内参与反应的活化分子增大,有效碰撞频率怎大,化学反应速率加快
2. 第二章:化学反应速率和化学平衡--化学平衡
1. 什么是可逆反应?
可逆反应是指在相同条件下,既能向正方向进行又能向逆方向进行的化学反应
可逆反应中,反应物和生成物共存
有哪些化学反应是可逆反应?
1. H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g) ,反应条件:不断加热
2. Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO
3. NH₃+H₂O⇌NH₃.H₂O
4. N₂+3H₂⇌2NH₃,反应条件:高温高压、催化剂
5. 2SO₂+O₂⇌2SO₃
6. CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺
7. CO₂+H₂O⇌H₂CO₃
8. 2NO₂⇌N₂O4
9. CO+H₂O(g)⇌ CO₂+H₂,反应条件:高温高压、催化剂
10. Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO
2. 什么是化学平衡?
在一定条件下,可逆反应进行到正逆反应速率相等时,反应物与生成物的浓度不再改变,这样的状态就叫做化学平衡
化学平衡的移动
图片来源:http://www.mianfeiwendang.com/doc/476efbbd37897959eea197c3/2
可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动
哪些因素可以引起化学平衡的移动?
增大反应物浓度(或减小生成物浓度),化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度(或减小反应物浓度),化学平衡向逆反应方向移动
升高温度,平衡向吸热的方向移动;降低温度,平衡向放热的方向移动
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动。对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动
勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向减弱这种改变的方向进行
3. 第二章:化学反应速率和化学平衡--化学平衡
1. 什么是可逆反应?
可逆反应是指在相同条件下,既能向正方向进行又能向逆方向进行的化学反应
可逆反应中,反应物和生成物共存
有哪些化学反应是可逆反应?
1. H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g) ,反应条件:不断加热
2. Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO
3. NH₃+H₂O⇌NH₃.H₂O
4. N₂+3H₂⇌2NH₃,反应条件:高温高压、催化剂
5. 2SO₂+O₂⇌2SO₃
6. CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺
7. CO₂+H₂O⇌H₂CO₃
8. 2NO₂⇌N₂O4
9. CO+H₂O(g)⇌ CO₂+H₂,反应条件:高温高压、催化剂
10. Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO
2. 什么是化学平衡?
在一定条件下,可逆反应进行到正逆反应速率相等时,反应物与生成物的浓度不再改变,这样的状态就叫做化学平衡
化学平衡的移动
图片来源:http://www.mianfeiwendang.com/doc/476efbbd37897959eea197c3/2
可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动
哪些因素可以引起化学平衡的移动?
增大反应物浓度(或减小生成物浓度),化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度(或减小反应物浓度),化学平衡向逆反应方向移动
升高温度,平衡向吸热的方向移动;降低温度,平衡向放热的方向移动
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动。对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动
勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向减弱这种改变的方向进行
什么是等效平衡?
在相同条件下(恒温恒容或者恒温恒压),同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。
3. 什么是化学平衡常数?
有哪些因素可以引起化学平衡常数的变化?
图片来源:https://baike.baidu.com/item/%E8%8C%83%E7%89%B9%E9%9C%8D%E5%A4%AB%E6%96%B9%E7%A8%8B/8587496?fr=aladdin
化学平衡常数是温度的函数,即化学平衡常数会随着温度的改变而改变,该结论是由范特霍夫方程得到的对于吸热反应平衡常数随温度升高而增大,放热反应则相反
什么是某反应物的转化率?
化学平衡常数和转化率的关系
K很大,说明生成物和反应物的比例很大,则反应进行的程度很大,转化率大
K很小,说明生成物和反应物的比例很小,则反应进行的程度很小,转化率小
4. 第二章:化学反应速率和化学平衡--化学反应进行的方向
1. 什么是自发反应?
在给定条件下,可以自发地进行的化学反应
2. 什么是化学反应进行的方向?
化学反应自发进行的方向
3. 如何判断化学反应的方向?
1. 不可逆反应的方向
化学反应的方向是单一的
2. 可逆反应的方向
通过比较正反应的速率和逆反应的速率
当正反应的瞬时速度大于逆反应的瞬时速度时,化学反应的方向为正反应方向;反之,化学反应的方向为逆反应方向.若相等,则化学反应达到了化学平衡.当然,是动态的平衡.
4. 如何判断化学反应是否可以自发进行?
1. 什么是熵?
熵是用来表示一个系统的无序性和不确定性的物理量,一个系统越无序越不确定,则熵越大
在密闭条件中,热力学系统有从有序自发地转变为无序的倾向,即密闭条件下,热力学系统的熵有增大的倾向
对于同一种物质,固态的熵值<液态的熵值<气态的熵值,比如冰的熵值<水的熵值<水蒸气的熵值
2. 我们通常通过焓变和熵变来判断化学反应是否可以自发进行
焓变即是指反应热
熵变即时指熵的改变
3. 判断熵变的大小
熵变即时指熵的改变
如果反应的熵值是不断增大的,则熵变大于0;如果熵值是不断减小的,则熵变小于0
3. 第三章:水溶液中的离子平衡
参考资料: 1)《培优辅导--高中化学跟踪练习(选修4)》--学而思研发中心 2) 百度百科
1. 第三章:水溶液中的离子平衡--弱电解质的电离
参考资料: 1)《培优辅导--高中化学跟踪练习(选修4)》--学而思研发中心 2) 百度百科
1. 什么是电解质?
电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能够导电的化合物
什么是强电解质?
强电解质(strong electrolyte)是在水溶液中或熔融状态中几乎完全发生电离的电解质,完全电离
什么是弱电解质?
弱电解质(weak electrolyte)是在水溶液中或熔融状态下不完全发生电离的电解质
常见的电解质有哪些?
强电解质: 一般有:强酸、强碱,活泼金属氧化物和大多数盐,如:硫酸、碳酸钙、硫酸铜等。
弱电解质: 一般有:弱酸、弱碱,少部分盐,如:醋酸、一水合氨(NH3·H2O)、醋酸铅、氯化汞。另外,水是极弱电解质
2. 什么是电离?
电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程
电离的过程实际上是旧的化学键的断裂
电离和化学反应的区别是什么? 化学反应中有新物质的生成,电离中没有
电离的过程是吸热的
3. 电离方程式的书写
1. 强电解质
2. 弱电解质
1. 电离平衡: 在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡
2.
3. 影响电离平衡的因素
1. 内因:弱电解质本身的性质,电解质越强,电离程度越大
2. 温度:因为电离吸热,所以升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大
3. 浓度
减小反应物浓度:加水稀释,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大
增加反应物浓度:电离平衡向电离方向移动,电离程度减小
4.
5.
4. 电离平衡常数
在一定温度下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,溶液中电离出的各离子浓度系数幂之积与溶液中未电离的反应物分子浓度的比值是一个常数,这个常数被称为电离平衡常数,用K表示
反映了弱电解质的电离能力,电离平衡常数越大,电离程度越大
电离平衡常数只与温度有关,电离过程是吸热的,升高温度,电离平衡常数变大
2. 第三章:水溶液中的离子平衡--水的电离和溶液的酸碱性
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1. 什么是电离?
电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程
电离的过程实际上是旧的化学键的断裂
电离和化学反应的区别是什么? 化学反应中有新物质的生成,电离中没有
电离的过程是吸热的
2. 水的电离
1. 水是极弱的电解质
2. 电离平衡: 在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡
3.
4. 影响水电离平衡的因素
1. 内因:弱电解质本身的性质,电解质越强,电离程度越大
2. 温度:因为电离吸热,所以升高温度,电离平衡向电离方向移动,电离程度增大
3.
4.
5. 水的离子积常数
离子积常数只与温度有关,电离过程是吸热的,升高温度,离子积常数变大
3. 溶液的酸碱性和pH
溶液的酸碱性取决于溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小
我们通常用pH值来表示溶液的酸碱性
氢离子浓度越大,溶液的pH值越小,酸性越大
3. 第三章:水溶液中的离子平衡--盐类的水解
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1. 什么是盐?
是指一类由金属阳离子或铵根离子(NH₄+)与酸根离子结合的化合物
盐的分类
1. 酸式盐
可电离出氢离子的盐,如碳酸氢钠(NaHCO3)、硫酸氢钾(KHSO4)等
2. 正盐
不会电离出氢离子或者氢氧根离子的盐,例如氯化钠NaCl
3. 碱式盐
2. 酸碱的强弱
1. 强酸和强碱都是强电解质
强酸和强碱在水中完全电离
2. 弱酸和弱碱都是弱电解质
弱酸和弱碱在水中部分电离
3. 电离的过程实际上是旧的化学键的断裂。对于酸,酸根离子和氢离子之间的吸引力越弱,则它们之间的化学键越容易断裂,则酸的电离程度越高,我们称此种酸的酸性越强。同理可得,对于碱,阳离子和氢氧根离子之间的吸引力越弱,它的碱性越高
3. 盐类的水解
1. 在溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的氢离子或者氢氧根离子结合生成弱电解质(弱酸或者弱碱)的反应,叫做盐类的水解
2. 如何判断盐类水解后溶液的酸碱性?
1. 强酸强碱盐
强酸强碱盐是由强碱阳离子和强酸根离子组成的盐,比如KCl
强酸强碱盐不水解
为什么?
2. 强酸弱碱盐
强酸弱碱盐是由弱碱阳离子和强酸根离子组成的盐,比如硫酸铜
强酸弱碱盐会水解生成弱碱,水解后的溶液呈酸性
为什么?
3. 弱酸强碱盐
弱酸强碱盐是由强碱阳离子和弱酸根离子组成的盐,比如醋酸钠
弱酸强碱盐会水解生成弱酸,水解后的溶液呈碱性
为什么?
4. 弱酸弱碱盐
弱酸强碱盐是由弱碱阳离子和弱酸根离子组成的盐,比如碳酸铵
有的弱酸弱碱盐水解呈酸性,有的水解呈碱性
3. 影响盐类水解平衡的因素
1. 内因:盐类本身的性质,其对应的酸碱越弱,则水解程度越大
2. 温度:如果水解吸热,升高温度,水解平衡向正方向移动,水解程度增大;如果水解放热,升高温度,水解平衡向负方向移动,水解程度变小
3. 浓度:增加盐的浓度,相当于增加了阳离子或者酸根离子的个数,水解平衡向正方向移动,水解程度变小;减少盐的浓度(稀释),相当于增加了氢离子和氢氧根离子的个数,水解平衡向正方向移动,水解程度变大
4. 加入酸,弱碱阳离子的水解程度会减小
5. 加入碱,弱酸阴离子的水解程度会减小
4. 第三章:水溶液中的离子平衡--难溶电解质的溶解平衡
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1. 什么是电解质?
电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能够导电的化合物
什么是强电解质?
强电解质(strong electrolyte)是在水溶液中或熔融状态中几乎完全发生电离的电解质,完全电离
什么是弱电解质?
弱电解质(weak electrolyte)是在水溶液中或熔融状态下不完全发生电离的电解质
什么是难溶电解质?
2. 什么是沉淀溶解平衡?
影响沉淀溶解平衡的因素
1. 内因:难溶电解质本身的性质
2. 温度:如果溶解吸热,升高温度,溶解平衡向正方向移动,溶解程度增大;如果溶解放热,升高温度,溶解平衡向负方向移动,溶解程度变小
3. 增加难溶电解质的量:由于溶解平衡时,已经是饱和状态,溶解平衡不移动
4. 加水稀释:溶解平衡向右移动,溶解程度增大
5. 通过某些方式,消耗生成的离子,溶解平衡向右移动,溶解程度增大
6. 通过某些方式,增加生成的离子,溶解平衡向左移动,溶解程度减小
溶解平衡常数
在一定温度下,当难溶电解质在水溶液中达到溶解平衡时,溶液中各离子浓度系数幂之积是一个常数,这个常数被称为溶解平衡常数,用K表示
反映了难溶电解质的溶解能力,溶解平衡常数越大,溶解程度越大
溶解平衡常数只与温度有关,如果溶解过程是吸热的,升高温度,溶解平衡常数变大;溶解过程如果是放热的,升高温度,溶解平衡常数变小
3. 沉淀溶解平衡的应用
1. 利用沉淀的生成来除去某些离子
2. 增加难溶电解质的溶解程度
3. 将一种难溶电解质转化为另外一种更加难溶的电解质
4. 第四章:电化学基础
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1. 第四章:电化学基础--原电池、化学电源
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1. 什么是原电池?
原电池是将化学能直接转变为电能的装置
例子: 将锌片和铜片用导线连接,平行插入稀硫酸的烧杯中,导线上会有电流通过。分析一下电流是如何产生的?
1. 电解质溶液稀硫酸
2. 首先,稀硫酸溶液中本来就有很多带正电的氢离子
3. 其次,铜不合稀硫酸发生反应
4. 锌和硫酸会发生了氧化还原反应,锌会失去电子,变成锌离子:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 而锌失去的有一部分电子会沿着导线流向铜片,从而在导线上形成电流,另一部分电子会和稀硫酸中的氢离子结合,生成氢气
原电池的形成条件
1. 活泼金属做负极,比如上例子中的锌
2. 不活泼金属做正极,比如上例子中的铜
3. 可以和活泼金属发生氧化还原反应的电解质溶液,比如上例子中的稀硫酸
4. 正负极用导线相连
原电池的正负极表述方法
总反应式: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
2. 电池的分类
一次电池
一次电池即不可以充电重复使用的电池
锌锰电池
电解质溶液是氯化铵水溶液,因为氯化铵溶液呈酸性,所以这种电池也叫做酸性干电池
由于反应中锌不断被消耗变薄,所以电池用久后会变软
二次电池
二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
燃料电池
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置
燃料电池是使用燃料作为负极材料的电池
比如氢氧燃料电池
电解质溶液是40%的KOH溶液作为电解质溶液
2. 第四章:电化学基础 --电解池
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1. 什么是电解质?
电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能够导电的化合物
什么是强电解质?
强电解质(strong electrolyte)是在水溶液中或熔融状态中几乎完全发生电离的电解质,完全电离
什么是弱电解质?
弱电解质(weak electrolyte)是在水溶液中或熔融状态下不完全发生电离的电解质
常见的电解质有哪些?
强电解质: 一般有:强酸、强碱,活泼金属氧化物和大多数盐,如:硫酸、碳酸钙、硫酸铜等。
弱电解质: 一般有:弱酸、弱碱,少部分盐,如:醋酸、一水合氨(NH3·H2O)、醋酸铅、氯化汞。另外,水是极弱电解质
2. 什么是电解质溶液?
电解质溶液是指电解质溶入溶剂后部分或全部离解为相应的带正、负电荷的离子,离子在溶液中可以独立运动的溶液。
3. 什么是电解?
电解(Electrolysis)是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程
4. 什么是电解池?
将电能转化为化学能的装置
使电流通过电解质溶液(或者熔融电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程
例子: 在U型管中注入CuCl2溶液,插入两根石墨棒作电极,两电极与直流电源相连接,分析会发生什么反应?
电解过程和原电池的放电过程有什么区别?
1. 正极:原电池会发生还原反应,电解池会发生氧化反应
2. 负极:原电池会发生氧化反应,电解池会发生还原反应
3. 第四章:电化学基础 --金属化学腐蚀与防护
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1. 什么是金属腐蚀?
金属腐蚀是金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起的损耗的现象
实质: 金属失去电子而被氧化的过程
2. 金属腐蚀的分类
化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生氧化还原反应而被损耗的现象
比如银质奖牌放久变暗
电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时,比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀现象
比如船体生锈
3. 化学腐蚀和电化学腐蚀的区别?
化学腐蚀:没有电流产生
电化学腐蚀:有微弱的电流产生
4. 金属腐蚀的快慢和哪些因素有关?
金属越活泼,越容易失去电子,则越容易被腐蚀
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀
同一种金属的腐蚀:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液
构成原电池的两极材料活性差别越大,氧化还原反应的速率越快,活泼金属腐蚀的越快
5. 金属的防护方法
改变金属的内部结构,比如使用合金
在金属表面覆盖保护层
电化学保护法
牺牲阳极的阴极保护法: 此法应用了原电池原理,让被保护的金属作为正极,活泼性较强的另一种金属作为负极。例如在锅炉内壁或者船舶外侧装上若干锌块,保护钢铁设备,锌不断被腐蚀,可定期拆换,而铁得到了保护
外加电流的阴极保护法:此法应用了电解原理,使被保护金属做阴极,惰性电极作辅助阳极,两者都存在于电解质溶液中(如海水中),接上直流电源。比如钢闸门,可用此法防止腐蚀。此法中,阳极上失去电子的微粒是海水中的阴离子,阴极上得到的微粒是海水中的阳离子