化学反应基本原理方程式及其重要材料.doc

\ 一、电解 1.电解池两极放电顺序： 阳极：活性电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根 阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 2.用惰性电极电解硫酸、NaOH溶液、KNO3溶液 阳极： 4OH-→ O2↑+2H2O+4e- 阴极：2H++2e-→H2↑ 总反应：2H2O 2H2↑+ O2↑ 3.用惰性电极电解盐酸 阳极：2Cl-→ Cl2↑+2e- 阴极：2H++2e-→H2↑ 总反应：2HCl H2↑+ Cl2↑ 4.用惰性电极电解饱和食盐水 阳极：2Cl-→ Cl2↑+2e- 阴极：2H++2e-→H2↑ 总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+ Cl2↑ 5.用惰性电极电解CuSO4溶液 阳极：4OH-→ O2↑+2H2O+4e- 阴极：Cu2++2e-→Cu 总反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+ 2H2SO4 6.用惰性电极电解熔融Al2O3 阳极：2O2-→ O2↑+4e- 阴极：Al3++3e-→Al 总反应：2Al2O3 4Al+3O2↑ 7.给铜钉镀铁，设计电池，指明电极材料，写出电极反应式 阳极（ 铁 ）Fe→ Fe2++2e- 阴极（ 铜钉 ）Fe2++2e- →Fe 8.设计电池Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑（用铜作阳极电解硫酸） 阳极（ 铜 ）Cu→ Cu2++2e- 阴极（ 石墨 ）2H++2e-→H2↑ 总反应：Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑ 9、用铁作阳极电解NaCl溶液 阳极：Fe→ Fe2++2e- 阴极：2H++2e-→H2↑ 总反应：Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑ 10、用银作阳极电解盐酸 阳极：2Ag→2Ag++2e- 阴极：2H++2e-→H2↑ 总反应：2Ag+2HCl2AgCl↓+H2↑ 二、电池 1.铅蓄电池（硫酸为电解液） 负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e- 正极：PbO2++2e-+4H++ SO42-→PbSO4+2H2O 总反应：Pb+ PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O 2.氢氧燃料电池： 硫酸电解液 KOH溶液 负极： H2↑→2H++2e- 负极：H2↑+2OH-→2H2O+2e- 正极： O2+4H++4e-→2H2O 正极：O2+2H2O+4e-→ 4OH- 总反应： 2H2+ O2=2H2O 总反应：2H2+ O2=2H2O 3.钢铁析氢腐蚀 负极：Fe→ Fe2++2e- 正极：2H++2e-→H2↑ 总反应：Fe+2H+= Fe2++ H2↑ 4.钢铁吸氧腐蚀 负极：Fe→ Fe2++2e- 正极：O2+2H2O+4e-→ 4OH- 总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 其它反应：4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 5.Mg—Al—硫酸 负极(Mg)：Mg→ Mg2++2e- 正极(Al)：2H++2e-→H2↑ 总反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑ 6.Mg—Al—NaOH溶液 负极(Al)：2Al→2Al3++6e- 正极(Mg)：6H2O+6e-→3H2↑+6OH- 总反应：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ 7、CH4—O2—硫酸 负极：CH4+2H2O→CO2+8H++8e- 正极：2O2+8H++8e-→4H2O 总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O 8、CH4—O2—NaOH溶液 负极：CH4+10OH-→CO32-+7H2O+8e- 正极：2O2+4H2O+8e-→8OH- 总反应：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 9、CH3OH—O2—硫酸 负极：2CH3OH+2H2O→2CO2+12H++12e- 正极：3O2+12H++12e-→6H2O 总反应：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 10、CH3OH—O2—NaOH溶液 负极：2CH3OH+16OH-→2CO32-+12H2O+12e- 正极：3O2+6H2O+12e-→12OH- 总反应：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 11、Al—O2—海水 负极：4Al→4Al3++12e- 正极：3O2+6H2O+12e-→12OH- 总反应：4Al+3O2+6H2O= Al(OH)3↓ 三、电解质溶液 1.H2SO3的电离方程式：H2SO3H++HSO3- HSO3- H++SO32- 2.泡沫灭火器用于灭火的离子方程式 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 3.铵态氮肥不能与草木灰同施的原因（用离子方程式表示） 2NH4++CO32-=2NH3↑+ CO2↑+H2O 4.碳酸钠溶液中离子浓度顺序： [Na+]>[ CO32-]>[OH-]>[ HCO3-]>[H+] 电荷守恒式：[Na+]+[H+]=[OH-]+[ HCO3-]+2[ CO32-] 物料守恒式：[Na+]= 2([ CO32-]+[ HCO3-]+[H2CO3]) 质子守恒式：[H+]+[ HCO3-]+[H2CO3]=[OH-] 5.碳酸氢钠溶液中离子浓度顺序： [Na+]>[ HCO3-]> [OH-]>[H+]> [ CO32-] 电荷守恒式：[Na+]+[H+]=[OH-]+[ HCO3-]+2[ CO32-] 物料守恒式：[Na+]= [ CO32-]+[ HCO3-]+[H2CO3] 质子守恒式：[H+]+[H2CO3]=[OH-]+[ CO32-] 6.写出下列常见反应的离子方程式 ①碳酸钙溶于醋酸 CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+ CO2↑+H2O ②澄清石灰水与少量苏打溶液反应 Ca2++CO32-=CaCO3↓ ③钠与水的反应：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ ④过氧化钠与水的反应 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ ⑤氯气与水的反应：Cl2+H2O=H++Cl-+HClO ⑥用烧碱溶液吸收多余的氯气 2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O ⑦漂白粉溶液在空气中久置变质 Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 2HClO=2HCl+O2↑ ⑧实验室用浓盐酸与MnO2反应制氯气 MnO2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O ⑨Na2CO3溶液中通入少量CO2 CO32-+CO2+H2O=2HCO3- ⑩氢氧化钙溶液和碳酸氢镁反应 2Ca2++4OH-+Mg2++2HCO3-= 2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O ⑪FeCl3溶液腐蚀铜板 2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+ ⑫氯化铝溶液中加入过量氨水 Al3++3NH3•H2O= Al(OH)3↓+3NH4+ ⑬把硫酸铝溶液逐滴滴入NaOH溶液中直至过量 Al3++4OH-=[Al(OH)4]- 3[Al(OH)4]- +Al3+=4Al(OH)3↓ ⑭把NaOH溶液逐滴滴入硫酸铝溶液中直至过量 Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- ⑮NO2气体溶于水： 3NO2+H2O=2HNO3+NO ⑯铜与稀硝酸反应 3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O ⑰铜与浓硝酸反应 Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O ⑱向稀NaOH溶液中加入氨水 OH-+NH4+=NH3•H2O 向NaOH溶液中加入氨水并加热 OH-+NH4+ NH3↑+H2O ⑲碳酸氢钙溶液中滴入少量NaOH溶液 OH-+HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+H2O 碳酸氢钙溶液中滴入过量NaOH溶液 Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O ⑳氢氧化钡溶液与足量碳酸氢钠溶液反应 Ba2++2OH-+2HCO3-=BaCO3↓+CO32-+2H2O 氢氧化钡溶液与少量碳酸氢钠溶液反应 HCO3-+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O 7、明矾的净水原理 明矾可以电离出Al3+，Al3+水解生成Al(OH)3，Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ ，Al(OH)3胶体可以吸附水中的悬浮物，加速悬浮物的下沉，从而起到净水的目的。 灼烧 蒸干 8、溶液蒸干灼烧的问题 蒸干 灼烧 AlCl3 Al(OH)3 Al2O3 蒸干 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3 Al2(SO4) Al2(SO4)【H2SO4不挥发】 蒸干 蒸干 Na2CO3 Na2CO3 蒸干 NaHCO3 Na2CO3 蒸干 Na2SO3 Na2SO4 (+4价的S具有还原性，被空气中的氧气氧化) 9、配制溶液 ①配置AlCl3溶液：将AlCl3固体溶于较浓盐酸再加水稀释至所需的浓度（防止Al3+水解） ②配置FeSO4溶液：A.加铁粉（防止Fe2+被氧化）B.加稀硫酸（抑制Fe2+水解） 10、 ①AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合 2Al3++CO32-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2O+3CO2↑ ②AlCl3溶液与Na2S溶液混合 2Al3++S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑ ③FeCl3溶液与Na2S溶液混合 2Fe3++S2-=2Fe2++S（氧化还原） 11、晶体的制备（AlCl36H2O晶体） AlCl3溶液 AlCl36H2O晶体 在HCl气氛中，将溶液蒸发加热，冷却结晶。 1、Fe（OH）3胶体的制备 应在沸水中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热。 注意：（1）实验过程不能用玻璃棒搅拌，否则溶液出现浑浊；（2）当反应体系呈现红褐色，即制得氢氧化铁胶体，应立即停止加热，否则也容易出现浑浊，产生红褐色的氢氧化铁沉淀。 方程式FeCl3+3H2O ==== Fe(OH)3+3HCl 2、不能用带玻璃塞的试剂瓶盛因放Na2S溶液的原因： 玻璃的成分是 SiO2 Na2S水解显碱性 Na2S+2H2O ==== 2Na++2OH-+H2S↑ 2NaOH+SiO2 ==== Na2SiO3+H2O 不仅腐蚀玻璃， 而且Na2SiO3有粘性，会把玻璃塞黏住 。 3、Na2S溶液长期露置在空气中有淡黄色沉淀析出，用离子方程式表示其原因： 2S2-+O2+H2O ==== 2S↓+4OH- 4、NH4Cl溶液中电荷守恒：c(NH4+ )+c(H+) =c(OH-)+c(Cl-) NH4Cl溶液中物料守恒：c(Cl-)=c(NH4+ )+c(NH3.H2O) NH4Cl溶液中质子守恒：c(H+)=c(OH-)+c(NH3.H2O) 各种离子浓度大小顺序为：c(Cl-)＞c(NH4+ )＞c(H+)＞c(OH-) 5、Na2S溶液中电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-) Na2S溶液中物料守恒：c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S) Na2S溶液中质子守恒：c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) 各种离子浓度大小顺序为：c(Na+)＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-)＞c(H+) 6、CH3COONa溶液中电荷守恒：c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-) CH3COONa溶液中物料守恒：c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) CH3COONa溶液中质子守恒：c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) 各种离子浓度大小顺序为：c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+) 7、CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合 c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(CH3COOH)＞c(H+)＞c(OH-) 8、氨水和NH4Cl溶液等体积、等物质的量浓度混合（NH3H2O的电离＞NH4+的水解）c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-–)＞c(H+)。 9、HCN溶液和NaCN溶液等体积、等物质的量浓度混合，粒子浓度大小顺序为：c(HCN)＞c(Na+)＞c(CN-)＞c(OH-)＞c(H+)。 10、pH=3的NaOH溶液和pH=3的CH3COOH溶液等体积混合，所得溶液为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，显酸性，粒子浓度大小顺序为：c(CH3COO-) ＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)。 11、pH=2的盐酸与pH=12的氨水混合 c(NH4+)＞c(Cl-)＞ c(OH-)＞c(H+) 12、水垢的主要成分为Mg(OH)2和CaCO3 醋酸能与水垢的主要成分发生反应，生成可溶性醋酸盐的缘故。有关化学方程式为：Mg(OH)2＋2CH3COOH＝Mg(CH3COO)2＋2H2O CaCO3＋2CH3COOH＝Ca(CH3COO)2＋H2O＋CO2↑ 13、水垢主要成分是CaCO3和MgCO3、Mg(OH)2 产生原理是一般的硬水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，烧水时发生如下反应：（所有反应条件都是加热） Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2==MgCO3↓+CO2↑+H2O MgCO3+H2O==Mg(OH)2+CO2↑ 14、证明醋酸是弱酸的方法 （1）配制0.1mol/L的醋酸溶液，测定该溶液的pH。现象测出的pH＞1 （2）取相同浓度的盐酸和醋酸相同体积，加入烧杯中，接通电。现象通过电流 表的电流强度：盐酸＞醋酸。 （3）配制相同浓度的盐酸和醋酸，分别测定两溶液的pH。 现 象，盐酸溶液的 pH小，醋酸溶液的pH大。 （4）浓度相同的盐酸和醋酸溶液，加入完全相同的同种锌片。现 象，开始两溶 液与反应产生氢气的速率：盐酸＞醋酸。 （5）分别取pH相同的盐酸和醋酸的两种溶液，且体积相同，放入足量的锌，收集生成的氢气。现 象 两溶液中生成的氢气体积：醋酸＞盐酸。 （6）取相同pH的盐酸和醋酸溶液，分别取相同体积，用氢氧化钠溶液进行滴定。 现象， 两溶液消耗NaOH标准溶液的体积：醋酸＞盐酸。 （7）配制一定浓度的醋酸，滴入几滴甲基橙，再加入少量醋酸钠。现 象，溶液由红色逐渐变浅。 （8）在烧杯里加入醋酸，配成稀溶液，接通电源，再加入水，电流表中电流强度的变化。现 象， 电流表中电流强度逐渐变小。 （9）配制pH相同的盐酸和醋酸溶液，取1mL上述盐酸和醋酸分别用蒸馏水稀释100倍，再测定稀释后两溶液的pH。现 象，醋酸pH变化小。 （10）取一定量的醋酸钠溶液，测定溶液的pH。现象，pH＞7