高中化学选修4知识点归纳总结

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化学守恒

守恒是化学反应过程中所遵循的基本原则，在水溶液中的化学反应，会存在多种守恒关系，如电荷守恒、物料守恒、质子守恒等。

1.电荷守恒关系：

电荷守恒是指电解质溶液中，无论存在多少种离子，电解质溶液必须保持电中性，即溶液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等，用离子浓度代替电荷浓度可列等式。常用于溶液中离子浓度大小的比较或计算某离子的浓度等，例如：

①在NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-);

②在(NH4)2SO4溶液中：c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(SO42—)。

2.物料守恒关系：

物料守恒也就是元素守恒，电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。

可从加入电解质的化学式角度分析，各元素的原子存在守恒关系，要同时考虑盐本身的电离、盐的水解及离子配比关系。例如：

①在NaHCO3溶液中：c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3);

②在NH4Cl溶液中：c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)。

3.质子守恒关系：

酸碱反应达到平衡时，酸(含广义酸)失去质子(H+)的总数等于碱(或广义碱)得到的'质子(H+)总数，这种得失质子(H+)数相等的关系就称为质子守恒。

在盐溶液中，溶剂水也发生电离：H2OH++OH-，从水分子角度分析：H2O电离出来的H+总数与H2O电离出来的OH—总数相等(这里包括已被其它离子结合的部分)，可由电荷守恒和物料守恒推导，例如：

①在NaHCO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(CO32-)+c(H2CO3);

②在NH4Cl溶液中：c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)。

综上所述，化学守恒的观念是分析溶液中存在的微粒关系的重要观念，也是解决溶液中微粒浓度关系问题的重要依据。

电解的原理

(1)电解的概念：

在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解.电能转化为化学能的装置叫做电解池.

(2)电极反应：以电解熔融的NaCl为例：

阳极：与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应：2Cl-→Cl2↑+2e-.

阴极：与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应：Na++e-→Na.

总方程式：2NaCl(熔)2Na+Cl2↑

2、电解原理的应用

(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气.

阳极：2Cl-→Cl2+2e-

阴极：2H++e-→H2↑

总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(2)铜的电解精炼.

粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液.

阳极反应：Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应

Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-

Fe→Fe2++2e-

Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥.

阴极反应：Cu2++2e-→Cu

(3)电镀：以铁表面镀铜为例

待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液.

阳极反应：Cu→Cu2++2e-

阴极反应：Cu2++2e-→Cu

离子反应

离子反应就是从溶液中离子相互作用的角度去认识化学反应的本质，明确化学反应的机理。

1.离子反应的实质

离子反应的实质是指反应物的某些离子浓度的减小。从本质上说，如果反应物的某些离子间能反应生成新物质而使溶液中的这些离子浓度减小，就会发生离子反应。

2.离子反应发生的条件

研究离子反应发生的条件，实质上就是研究在什么条件下可以使反应物的某些离子浓度减小。总起来讲，具备下列条件之一就可以使反应物的某些离子浓度降低。

①生成难溶的物质：

生成难溶的物质可以使某些离子浓度减小，因此离子反应能够发生。例如：向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，发生下列反应：Ag++Cl-===AgCl↓(可溶→难溶，使Cl—浓度降低)。

②生成难电离的物质：

生成难电离的物质(如更弱的酸、更弱的碱或生成水等)可以降低某些离子的浓度，故能发生离子反应。例如：盐酸和烧碱中和反应：H++OH-==H2O生成难电离的水。

③生成挥发性的物质：

若离子间能结合而生成气体，则可以降低某些离子的浓度，离子反应也就能够发生。一般来说判断依据是生成不稳定的酸(H2CO3、H2SO3等)、生成不稳定的碱(如NH3·H2O)和生成挥发性的酸(如H2S)等。

④发生氧化还原反应：一般来说强氧化性的物质与强还原性的物质，在合适的酸碱性溶液中，可发生氧化还原反应，例如NO3—、H+与Fe2+等。

3.离子方程式的意义

离子方程式不仅表示某些物质的某一具体反应，而且还表示了所有同一类型物质间的某一类反应，并且更能反映这类反应的本质，更具有典型代表性和概括性。例如：离子方程式H++OH—===H2O不仅表示盐酸与烧碱溶液的中和反应，而且还可以表示所有强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐和水的一类反应。