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文檔簡介
高二化學知識點總結(電化學)高二化學學問點總結
第四章電化學
1.原電池的工作原理及應用
1.概念和反應本質
原電池是把化學能轉化為電能的裝置,其反應本質是氧化還原反應。
2.原電池的構成條件
(1)一看反應:看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。
(2)二看兩電極:一般是活潑性不同的兩電極。
(3)三看是否形成閉合回路,形成閉合回路需三個條件:①電解質溶液;②兩電極直接或間接接觸;③兩電極插入電解質溶液中。
3.工作原理
以鋅銅原電池為例
(1)反應原理
電極名稱
負極
正極
電極材料
鋅片
銅片
電極反應
Zn-2e-===Zn2+
Cu2++2e-===Cu
反應類型
氧化反應
還原反應
電子流向
由Zn片沿導線流向Cu片
鹽橋中離子移向
鹽橋含飽和KCl溶液,K+移向正極,Cl-移向負極
(2)鹽橋的組成和作用
①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。
②鹽橋的作用:a.連接內電路,形成閉合回路;b.平衡電荷,使原電池不斷產生電流。
2.電解的原理
1.電解和電解池
(1)電解:在電流作用下,電解質在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。
(2)電解池:電能轉化為化學能的裝置。
(3)電解池的構成
①有與電源相連的兩個電極。
②電解質溶液(或熔融電解質)。
③形成閉合回路。
2.電解池的工作原理
(1)電極名稱及電極反應式(電解CuCl2溶液為例)
總反應式:
(2)電子和離子的移動方向
①電子:從電源負極流出后,流向電解池陰極;從電解池的陽極流出后流向電源的正極。
②離子:陽離子移向電解池的陰極,陰離子移向電解池的陽極。
3.陰陽兩極上放電挨次
(1)陰極:(與電極材料無關)。氧化性強的先放電,放電挨次:
(2)陽極:若是活性電極作陽極,則活性電極首先失電子,發(fā)生氧化反應。
若是惰性電極作陽極,放電挨次為
3.化學電源
1.日常生活中的三種電池
(1)堿性鋅錳干電池——一次電池
正極反應:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;
負極反應:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;
總反應:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(2)鋅銀電池——一次電池
負極反應:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;
正極反應:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;
總反應:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
(3)二次電池(可充電電池)
鉛蓄電池是最常見的二次電池,負極材料是Pb,正極材料是PbO2。
①放電時的反應
a.負極反應:Pb+SO42--2e-===PbSO4;
b.正極反應:PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O;
c.總反應:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
②充電時的反應
a.陰極反應:PbSO4+2e-===Pb+SO42-;
b.陽極反應:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-;
c.總反應:2PbSO4+2H2O電解=====Pb+PbO2+2H2SO4。
注可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應。
2.“高效、環(huán)境友好”的燃料電池
氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分酸性和堿性兩種。
種類
酸性
堿性
負極反應式
2H2-4e-===4H+
2H2+4OH--4e-===4H2O
正極反應式
O2+4e-+4H+===2H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
電池總反應式
2H2+O2===2H2O
備注
燃料電池的電極不參加反應,有很強的催化活性,起導電作用
4.電解原理的應用
1.氯堿工業(yè)
(1)電極反應
陽極反應式:2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反應)
陰極反應式:2H++2e-===H2↑(還原反應)
(2)總反應方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)氯堿工業(yè)生產流程圖
2.電鍍
下圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖,據此回答下列問題:
(1)鍍件作陰極,鍍層金屬銀作陽極。
(2)電解質溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。
(3)電極反應:
陽極:Ag-e-===Ag+;
陰極:Ag++e-===Ag。
(4)特點:陽極溶解,陰極沉積,電鍍液的濃度不變。
3.電解精煉銅
(1)電極材料:陽極為粗銅;陰極為純銅。
(2)電解質溶液:含Cu2+的鹽溶液。
(3)電極反應:
陽極:Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+;
陰極:Cu2++2e-===Cu。
4.電冶金
利用電解熔融鹽的(方法)來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。
(1)冶煉鈉
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
電極反應:
陽極:2Cl--2e-===Cl2↑;陰極:2Na++2e-===2Na。
(2)冶煉鋁
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
電極反應:
陽極:6O2--12e-===3O2↑;
陰極:4Al3++12e-===4Al。
5.金屬的腐蝕與防護
1.金屬腐蝕的本質
金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應。
2.金屬腐蝕的類型
(1)化學腐蝕與電化學腐蝕
類型
化學腐蝕
電化學腐蝕
條件
金屬跟非金屬單質直接接觸
不純金屬或合金跟電解質溶液接觸
現象
無電流產生
有微弱電流產生
本質
金屬被氧化
較活潑金屬被氧化
聯(lián)系
兩者往往同時發(fā)生,電化學腐蝕更普遍
(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕
以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:
類型
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜酸性較強(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
電極反應
負極
Fe-2e-===Fe2+
正極
2H++2e-===H2↑
O2+2H2O+4e-===4OH-
總反應式
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
聯(lián)系
吸氧腐蝕更普遍
3.金屬的防護
(1)電化學防護
①犧牲陽極的陰極愛護法—原電池原理
a.負極:比被愛護金屬活潑的金屬;
b.正極:被愛護的金屬設備。
②外加電流的陰極愛護法—電解原理
a.陰極:被愛護的金屬設備;
b.陽極:惰性金屬或石墨。
(2)轉變金屬的內部結構,如制成合金、不銹鋼等。
(3)加防護層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。
??蓟瘜W常識
糖類
1.單糖:
丙糖:甘油醛(最簡潔的糖)CH2(OH)CH(OH)CHO
戊糖:核糖、脫氧核糖;
己糖:葡萄糖、半乳糖、果糖;
2.二糖:
分子式
名稱
有無醛基
水解產物
蔗糖
無
葡萄糖+果糖
C11H22O11
麥芽糖
有
葡萄糖+葡萄糖
同分異構體
乳糖
有
葡萄糖+半乳糖
纖維二糖
有
葡萄糖+葡萄糖
3.多糖:
①淀粉(C6H10O5)n和纖維素(C6H10O5)n,n值是一個區(qū)間,故兩者不是同分異構體,都是混合物;
②推斷淀粉水解程度的方法(在酸性條件下水解)
a.尚未水解:必需先加NaOH中和硫酸,再加入新制氫氧化銅加熱,無磚紅色沉淀;
b.完全水解:加入碘水,不呈藍色
c.取兩份,一份加入碘水呈藍色;一份加入NaoH中中和硫酸后,再加入新制氫氧化銅加熱,有磚紅色沉淀
③人體中無纖維素酶,不能消化纖維素,多吃含纖維素食物可促進腸道蠕動;
氨基酸和蛋白質
1.α-氨基酸:氨基和羧基連在同一個碳上
自然?蛋白質水解生成的氨基酸都是.α-氨基酸;
2.兩性:-NH2具有堿性,-COOH具有酸性
固體氨基酸主要以內鹽形式存在,所以具有較高的熔沸點,且難溶于有機溶劑;
兩個不同的氨基酸縮合形成二肽,有四種不同的產物(兩個自身,兩個交叉);
3.分別:當氨基酸以兩性離子存在于溶液中時,其溶解度最小,而不同的氨基酸消失這種狀況的pH各不相同,故可利用此差異,通過調整溶液的pH值來分別氨基酸;
4.鹽析:很多蛋白質在水中有肯定的溶解度,溶于水形成膠體;
在濃度較高的低鹽金屬鹽(Na2SO4)或銨鹽中,能破壞膠體結構而使蛋白質溶解度降低,從而使蛋白質變成沉淀析出,析出的蛋白質仍具有生物活性;
5.變質:
①重金屬鹽、強酸、強堿、甲醛、酒精等可使蛋白質變性而失去活性,析出的蛋白質不再溶于水;
②當人體誤食重金屬鹽時,可喝大量的牛奶、豆奶、雞蛋清來解毒;
③酒精消毒是破壞了病毒的蛋白質活性而殺死病毒;
6.顏色反應:
①蛋白質遇雙縮脲試劑呈玫瑰紫色;
②含苯環(huán)的蛋白質與濃硝酸作用生成黃色物質;
③氨基酸遇茚三酮呈紫色;
7.氫鍵存在:
①蛋白質的二級結構;
②DNA雙螺旋結構,AT之間兩條,CG之間三條;
怎么學好高中化學
1.其實,對于高中化學的學習要有一個很好的(學習方案)。好的方案是勝利的一半,我們只有設計好一個好的學習方案,學習方案包括單元學習方案,學期學習方案等等。好的學習方案能使我們學習的時候有個目標和方向。在學習的過程中也可以依據需要調整自己的學習方案,但是肯定要堅持究竟!
2.做高中化學試驗題最好的方法就是真實地做一次試驗。試驗題中有許多難以記憶的試驗方法、步驟類填空題,特別厭煩。舉幾個例子,分液時候怎么放氣?配制溶液怎么操作?對于那些沒有上手操作過的同學來說,這種題真的是很難記。我的方法是1.假如有條件,找時間操作一下。2.假如沒有條件,試著去理解為什么要這么做。為什么放氣要用下端放而不拔上端塞子?由于直接拔塞子簡單把塞子噴出去,而用下端放氣不會。一切試驗流程都是有緣由的。理解了這個緣由,你就永久不會記錯了。死記硬背總歸是不太牢靠的。
3.學習是需要個人能有肯定的恒心與毅力的,不能半途而廢。其實要想學好化學并不難,除了平常仔細聽講,上課做好老師講解重點時的筆記。課下還要自己抽時間去復習,所謂熟能生巧,當然了,復習的意義在于能嫻熟把握這些學問點。
4.高中化學涉及的學問面就比較廣泛了,分為無機化學與有機化學,無機化學是化學類本科生的第一門基礎化學課。先敘述
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