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鲁科版化学选修四第一章知识点总结打印版
第1章 化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
教学重点：反应热概念的含义；热化学方程式的正确书写；热化学方程式的正确书写以及反应焓变的计算。
从物质结构的角度看，化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的
生成，因此几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收。通过过去对化学的学习，我们知道在化学反应中，化学能可以与多种形式的能量发生转化，其中最普遍的能量转化是化学能与热能之间的转化。因此可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。
第1节 化学反应的热效应
类型比较
放热反应
吸热反应
定义
有热量放出的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量
常见的放热反应：
①活泼金属与水或酸的反应 ②酸碱中和反应 ③燃烧反应 ④多数化合反应
常见的吸热反应：
①多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO2↑
②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3 ↑+10H2O
③C(s)+H2O(g) CO+H2 ④CO2+C 2CO
注意：化学反应是放热还是吸热，与反应条件（加热或不加热）没有关系。放热反应和吸热反应我们还可以借助下面的图像来理解。
生成物

反应物
能量
反应过程
放热反应

生成物
反应物
能量
反应过程
吸热反应

下列对化学反应热现象的说法不正确的是（ AC ）
A.放热反应时不必加热 B.化学反应一定有能量变化
C.一般地说，吸热反应加热后才能发生
D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关
为了定量描述化学反应中释放或吸收的热能，化学上把化学反应在一定温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称之为该温度下的热效应，简称反应热。
一、化学反应的反应热
（一）反应热
1、定义：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
2、反应热的意义：描述化学反应释放或吸收热量的物理量.
3、符号： Q>0 反应放热 Q Q<0 反应吸热
4、获得Q值的方法：（1）实验测量法 （2）理论计算法
5、
①中和热
反应热的分类：②燃烧热
③生成热……
（二）中和热
1、定义：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。
理解要点：
①条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子。
②反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
③生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH—化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。
④放出的热量：57.3kJ/mol
2、中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；Q=-57.3kJ
1、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△ H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。
（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。
（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出____________kJ的热量。
2、为了减小误差，某同学在实验中两次测定中和热。第一次用50mL0.5mol•L—1的盐酸和50mL0.5mol•L—1NaOH溶液，第二次是用100mL0.5mol•L—1的盐酸和100mL0.5mol•L—1的NaOH溶液。请你预测该同学两次测得的中和热结果 （相等或者不相等）。
中和热的测量
（1）仪器：量热计（环形玻璃搅拌棒、温度计、烧杯）

（2）原理：Q= —C(T2—T1) (C为热容) 或Q= —C m (T2—T1)（C为比热容）
中和热：Q= = 与酸、碱的用量无关。
（3）步骤：1）组装量热器
在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平(防止热量扩散到周围的空气中，造成误差)。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如上图所示。
2）药品取用
用一个量筒最取50 mL 1.0 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。用另一个量筒量取50 mL 1.0mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
3）酸碱混合
把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（注意不要洒到外面）。立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒上下轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。
4）数据处理
5）重复以上实验两次
产生误差的原因有：
（1）量取溶液的体积有误差 （2）药品的选用不当引起的误差（3）实验过程中有液体洒在外面
（4）混合酸、碱溶液时，动作缓慢（5）隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差
（6）测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
（1）大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？ 减少热量损失
（2） 酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？减少热量损失
（3） 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大
（4） 有人建议用50mL1.1mol/LNaOH进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？ 可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。
3、50ml0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如下图所
示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可
计算中和热。回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。
（3）若大烧杯上不盖硬纸板，求得的反应热数值 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（4）实验中该用60mL0.50mol·L-1盐酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”或“不相等”），简述理由： 。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会 ；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述验，测得的放出的热量数值可能会 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
一、 焓变（△H） 反应热
在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即焓变（△H）决定。在恒压条件下，反应的热效应等于焓变。
二、1．热化学方程式
(1)概念
能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)特点(与化学方程式比较)
①指明了反应时的温度和压强，若在25℃时进行的反应，可不注明。
②在化学方程式右边注明ΔH的“＋”、“－”和单位。
③所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态。常用s、l、g分别表示固体、液体和气体。
(3)意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了能量变化。
2．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示在25℃、101kPa下，1mol H2与mol O2完全反应生1mol液态水时放出的热量是285.8 kJ。
3．写出下列反应的热化学方程式
(1)1 mol N2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68 kJ热量。
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋68 kJ·mol－1。
(2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157 kJ的热量。
2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH＝－314 kJ·mol－1或Cu(s)＋O2(g)＝CuO(s)　ΔH＝－157 kJ·mol－1。
4．在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1_mol_H2O(l)时的反应热(即放出的热量)称为中和热。

一、热化学方程式的书写
1．热化学方程式与普通化学方程式的区别

普通化学方程式
热化学方程式
化学计量数
的形式及表
示意义
是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量
既可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量
是否注明物
质状态
不注明
必须在化学式后面注明状态
是否注明
ΔH及其单位
不注明
必须注明ΔH的正负号及单位
表示意义
表示化学反应中的物质变化
不仅表示化学反应中的物质变化，也表示化学反应中的能量变化
2.书写热化学方程式注意的问题
(1)注意ΔH的符号
ΔH只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1(或kJ/mol)。
(2)注意测定条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。
(3)注意物质的聚集状态
反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“↑”和“↓”。
(4)注意化学计量数
①化学计量数只表示物质的物质的量，因此可以为整数或分数。
②由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计算数必须与ΔH相对应：
a．化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。
b．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
例如：已知
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则：
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.8_kJ·mol－1。
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6_kJ·mol－1。
(5)注意ΔH的单位
ΔH的单位“kJ·mol－1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。
(6)热化学方程式一般不写反应条件。
【典例1】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(　　)
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ·mol－1
C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ·mol－1
解析　乙炔燃烧是放热反应，ΔH＜0，则排除B、D两选项；又因反应生成1 mol二氧化碳气体时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2(g)应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。
答案　A
三、反应焓变的计算
【讲解】反应焓变之所以能够有计算得出，要归功于瑞士科学家盖斯提出的盖斯定律，我们来看看该定律的内容。
【板书】（一）盖斯定律：
1、内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。
【讲解】这就说明对于化学反应，只要其反应物和反应产物确定了，不管它中间经历了多少步，反应焓变总是一定的。好比一个人登山，不管他选择什么途径，只要他从山脚到了山顶，他攀爬的高度总是一定的。这也说明了反应焓变有点像物理学中的矢量。究其原因是焓是一个状态函数。
【板书】2、理解要点：
（1）反应焓变（反应热效应）只与始态（反应物）、终态（生成物）有关，与反应过程无关。
（2）焓变（反应热）总值一定。
反应物
a
生成物
△H
△H2
△H1
c
b
△H5
△H4
△H3
【投影】
△H = △H1 + △H2 = △H3 + △H4 + △H5
【讲解】下面就结合例题，利用盖斯定律来求反应焓变。
【板书】（二）焓变的计算方法
1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减
【例1】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下
C（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的反应焓变。
C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ•mol—1
CO （g） + O2（g）= CO2（g） △H2 = —283.0kJ•mol—1
解：设此反应分两步进行：
第一步：C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ•mol—1
第二步：CO2（g）= CO （g） + O2（g）△H2 ′= —△H2 = 283.0kJ•mol—1
将上述两步反应相加得总反应为：
C（s，石墨）+O2（g）=CO（g） △H3 = ？
根据盖斯定律，△H3 =△H1 + △H2 ′
=—393.5kJ•mol—1 + 283.0kJ•mol—1
=—110.5kJ•mol—1
答：298KC（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的△H为—110.5kJ•mol—1。
【例2】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下P4（s，白磷）= 4P（ s，红磷）的反应焓变。
P4（s，白磷）+ 5O2（g）= P4O10（S） △H1 = —2983.2kJ•mol—1
P（s，红磷）+ O2（g）= P4O10（S） △H2 = —738.5kJ•mol—1
— 29.2 kJ•mol—1
第2节 电能转化为化学能——电解
电解原理、电极反应、阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式
已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1 要这个反应反方向进行，则需要外界提供能量
一、电解的原理
1）、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
2）、通电后，外电路上的电流方向怎样？
3）、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？
4）、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？
e-
e-
Cl-
Na+
石墨电极
铁电极
熔融NaCl

电解熔融NaCl
在熔融NaCl中，存在自由移动的Na+和Cl-，做杂乱无章的运动。通电后，电子由电源的负极流出，聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引，Na+要移向铁电极，做定向移动。Na+在铁电极上得到电子，Na+ + e- = Na，发生还原反应。
Cl-要移到石墨电极上，失去电子，2Cl- — 2e- = Cl2↑，发生氧化反应。为了维持电流，Cl-要不断地失去电子，不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和 Cl2，电能就转化为化学能储存在Na和 Cl2里面了。这个过程就称之为电解。
（一）概念1、电解：能够发生电解的装置叫电解池
2、电解池：构成电解池的条件：（1）外加直流电源 （2）两个固体电极
阴极：发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极，
得到电子的电极，
阳离子移到的电极。
阳极：发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极，
失去电子的电极，
阴离子移到的电极。
（3）电解质溶液或熔融电解质（4）构成闭合的电路
1.分析下图，属于电解池的有（ ）

2.下列说法正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能； ②电解是化学能转变成电能；
③电解质溶液导电是化学变化；④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；
36、14
（二）电极产物的判断和电极方程式的书写
2、电解熔融NaCl
电荷要守恒
阴极：2Na+ +2 e- = 2Na
阳极：2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式：2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑（离子方程式） 2NaCl 2Na + Cl2↑（化学方程式）
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
Cu2+
H+
Cl-
OH-
e-
e-
石墨电极
石墨电极
CuCl2溶液

电解CuCl2溶液
（1）明确电解液中存在的离子（2）是哪些离子得失电子
放电顺序：阴极：阳离子得电子顺序：Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+ 阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即： Cu>Hg >Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（ NO3－、SO42－含氧酸根）
一、选择题
1. 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：
电解
KI + 3H2O KIO3 + 3H2↑。下列有关说法正确的是
A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B．电解时，阳极反应是：I – – 6e – + 3H2O = IO3 – + 6H+
C．溶液调节至强酸性，对生产有利
D．电解前后溶液的pH几乎不变
2. 某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如右图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是
A．电源中“a”为负极，“b”为正极
B. 电解池中的电解液不可以是NaCl溶液a
电
源
b
A
B

C．B电极发生的反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．A.B两端都必须使用铁作电极
3. 以Fe为阳极，Pt为阴极，对足量的 Na2SO4 溶液进行电解，一段时间后得到4 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为
A．6mol B．8mol C．10mol D．12mol
4. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是
A．电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大pH变小
B．电解氯化钠溶液，溶液浓度减小pH不变
C．电解硝酸银溶液，要消耗OH－-溶液pH变小
D．电解稀硫酸，实质是电解水，溶液pH不变
5. 将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后反接电源，以电流强度2A继续通电10min。下列表示铜电极.铂电极.电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是

6. 右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是    

a极板
b极板
x电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B[
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
7. 在一盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极，保持温度不变，通电一段时间后：
A、溶液的PH值增大； B、Na+和CO32-的浓度减小；
C、溶液的浓度增大； D、溶液的浓度不变，有晶体析出；
8. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是：
A、CuCl2（CuO）；B、NaOH（NaOH）；C、NaCl（HCl）； D、CuSO4[Cu（OH）2]
9. 将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3（熔有冰晶石）的三个电解槽，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比是：
A、1：2：3；B、3：2：1；C、6：3：1；D、6：3：2；
二、填空题
14. 在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g。请回答下列问题：
（1）A接的是电源的       极，B是该装置      。
（2）写出电解时反应的总离子方程式                         。
（3）电解后溶液的pH为              ；要使电解后溶液恢复到电解前的状态， 则需加入        ，其质量为          。（假设电解前后溶液的体积不变）
三、计算题 
18. 电解1mol/L CuSO4和0.1mol/L Cu(NO3)2的混合液100mL，当阳极析出896mL（标准状况）气体时，切断电源，使电极仍浸在溶液中，经充分反应后，阴极比原来增重多少克？溶液的pH是多少？（lg2=0.3）
19. 向8克二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为100毫升，在所得溶液插入铂电极进行电解，通电一定时间后，在一个电极上收集到224毫升（标准状况）氧气，在另一个电极上得到1.28克该金属。
（1）根据计算确定金属氧化物的名称。
（2）计算通电后硫酸溶液的物质量浓度（溶液体积按100毫升计算）。
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BD
B
C
C
A
A
D
C
D
二、填空题
14.（1）4OH-－4e-=2H2O+O2↑ （2）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ （3）1；CuO，2g
15.（1）略 （2）b a c （3）0.05mol/L
19.（1）氧化铜（2）硫酸溶液的浓度为0.2mol/L。
第二课时
电解的几种类型
（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）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；
（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；
（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；
电解的类型：电解水型、分解电解质型、放氧生酸型、放氢生碱型
（一）电解食盐水
现象：电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：
阴极：2H++2e-→ H2↑ 阳极：2Cl- → Cl2↑+2e-
总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：
总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
溶液PH值变化：
氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。
Na+
Na+
H2O(含少量NaOH)
NaOH浓溶液
NaCl稀溶液
NaCl浓溶液
H2
Cl2
阳离子交换膜
【讲解】在电解过程中，由于阴极区OH浓度变小，水的电离平衡向生成H和OH的方向移动，随着H不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的OH越来越多。用隔膜就可以阻止OH移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。
第三课时
一、铜的电解精练
现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极：Cu→ Cu2+＋2e-
电解的副产物
二、电镀
电镀：是利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。
注意点: ①电极：阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
电解池、电解精练池、电镀池的比较

电解池
电解精练池
电镀池
定义
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件
①两电解接直流电源
②电极插入电解质溶液或熔融电解质中
③形成闭合回路
①不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子
①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子
电极名称
阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属
阴极：纯金属
阳极：镀层金属
阴极：镀件
电极反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应

1.（1）a 、b哪一极为正极？
（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？
（3）若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？选择何种溶液？
2. 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
（1）电解时,应以 作阴极，电解过程中
阴极 附近溶液pH将会 ,
（2）阳极反应式为 ，
（3）总电解反应式为 .
答案: Fe 增大 MnO42——e- =MnO4— 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑
【讲解】
例一：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.
解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑
阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol.
阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0
生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.
【练习】1.用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
2.某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。
Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g
所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=1

3.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的

4.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是

A
B
C
D
阳极
石墨
Cu
Cu
Cu
阴极
石墨
石墨
Fe
Pt
电解液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
H2O
5.按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极
为纯铜，
电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好
全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03
克，A合金中Cu、Zn原子个数比为
A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 任意比
第3节 化学能转化为电能——电池
原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应，金属腐蚀的电化学原理以及据此而设计的防护原理。原电池的工作原理，金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
将锌粉加入CuSO4溶液中，测量温度的变化，分析能量变化情况。
【现象】锌片溶解，表面产生了一层红色的固体物质，溶液颜色变浅，温度升高。
【分析】发生的反应为：Zn ＋ Cu2＋ === Zn2＋ ＋ Cu
在这个反应中，锌失电子，直接给了与它接触的铜离子。该反应失将化学能转化为了热能。
注意分析溶液中的阴阳离子的移向问题
CuSO4溶液
G
Zn
Cu
如果锌粉加入CuSO4溶液的反应是放热反应，试设计试验将反应释放的能量转化为电能。
【现象】（1）电流表指针发生偏转；（2）锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；
（3） CuSO4溶液颜色变浅；4）铜表面也出现一层红色的固体物质；5）溶液温度略有升高。
【分析】（1）（2）说明Zn失去电子变成Zn2+，故在锌片上发生的反应为：
Zn Zn2+ + 2e— （氧化反应）
（3）（4）说明溶液中的Cu2+在铜片上得到电子变成Cu，故在铜片上发生的反应为：
Cu2+ + 2e— Cu （还原反应）
（1）（2）（3）（4）说明化学能转化为电能
一、原电池的工作原理
1、原电池：通过氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置。
（2）（5）说明了锌片不纯有少量的Cu2+直接在Zn的表面得到电子被还原，故有少量的化学能转化为热量释放出来。
2、原电池的构成：
（1）自发的氧化还原反应（2）两个活泼性不同的电极（3）电解质溶液或熔融液
金属与金属
金属与非金属
金属与金属化合物
惰性电极（4）闭合电路
（1）负极：发生氧化反应的电极；失去电子的电极，电流的流入极；较活泼的电极；
阴离子移向负极；常见溶解的电极
（2）正极：发生还原反应的电极；得到电子的电极，电流的流出极；较不活泼的电极；阳离子移向负极
常见由气泡冒出或由金属析出的电极
【观察思考】P21的双液原电池
Zn
Cu
G

1mol/LZnSO4溶液 1mol/LCuSO4溶液
【现象】锌片溶解，铜片表面有红色的固体物质析出，铜片质量增加。
【分析】外电路：电子流向和得失电子的情况。
内电路：离子移动的方向
【比较】双液原电池比单液原电池的优点（由现象的比较到本质的比较）：
（1）有利于最大程度的将能量转化为电能。
（2）可以获得单纯的电极反应，便于分析电极过程。
5、原电池的电极方程式和总方程式的书写
（1）没给总方程式
G
Zn
C
【举例】
CuSO4溶液
【板书】①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）
②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）
③写出总方程式（电子守恒）
【练习】将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。
【解答】①Mg—Al—稀H2SO4原电池：
负极（Mg）：Mg = Mg2+ + 2e— （氧化反应）
正极（Al）：2H+ + 2e—= H2↑（还原反应）
电池反应：Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
②Al—Mg—NaOH原电池：
负极（Al）：2Al+8OH—=2[Al(OH)4]—+4H2O+6e—（氧化反应）
正极（Mg）：6H2O+6e—=3H2↑+6OH—（还原反应）
电池反应：2Al+2OH—+2H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑
2）给出总方程式
【举例】甲烷燃料电池：CH4 + O2 + 2OH— = CO32— + 3H2O
—
CH4
+
O2
H2O
KOH溶液

①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）
②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）
③两式加，验总式
注意：若只能写出较简单一极反应式，在遵循电子守恒的条件下，可将总反应式减去阳极反应式，即得另一极反应式
【解答】正极好写：4H2O + 2O2 + 8e- → 8OH-
负极：CH4 + 10OH— → CO32- + 7H2O + 8e- （总—正）
说明碱液的作用：消除CO2对CH4吸收的影响。
重点强调：电解质溶液有时候也会参与电极的反应