高考回归课本资料—— 人教版高中化学选修四《化学反应原理》课(6)

2025-06-17

实验现象如下表所示:

【实验3-4】

实验中,先后滴加NaCl溶液、KI溶液、Na2S溶液,最好均为10滴。若滴入量太少(如各2~3滴),虽可能先后观察到AgCl、AgI、Ag2S的沉淀形成,但只是形成几种难溶电解质的混合物,并不是难溶电解质间的转化,以致不能真正达到实验的预期目的。

【实验3-5】

为加速Mg(OH)2转化成Fe(OH)3,可在滴加FeCl3溶液之后充分振荡,再静置观察。

三、问题交流 【思考与交流1】

此交流的作用在于让学生应用已学知识积极思考,有利于其对沉淀溶解平衡的理解。 1.溶解度可以很小很小,但仍有度。溶与不溶,是相对的,没有绝对不溶的物质。 2.生成沉淀的离子反应不能真正进行到底。说生成沉淀的离子反应能够完全也是相对的。 【 思考与交流2】

该交流具有对沉淀生成反应应用进行小结的性质。

1. 在无需考虑其他因素的情况下,从溶解度大小考虑,应选择钡盐。

2. 从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。在溶液中,不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为,当欲除去的离子浓度小于1×105 mol/L时,沉淀

基本完全。 【思考与交流3】

1. 溶于盐酸:Mg(OH)2+2HCl == MgCl2+H2O 溶于氯化铵:Mg(OH)2+2NH4Cl == MgCl2+2NH3·H2O

2. 上面两个反应中,Mg(OH) 2在水中少量溶解、电离出的OH分别与酸和盐电离出的H、NH4作用,生成弱电解质H2O和NH3·H2O,它们的电离程度小,在水中比Mg(OH) 2更难释放出OH,H2O和NH3·H2O的生成使Mg(OH) 2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动,直至完全溶解。

设法从沉淀溶解平衡体系中不断移去沉淀溶解、电离出的离子,如使生成弱电解质,可达到使沉淀溶解的目的。 【思考与交流4】

1. 如教科书下文中所述。

2. 颠倒操作步骤,转化不会发生。沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。解释略。 四、习题参考 (一) 参考答案 1. 文字描述略。

2. C; 3. D; 4. C。

阳极:2Cl--2e- == Cl2↑(氧化反应) 阴极:Cu2++2e- == Cu(还原反应) 电子通过外电路由阳极流向阴极。

4. 电镀是把待镀金属制品作阴极,把镀层金属作阳极,电解精炼铜是把纯铜板作阴极,粗铜板作阳极,通过类似电镀的方法把铜电镀到纯铜板上去,而粗铜中的杂质留在阳极泥或电解液中,从而达到精炼铜的目的。其电极主要反应如下:

阳极(粗铜):Cu-2e- == Cu2+(氧化反应) 阴极(纯铜):Cu2++2e- == Cu(还原反应)

补充:若粗铜中含有锌、镍、银、金等杂质,则在阳极锌、镍等比铜活泼的金属也会被氧化: 阳极(粗铜):Zn-2e- = Zn2+ Ni—2e- = Ni2+

由于附着在粗铜片上银、金等金属杂质不如铜活泼,不会在阳极被氧化,所以当铜氧化后,这些微小的杂质颗粒就会掉进电解质溶液中,沉积在阳极附近(即“阳极泥”,成为提炼贵重金属的原料)。

在阴极,电解质溶液中Zn2+和Ni2+的氧化性又不如Cu2+强,难以在阴极获得电子被还原,故Zn2+和Ni2+被滞留在溶液中。因此,在阴极只有Cu2+被还原并沉积在纯铜片上,从而达到了通过精炼提纯铜的目的。 5. 电解饱和食盐水的电极反应式为:

阳极:2Cl--2e- == Cl2↑(氧化反应) 阴极:2H++2e- == H2↑(还原反应) 或阴极:2H2O+2e- == H2↑+2OH-(还原反应) 总反应:2NaCl+2H2O == 2NaOH+H2↑+Cl2↑

在阴极析出1. 42 L H2,同时在阳极也析出1.42 L Cl2。 6. 依题意,电解XCl2溶液时发生了如下变化:

M(X)=3.2 g×22.4 L/(1 mol×1.12 L)=64 g/mol 即X的相对原子质量为64。 又因为2Cl- - 2e- == Cl2↑

2 mol 22.4L n(e-) 1.12L

n(e-)=2 mol×1.12 L/22.4 L=0.1 mol 即电路中通过的电子有0.1 mol。 二、活动建议

【实验4-3】

实验中须注意以下几点:

(1)多用几枚铁钉,增大铁钉腐蚀时的耗氧量,以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。

(2)经过酸洗除锈的铁钉,须用清水洗(避免残留酸液干扰实验),然后用饱和食盐水浸洗一下,即可加入到具支试管中。

(3)整个装置应保证密封状态良好,几分钟后就可以看到导管中水柱明显上升。原因是铁钉发生吸氧腐蚀时,使具支试管内O2减小,压强降低,促使导管内水柱上升。 【补充实验4-4-1】为了增强实验的探究性,可补充下面的实验。

图4-3铁的吸氧腐蚀实验

(1)向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后,插入两个玻璃筒(无底);

(2)将一颗无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后,再分别插入两个玻璃筒中(装置如图43所示),立即可观察到有电子自铁钉流向碳棒,表明铁钉与碳棒已构成原电池的两个电极;

(3)1 min后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液,即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色,表明铁被氧化,生成了Fe2+;

(4)向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到碳棒附近的溶液变红色,表明溶液pH增大,呈碱性。 将该实验中观察到的现象与【实验4-3】结合起来讨论,能更好地说明钢铁生锈时发生吸氧腐蚀的原理。 【科学探究】

这个实验的目的是验证牺牲阳极的阴极保护法。实验中以Zn片作阳极,Fe片作阴极,以经过酸化的NaCl溶液作电解液。在这种条件下,Zn片与Fe片构成了原电池的两个电极,发生如下电极反应:

阳极:Zn-2e- == Zn2+ 阴极:2H++2e- == H2↑

H+来自H2O的电离,为了加大H2O中c(H+),故在NaCl溶液中加入了少量酸液。

在实验现象上,可以看到电压计指针有偏移,Fe电极上有气泡产生,但往Fe电极附近滴入K3[Fe(CN) 6]溶液,溶液不变蓝色。即溶液中不存在Fe2+,证明Fe未被腐蚀。 【实践活动】

可组织社会调查等活动,然后进行交流。相关专题可以是:

1. 在当地,金属腐蚀的现状及其危害;

2. 在当地,人们对金属腐蚀的严重性和危害性的认识程度;

3. 通过观察和资料收集,你了解哪些防治金属腐蚀的方法?在社会上相关的科学技术有无新的进展? 三、习题参考 参考答案

1. 负极;Fe-2e- == Fe2+;正极;析氢腐蚀:2H++2e- == H2↑,析氧腐蚀:2H2O+O2+4e- == 4OH- 2. (1)电化腐蚀,铁和铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池。

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