考點(diǎn)45石油  煤

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．石油的分餾、裂化和裂解；

2．煤的干餾、氣化和液化。

2．難點(diǎn)聚焦

一 石油的成分：

1、石油組成：碳、氫、硫、氧、氮等。

2、石油成分：各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混和物，一般石油不含烯烴。

二 石油的煉制：

開采出來的石油叫做原油。要經(jīng)過一系列的加工處理后才能得到適合不同需要的各種成品，如汽油、柴油等。

原油含水鹽類、含水多，在煉制時(shí)要浪費(fèi)燃料，含水量鹽多會(huì)腐蝕設(shè)備。所以，原油必須先經(jīng)脫水、脫鹽等處理過程才能進(jìn)行煉制。

石油的煉制分為：石油的分餾、裂化、裂解三種方法。

石油的分餾與石油的蒸餾原理相同，實(shí)驗(yàn)5－23中：

①蒸餾燒瓶、冷凝管

②溫度計(jì)水銀球的位置：蒸餾燒瓶支管口齊平

③冷凝管的進(jìn)、出口方向能否倒置？

1、石油的分餾

先復(fù)習(xí)隨著烴分子里碳原子數(shù)增加，烴的沸點(diǎn)也相應(yīng)升高的知識(shí)，然后啟發(fā)學(xué)生如何能把石油組成里的低沸點(diǎn)烴和高沸點(diǎn)烴分離開。（答：給石油加熱時(shí)，低沸點(diǎn)的烴先氣化，經(jīng)過冷卻先分離出來。隨著溫度升高，較高沸點(diǎn)的烴再氣化，經(jīng)過冷凝也分離出來。）

向?qū)W生說明原油開始沸騰后溫度仍逐漸升高。同時(shí)問學(xué)生為什么？這說明原油是混合物。

工業(yè)上如何實(shí)現(xiàn)分餾過程呢？主要設(shè)備是加熱爐和分餾塔。

按P137圖5-24前半部分介紹，要突出介紹分餾塔的作用。最后總結(jié)石油常壓分餾產(chǎn)物：液化石油氣、汽油、煤油、柴油、重油。

接著，提出重油所含的成分如何分離？升溫？在高溫下，高沸點(diǎn)的烴受熱會(huì)分解，更嚴(yán)重的是還會(huì)出現(xiàn)炭化結(jié)焦、損壞設(shè)備，從而引出減壓分餾的方法。

按課本P137圖5-24的后半部分介紹減壓分餾過程和產(chǎn)物：重柴油、潤(rùn)滑油、凡士林、石蠟、瀝青。

2、石油的裂化：

（1）提出石油分餾只能得到25%左右的汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，產(chǎn)量不高。如何提高輕質(zhì)燃料的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量？引出石油的裂化。什么叫裂化？

裂化――就是在一定條件下，把分子量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子量小、沸點(diǎn)低的烴的過程。

裂化過程舉例：

3、石油的裂解

裂解是深度裂化，裂解的目的是產(chǎn)乙烯。

三：煤的綜合利用：

1、煤的分類和組成

煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源。分類：

        煤

另外，煤中含少量的硫、磷、氫、氧、氮等元素以及無(wú)機(jī)礦物質(zhì)（主要含Si、Al、Ca、Fe）。因此，煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的復(fù)雜的混和物。（煤不是炭）

2、煤的干餾

定義：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程，叫做煤的干餾。（與石油的分餾比較）

煤高溫干餾后的產(chǎn)物：

3.煤的氣化和液化

（1）煤的氣化

煤的氣化原理是什么？其主要反應(yīng)是什么？

［答］煤的氣化是把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。

煤氣化的主要反應(yīng)是碳和水蒸氣的反應(yīng)：C(s)+H₂O(g) = CO(g)+H2(g)

3．例題精講

【例1】丁烷裂解時(shí)可有兩種方式斷裂，生成兩種烷烴和兩種烯烴。如果丁烷裂解率為90%，又知裂解生成的兩種烯烴的質(zhì)量相等，那么裂解后所得到的混合氣體中，分子量最小的氣體占有的體積為分?jǐn)?shù)為（ ）

A、19%　　　　 B、25%　　　　 C、36%　　　　　 D、40%

分析：丁烷的兩種斷裂方式為：C₄H₁₀CH₄+C₃H₆（丙烯）；C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄（乙烯）

設(shè)丁烷為1mol，則裂解的物質(zhì)的量為0.9mol，反應(yīng)后混合氣體的總物質(zhì)的量為0.9×2+0.1=1.9mol。其中分子量最小的烴為CH₄，求其物質(zhì)的量是其關(guān)鍵。答案A

【例2】．C₈H₁₈經(jīng)多步裂化，最后完全轉(zhuǎn)化為C₄H₈、C₃H₆、C₂H₄、C₂H₆、CH₄五種氣體的混合物。該混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是（    ）

（A）28     （B）30     （C）38      （D）40

【提示】

極端1：C₈H₁₈→C₄H₈+C₄H₁₀，C₄H₁₀→C₃H₆+ CH₄或C₄H₁₀→C₂H₄+C₂H₆時(shí)1mol C₈H₁₈生成3mol氣體，則；

極端2：當(dāng)生成C₄H₈極少（幾乎為0）時(shí)，生成C₃H₆、C₂H₄、C₂H₆、CH₄接近4mol，則答案BC 

【例3】已知煤的近代結(jié)構(gòu)模型如圖所示：

（1）從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤是工業(yè)上獲得___________烴的重要來源．

（2）我國(guó)大約70%的煤是直接用于燃燒的，從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，在提供熱量的同時(shí)產(chǎn)生大量的___________等氣體物質(zhì)，造成嚴(yán)重的大氣污染．

（3）“型煤”技術(shù)不僅可以減少87%的廢氣排放量，煙塵排放量也可減少80%，致癌物苯并［α］芘的排放量也減少，同時(shí)節(jié)煤20%～30%．“型煤”技術(shù)的原理是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽．下列物質(zhì)中適宜于做固硫劑的是___________．

A．氯化鈣                   B．氧化鈣                   C．硫酸鈣                   D．氫氧化鈣

（4）某“型煤”生產(chǎn)廠利用石灰石作固硫劑，試用化學(xué)方程式表示其“固硫”過程．

（5）除上述的“型煤”技術(shù)外，為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價(jià)值，煤資源的綜合利用方法還有___________，___________，___________等．

解析：

（1）煤結(jié)構(gòu)中含有較多的苯環(huán)，隔絕空氣給煤加強(qiáng)熱可以使它分解，從而獲得芳香烴．

（2）煤結(jié)構(gòu)中含有S和N，所以直接燃煤能產(chǎn)生SO₂和氮氧化物，污染環(huán)境．

（3）煤燃燒產(chǎn)生SO₂，固硫過程是使其生成穩(wěn)定的硫酸鹽，所以固硫劑可選用氧化鈣或氫氧化鈣．固硫反應(yīng)為：SO₂+CaOCaSO₃  2CaSO₃+O₂2CaSO₄   

Ca(OH)₂+SO₂=CaSO₃+H₂O   2CaSO₃+O₂2CaSO₄

（4）若利用石灰石作固硫劑，則發(fā)生的反應(yīng)可表示為：CaCO₃CaO+CO₂↑

       2CaO+2SO₂+O₂2CaSO₄

（5）此問正是本節(jié)選學(xué)主要內(nèi)容之一：煤的干餾、氣化和液化．

答案：（1）芳香（2）二氧化硫、氮氧化物�。�3）BD

（4）CaCO₃CaO+CO₂↑    2CaO+2SO₂+O₂2CaSO₄

（5）煤的干餾　氣化　液化

【例4】將圖5－32所列儀器組裝為一套實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油的裝置，并進(jìn)行蒸餾，得到汽油和煤油．

圖5－32

（1）圖中A、B、C三種儀器的名稱是___________．

（2）將以上儀器按（一）（六）順序，用字母a，b，c…表示連接順序：

e接（　�。�（　　）接（　�。�（　　）（　�。┙樱ā　。�（　�。┙樱ā　。�．

（3）A儀器中c口是___________，d口是___________（填“進(jìn)水口”或“出水口”）

（4）蒸餾時(shí)，溫度計(jì)水銀球應(yīng)在___________位置．

（5）在B中注入原油后，加幾片碎瓷片的目的是____________________________．

（6）給B加熱，收集到沸點(diǎn)60℃～150℃間的餾分是___________，收集到150℃～300℃間的餾分是___________．

解析：石油的分餾裝置為：

答案：（1）A是冷凝管；B是蒸餾燒瓶；C是錐形瓶

（2）i　h　a　k　b　f　g　w

（3）進(jìn)水口　出水口

（4）蒸餾燒瓶支管口

（5）防止暴沸

（6）汽油　煤油

4．實(shí)戰(zhàn)演練

試題詳情

考點(diǎn)43乙炔  炔烴

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．乙炔的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制法；

2．炔烴的組成、結(jié)構(gòu)、通式、通性。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)42乙烯  烯烴（下）

試題詳情

考點(diǎn)42乙烯  烯烴（上）

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．乙烯的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制法及用途；

2．烯烴的組成、通式、通性。

2．難點(diǎn)聚焦

一、乙烯的結(jié)構(gòu)和組成

根據(jù)乙烯分子的球棍模型寫出乙烷分子的分子式，結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

四個(gè)氫原子和兩個(gè)碳原子的位置關(guān)系有何特點(diǎn)六個(gè)原子處于同一個(gè)平面上。

試題詳情

考點(diǎn)41甲烷  烷烴

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．甲烷的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)；

2．烷烴的定義、命名、同系物、同分異構(gòu)體及典型的取代反應(yīng)。

2．難點(diǎn)聚焦

1.有機(jī)物：含碳化合物叫做有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)物。

(除CO、CO₂、碳酸鹽、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)

它們雖然含碳，但性質(zhì)和組成與無(wú)機(jī)物很相近，所以把它們看作為無(wú)機(jī)物。也就是說，有機(jī)物一定含碳元素，但含碳元素的物質(zhì)不一定是有機(jī)物。而且有機(jī)物都是化合物，沒有單質(zhì)。

那么究竟哪些物質(zhì)是有機(jī)物，哪些物質(zhì)是無(wú)機(jī)物，有什么判斷依據(jù)呢？我們可以通過有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的主要區(qū)別加以判斷。

2．有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的主要區(qū)別

性質(zhì)和反應(yīng)

有機(jī)物

無(wú)機(jī)物

溶解性

多數(shù)不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，如油脂溶于汽油，煤油溶于苯。

多數(shù)溶于水，而不溶于有機(jī)溶劑，如食鹽、明礬溶于水。

耐熱性

多數(shù)不耐熱；熔點(diǎn)較低，（400°C以下）。如淀粉、蔗糖、蛋白質(zhì)、脂肪受熱分解；C₂₀H₄₂熔點(diǎn)36.4°C,尿素132°C。

多數(shù)耐熱難熔化；熔點(diǎn)一般很高。如食鹽、明礬、氧化銅加熱難熔，NaCl熔點(diǎn)801°C。

可燃性

多數(shù)可以燃燒，如棉花、汽油、天然氣都可以燃燒。

多數(shù)不可以燃燒，如CaCO₃、MnCl₂不可以燃燒。

電離性

多數(shù)是非電解質(zhì)，如酒精、乙醚、苯都是非電解質(zhì)、溶液不電離、不導(dǎo)電。

多數(shù)是電解質(zhì)，如鹽酸、氫氧化鈉、氯化鎂的水溶液是強(qiáng)電解質(zhì)。

化學(xué)反應(yīng)

一般復(fù)雜，副反應(yīng)多，較慢，如生成乙酸乙酯的酯化反應(yīng)在常溫下要16年才達(dá)到平衡。石油的形成更久

一般簡(jiǎn)單，副反應(yīng)少，反應(yīng)快，如氯化鈉和硝酸銀反應(yīng)瞬間完成。

3.有機(jī)物的組成

C、H、O、N、S、P、鹵素等元素。

構(gòu)成有機(jī)物的元素只有少數(shù)幾種，但有機(jī)物的種類確達(dá)三千多種？

幾種元素能構(gòu)幾千萬(wàn)種有機(jī)物質(zhì)？(學(xué)生自學(xué)后概括)

有機(jī)物種類之所以繁多主要有以下幾個(gè)原因：

①碳原子最外電子層上有4個(gè)電子，可形成4個(gè)共價(jià)鍵；

②有機(jī)化合物中，碳原子不僅可以與其他原子成鍵，而且碳碳原子之間也可以成鍵；

③碳與碳原子之間結(jié)合方式多種多樣，可形成單鍵、雙鍵或叁鍵，可以形成鏈狀化合物，也可形成環(huán)狀化合物；(結(jié)構(gòu)圖5―1)

④相同組成的分子，結(jié)構(gòu)可能多種多樣。(舉幾個(gè)同分異構(gòu)體)

在有機(jī)物中，有一類只含C、H兩種元素的有機(jī)物。

4.烴：僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠�合物，又叫烴

在烴中最簡(jiǎn)單的是甲烷，所以我們就先從甲烷開始學(xué)起。

  甲烷

試題詳情

考點(diǎn)40電解原理及應(yīng)用

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．電解原理及其應(yīng)用，放電順序，電極反應(yīng)式的書寫及有關(guān)計(jì)算；

2．氯堿工業(yè)。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)39原電池原理及應(yīng)用

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．原電池的電極名稱及電極反應(yīng)式，

2．對(duì)幾種化學(xué)電源的電極反應(yīng)式的認(rèn)識(shí)和書寫，

3．原電池原理的應(yīng)用。

4．其中原電池原理及有關(guān)計(jì)算是高考的命題熱點(diǎn)。

2．難點(diǎn)聚焦

[復(fù)習(xí)提問]氧化還原反應(yīng)的特征是什么？

氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？

（答）元素化合價(jià)發(fā)生升降

（答）電子的轉(zhuǎn)移

復(fù)習(xí)舊知識(shí)，引入新知識(shí)。溫故而知新

[多媒體展示]原電池在當(dāng)今生產(chǎn)、生活和科技發(fā)展中廣泛的用途

觀看屏幕

從教材中吸取信息，重視教材、閱讀教材，培養(yǎng)學(xué)生緊扣教材的思想

[講述]盡管這些電池大小、用途、功效各有不同，但設(shè)計(jì)原理是相同的

提出課題

第四節(jié)  原電池原理及其應(yīng)用

一、原電池原理

[設(shè)問]Mg條在空氣中燃燒現(xiàn)象如何？過程中發(fā)生的能量變化有哪些？

（答）發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，同時(shí)放出大量的熱

（答）化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?/p>

幫助學(xué)生樹立能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)

[講述]這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，Mg直接失電子給氧，設(shè)想如果把Mg失去的電子通過導(dǎo)線遞給氧，在導(dǎo)線中不就有電流產(chǎn)生嗎？該過程就是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能了。那么到底通過何種途徑、何種裝置來實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變呢？

學(xué)生思考

提出設(shè)想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲

原電池裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

原電池裝置就是幫助我們來實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的裝置

[分組實(shí)驗(yàn)]

[1]鋅粒放入稀硫酸中

[2]銅片放入稀硫酸中

[3]鋅粒放在銅片上一起浸入稀硫酸中

[4]鋅粒、銅片用導(dǎo)線連在靈敏電流計(jì)上

[5]用干電池證明[4]的正負(fù)極

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

描述現(xiàn)象

分析討論

現(xiàn)象解釋

培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、敏銳的觀察力，提高學(xué)生分析、解決問題的能力，嚴(yán)密的邏輯推理能力

[多媒體動(dòng)畫模擬] 鋅、銅原電池原理

學(xué)生觀察、分析、填表

變微觀現(xiàn)象為直觀生動(dòng)，便于學(xué)生掌握

[多媒體動(dòng)畫模擬]原電池組成實(shí)驗(yàn)裝置的改變：

a、  溶液相同，電極變化：

b、  電極相同，溶液變化：

c、  斷路：

思考：原電池裝置構(gòu)成必須具備哪些條件？

培養(yǎng)學(xué)生類比，歸納、總結(jié)的自主學(xué)習(xí)的能力

[板書]原電池組成條件：

（-）較活潑的金屬

（a）電極

（+）較不活潑的金屬或非金屬

（b）電解質(zhì)溶液

（c）閉合回路 

培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

從以上討論的原電池裝置中我們來總結(jié)一下：原電池原理

 原電池原理：

電子

負(fù)極               正極

（導(dǎo)線）

流出電子           流入電子

發(fā)生氧化反應(yīng)        發(fā)生還原反應(yīng)

培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納能力

[設(shè)問]那么電極上的反應(yīng)如何寫？書寫時(shí)要注意什么？

[講述]以Zn-Cu原電池為例

練電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)

強(qiáng)調(diào)注意點(diǎn)，作業(yè)規(guī)范化。

電極反應(yīng)：（-）Zn-2e=Zn²⁺

（+）2H⁺+2e=H₂↑

電池總反應(yīng)：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺

練：Zn-Ag-CuSO₄

訓(xùn)練基本功，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

宏觀上我們看到了兩極上的變化，從微觀上我們?cè)賮硖接懸幌?/p>

學(xué)生分析

透過現(xiàn)象看本質(zhì)

[多媒體動(dòng)畫模擬]原電池中的微粒運(yùn)動(dòng)

 微粒流向：

外電路：

電子：負(fù)極  導(dǎo)線  正極

內(nèi)電路：

離子：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)

[小結(jié)] 原電池是一種負(fù)極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極流入電子，發(fā)生還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。

總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，起到突出重點(diǎn)，首尾呼應(yīng)作用。

[投影練習(xí)]結(jié)合原電池條件，將Fe+Cu²⁺=C+Fe²⁺設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池

學(xué)生分析、練習(xí)

鞏固和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和發(fā)散能力

[作業(yè)] 1、課本P108（一）（1）（3）（三）1   2、練習(xí)冊(cè)P113  18題

[家庭實(shí)驗(yàn)] 1、制作一水果電池

                2、拆開一節(jié)廢舊干電池，觀察其構(gòu)造

培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和解決生活中實(shí)際問題的能力

[研究性學(xué)習(xí)課題]調(diào)查常用電池的種類，使用范圍及電池中氧化劑和還原劑，了解回收廢電池的意義和價(jià)值。

培養(yǎng)學(xué)生綜合問題能力，使學(xué)生了解社會(huì)、關(guān)心生活，關(guān)注環(huán)境，增強(qiáng)主人翁意識(shí)。

板書設(shè)計(jì)

一、原電池原理

1、  定義：原電池裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

2、  構(gòu)成要素

       （-）較活潑的金屬

（a）電極

（+）較不活潑的金屬或非金屬

（b）電解質(zhì)溶液

（c）閉合回路        

3、原電池原理：             電子

負(fù)極                   正極

活潑的一極 （導(dǎo)線）     不活潑的一極

流出電子               流入電子

發(fā)生氧化反應(yīng)          發(fā)生還原反應(yīng)

（1）電極反應(yīng)Zn-2e=Zn²⁺   2H⁺+2e=H₂↑

（2）電池總反應(yīng)Zn+2H⁺=H₂↑+ Zn²⁺

（3）、微粒流向：外電路：電子：負(fù)極      導(dǎo)線      正極

內(nèi)電路：離子：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)

小結(jié)：原電池是一種負(fù)極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極流入電子，發(fā)生還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。

3．例題精講

1．確定金屬活動(dòng)性順序

例1．（1993年上海高考化學(xué)題）有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易被腐蝕；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；將銅浸入B的鹽溶液中無(wú)明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此可推知它們的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?（  ）

A．D＞C＞A＞B   B．D＞A＞B＞C

C．D＞B＞A＞C   D．B＞A＞D＞C

    解析：根據(jù)原電池原理，較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬作正極，B不易被腐蝕，說明B為正極，金屬活動(dòng)性A＞B。另可比較出金屬活動(dòng)性D＞A，B＞C。故答案為B項(xiàng)。

2．比較反應(yīng)速率

例2．（2000年北京春季高考化學(xué)題）100mL濃度為2 mol?L^-1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是 （  ）

A．加入適量的6mol?L^-1的鹽酸  

B．加入數(shù)滴氯化銅溶液

C．加入適量蒸餾水

D．加入適量的氯化鈉溶液

解析：向溶液中再加入鹽酸，H⁺的物質(zhì)的量增加，生成H₂的總量也增加，A錯(cuò)。加入氯化銅后，鋅置換出的少量銅附在鋅片上，形成了原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快，又鋅是過量的，生成H₂的總量決定于鹽酸的量，故B正確。向原溶液中加入水或氯化鈉溶液都引起溶液中H⁺濃度的下降，反應(yīng)速率變慢，故C、D都不正確。本題答案為B項(xiàng)。 

3．書寫電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式

例3．（2000年全國(guó)高考理綜題）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽 混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)�，空氣與CO₂的混合氣體為陰極助燃?xì)�，制得�?st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="650" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">650℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

陽(yáng)極反應(yīng)式：2CO+2CO₃^2--4e^-== 4CO₂

陰極反應(yīng)式：_________________，

電池總反應(yīng)式：_______________。

解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O₂為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2CO+O₂==2CO₂。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽(yáng)極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O₂+2CO₂+4e^-== 2CO₃^2- 。

4．分析電極反應(yīng)

例4．（1999年全國(guó)高考化學(xué)題）氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：

(1/2)H₂+NiO(OH)      Ni(OH)₂

根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是（  ）

A．電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大  　

B．電池放電時(shí)，鎳元素被氧化

C．電池充電時(shí)，氫元素被還原　　　　　　　　　

D．電池放電時(shí)，H₂是負(fù)極

解析：電池的充、放電互為相反的過程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。根據(jù)氫鎳電池放電時(shí)的總反應(yīng)式可知，電解質(zhì)溶液只能是強(qiáng)堿性溶液，不能是強(qiáng)酸性溶液，因?yàn)樵趶?qiáng)酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)₂都會(huì)溶解。這樣可寫出負(fù)極反應(yīng)式：H₂+2OH^--2e^- == 2H₂O，H₂為負(fù)極，附近的pH應(yīng)下降。放電時(shí)鎳元素由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，被還原，充電時(shí)氫元素由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，被還原。故答案為C、D項(xiàng)。

例5．（2000年全國(guó)高考理綜題）鋼鐵

發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)（ ）

A．2H⁺+2e^-==H₂           B．2H₂O+O₂+4e^-== 4OH^-

C．Fe-2e^-==Fe²⁺          D．4OH^-+4e^-==2H₂O+O₂

解析：鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極為鐵，正極為碳，電解質(zhì)溶液為溶有O₂或CO₂等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e^-==Fe²⁺，正極反應(yīng)為：2H₂O+O₂+4e^-== 4OH^-；當(dāng)水膜呈酸性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e^-==Fe²⁺，正極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-==H₂。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主。故答案為C項(xiàng)。

5．判斷原電池的電極

例6．（2001年廣東高考化學(xué)題）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：

由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是（  ）

A．Cd(OH)₂    B．Ni(OH)₂  

C．Cd         D．NiO(OH)

解析：此電池放電時(shí)為原電池反應(yīng)，所列反應(yīng)由右向左進(jìn)行，Cd元素由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，失去電子，被氧化，故Cd是電池的負(fù)極反應(yīng)材料。本題答案為C項(xiàng)。

例7．（2001年上海高考化學(xué)題）銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是（  ）

A．陰極  B．正極  C．陽(yáng)極  D．負(fù)極

解析：銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中形成了原電池，由于金屬活動(dòng)性Zn＞Cu，故Zn為負(fù)極。答案為D項(xiàng)。

6．原電池原理的綜合應(yīng)用

例8．（2004年天津高考理綜題）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 (  )

A．a(chǎn)電極是負(fù)極

B．b電極的電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-== 2H₂O+O₂↑

C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源

D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a極為負(fù)極，其電極反應(yīng)為：2H₂-4e^-==4H⁺，b極為正極，其電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-，電池總反應(yīng)式為：2H₂+O₂==2H₂O。H₂為還原劑，O₂為氧化劑，H₂、O₂不需全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)。故答案為B項(xiàng)。

例9．（2004年江蘇高考化學(xué)題）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅―錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：        

Zn(s)+2MnO₂(s)+H₂O(l) ==

    Zn(OH)₂(s)+Mn₂O₃(s)

下列說法錯(cuò)誤的是（  ）

    A．電池工作時(shí)，鋅失去電子

   B．電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO₂(s)+H₂O(1)+2e^- == Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)

    C．電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

    D．外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

解析： 該電池的電解液為KOH溶液，結(jié)合總反應(yīng)式可寫出負(fù)極反應(yīng)式：Zn(s)+2OH^-(aq)-2e^- == Zn(OH)₂(s)，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，可得到正極反應(yīng)式：2MnO₂(s)+H₂O(1)+2e^- == Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)。Zn為負(fù)極，失去電子，電子由負(fù)極通過外電路流向正極。1molZn失去2mol電子，外電路中每通過O.2mol電子，Zn的質(zhì)量理論上減小6.5g。故答案為C項(xiàng)。

4．實(shí)戰(zhàn)演練

試題詳情

考點(diǎn)38金屬的冶煉

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．  金屬冶煉的化學(xué)原理和金屬冶煉的基本方法；

2．  金屬回收及資源保護(hù)的重要作用，

3．  重點(diǎn)是考查金屬冶煉的基本方法。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)37鐵和鐵的化合物

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

2．鐵的重要化合物的氧化還原性；

3．Fe(Ⅱ）、Fe(Ⅲ)的相互轉(zhuǎn)化是高考的熱點(diǎn)。

2．難點(diǎn)聚焦

試題詳情

考點(diǎn)36鎂和鋁

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．鎂和鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；

2。鎂和鋁的重要化合物的化學(xué)性質(zhì)。

3．重點(diǎn)是Al₂O₃、Al(OH)₃的兩性。

2．難點(diǎn)聚焦                                                

    一、金屬的通性

項(xiàng)目

內(nèi)容

周期表中的分布

位于從硼到砹的左下方，在已知的109種元素中有87種是金屬元素

原子結(jié)構(gòu)的特征（最外層電子）

最外層電子數(shù)一般少于4個(gè)（ⅣA～ⅥA的某些金屬元素有4～5個(gè)，但核外電子層數(shù)較多，原子半徑較大）

組成微粒

及通常狀態(tài)

金屬離子和自由電子

通常情況下都是金屬晶體，只有汞在常溫下呈液態(tài)

分類

冶金工業(yè)

黑色金屬：鐵、鉻、錳

有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬

密度

輕金屬：密度小于4.5g/cm³

重金屬：密度大于4.5g/cm³

從與人的接觸分

常見金屬：如鐵、銅、鋁等

稀有金屬：如鋯、鉿、鈮等

物理性質(zhì)（通性）

有金屬光澤、不透明，熱和電的良導(dǎo)體，有良好的延性和展性

1．金屬的晶體結(jié)構(gòu)：

金屬具有一些共同性質(zhì)，是由它們的原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的相似性決定的。金屬的價(jià)電子較少，容易失去價(jià)電子變成金屬離子，這些釋出的價(jià)電子，不在屬于那個(gè)或那幾個(gè)指定的金屬離子，而是整體金屬的“集體財(cái)富”。它們?cè)谡麄�(gè)晶體內(nèi)自由移動(dòng)，人稱“自由電子”。有人描述金屬晶體內(nèi)的實(shí)際情況是“金屬離子沉浸在自由電子的海洋中”。換言之，是金屬離子和自由電子之間存在著較強(qiáng)的電性作用，使許多金屬離子和自由電子相互結(jié)合在一起形成晶體。

但是金屬晶體中的“金屬離子和自由電子之間存在著較強(qiáng)的電性作用”有相對(duì)強(qiáng)弱之分。一般來說，價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，“作用”愈強(qiáng)，其熔沸點(diǎn)相對(duì)較高，密度、硬度也相對(duì)較大。

例如：同一主族金屬元素的原子，價(jià)電子數(shù)目相同，從上到下隨原子序數(shù)的遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子的作用逐漸減弱，因此，它們的熔點(diǎn)逐漸降低，硬度逐漸減小。如：堿金屬熔點(diǎn)鈉比鉀高，硬度鈉比鉀大。

同一周期金屬元素的原子的電子層數(shù)相同，從左到右隨原子序數(shù)的遞增，價(jià)電子數(shù)增多，原子半徑減小，金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子的作用逐漸增強(qiáng)。因此它們的熔點(diǎn)逐漸升高，硬度逐漸增大。如：按鈉、鎂、鋁的順序熔點(diǎn)依次升高，硬度逐漸增大。

2.金屬的物理特性及解釋

（1）金屬都是電的良導(dǎo)體，通常情況下，自由電子在金屬晶體內(nèi)部的自由電子在金屬內(nèi)部作無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬的兩端存在電勢(shì)差的時(shí)候，在電場(chǎng)力的作用下，這些自由電子便作定向的移動(dòng)，酷似人的定向移動(dòng)就形成“人流”一樣，電子的定向移動(dòng)也便成了電流。

（2）在金屬晶體內(nèi)，自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子相碰撞，引起兩者的能量交換，致使整塊金屬達(dá)到了同樣的溫度，這是金屬導(dǎo)熱的原因。

大多數(shù)金屬有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，是由于這兩種性質(zhì)都與自由電子有關(guān)，所以善于導(dǎo)電的金屬也善于導(dǎo)熱。常見的幾種金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力由大到小的順序?yàn)椋?/p>

Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。

（3）金屬受外力作用晶體中各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但金屬離子與自由電子間的較強(qiáng)的相互作用仍然存在，也就金屬雖發(fā)生變形而不致破碎。

金屬的延性，是指金屬可以抽成絲。例如：最細(xì)的白金絲直徑不過1/5000mm；金屬又有展性，指的是可以壓成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。延展性最好的金屬是金。但也有少數(shù)金屬，如銻、鉍、錳等，性質(zhì)較脆，沒有延展性。

3.金屬晶體與其它常見晶體的比較

晶體類型

離子晶體

原子晶體

分子晶體

金屬晶體

實(shí)例

NaCl晶體

金剛石

干冰

鎂

構(gòu)成晶體的微粒

陰、陽(yáng)離子

原子

分子

金屬離子、自由電子

微粒間的相互作用

離子鍵

共價(jià)鍵

范得華力

金屬鍵

物理性質(zhì)

硬度

較大

很大

很小

較小

熔沸點(diǎn)

較高

很高

低、很低

多數(shù)較高

導(dǎo)電性

晶體不導(dǎo)電（熔化時(shí)或水溶液中導(dǎo)電）

一般為非導(dǎo)體

非導(dǎo)體（有的水溶液能導(dǎo)電）

良導(dǎo)體

4.為什么整塊金屬會(huì)具有金屬光澤而金屬粉末常呈暗灰色或黑色？

由于金屬原子以最緊密狀態(tài)堆積排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)鋼灰色以至銀白色光澤。而金顯黃色，銅顯赤紅色，鉍為淡紅色，銫為淡黃色，鉛為灰藍(lán)色，是由于它們較易吸收某些頻率的光。

在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬的晶面取向雜亂，晶格排列的不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以為黑色。

試題詳情