高三化学电化学胶体
高考化学分类解析(十四)胶体
高考化学分类解析(十四)——胶体考点阐释1.了解分散系的概念,会比较溶液、浊液(悬浊液、乳浊液)、胶体三种分散系。
2.了解胶体的概念、胶体的重要性质和应用,常见胶体的制备方法。
命题趋向与应试策略(一)重视基础形成知识规律1.三种分散系比较2.胶体的性质、制备、提纯、凝聚方法(二)分析热点把握命题趋向分散系包括溶液、浊液、胶体三部分内容,其高考的热点有:分散系有关概念的理解,常见分散系的比较与判断,胶体的重要性质与应用。
命题主要集中在对胶体的制备。
胶体的性质和胶体提纯(渗析法)的考查上。
题目类型主要为选择题,解答的关键是要把握胶体是一种分散系,其胶粒直径在1 nm~100 nm之间,因此具有丁达尔现象、布朗运动、电泳、渗析及凝聚等特性。
纵观这几年有关考查胶体知识的试题,命题有向着考查胶体的基本知识与科技、生活、生产相结合的问题发展的趋势。
[例题]“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿,其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。
所谓“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料,如将纳米材料分散到分散剂中,所得混合物可能具有的性质是(1 nm=10-9 m)A.能全部透过半透膜B.有丁达尔现象C.所得液体可能呈胶状D.所得物质一定是浊液解析:纳米材料粒子直径为几个nm至几十个nm,介于胶体的分散质粒子直径 1 nm~100 nm之间,所以纳米材料形成的分散系属于胶体范围,具有胶体性质,不能透过半透膜,具有丁达尔现象等。
答案:B试题类编选择题1.将饱和FeCl3溶液分别滴入下述液体中,能形成胶体的是A.冷水B.沸水C.NaOH浓溶液D.NaCl浓溶液2.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是A.分散质颗粒直径都在1 nm~100 nm之间B.能透过半透膜C.加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成D.呈红褐色3.下列过程中不涉及化学变化的是A.甘油加水作护肤剂B.用明矾净化水C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味,增加香味D.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹4.下列关于胶体的叙述不正确的是A.布朗运动是胶体微粒特有的运动方式,可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔现象C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过D.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象5.用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1~10 nm,1 nm=10-9m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。
高中化学胶体的制备实验知识点
高中化学胶体的制备实验知识点
1. 胶体的定义:胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的混合态物质,其粒子大小介于1纳米到1000纳米之间,呈现出浑浊的外观和特殊的光学、电学、热学等性质。
2. 胶体的制备方法:胶体的制备方法主要有机械法、化学法、电化学法和光化学法等。
3. 化学法制备胶体:化学法制备胶体是利用化学反应来制备胶体,常见的方法有沉淀法、凝胶法和可逆共价键法等,其中凝胶法是一种常用的制备胶体的方法。
4. 凝胶法制备胶体:凝胶法制备胶体是在适当的温度和压力下,将胶体的原料悬浮在适当的溶剂中,加入适量的凝胶剂,使溶液凝胶成胶状物,然后采用干燥、烧结、煅烧等处理手段,得到胶体。
5. 凝胶剂的选择:选择凝胶剂的关键是要控制颗粒的大小和形态,常见的凝胶剂有聚丙烯酸、明胶、硅酸盐等。
6. 操作技巧:制备胶体时需要控制好温度、压力和溶剂等因素,保证反应的均匀性和稳定性,同时注意安全操作,避免产生危险物质和难以处理的废弃物。
胶体化学
胶体体系是介于真溶液和粗分散体系之间的一种特殊分散体系。
由于胶体体系中粒子分散程度很高,具有很大的比表面,表现出显著的表面特征,如其具特殊的光学性质和动电性质等。
一、分散体系的定义分类及研究方法(1)分散体系的定义一种或数种物质分散在另一种物质中所构成的体系叫分散体系。
被分散的物质称为分散质,起分散作用的物质称为分散介质。
可见分散体系=分散质+分散介质(2)分散体系的分类说明:a.胶体体系中分散质的大小介于溶液和粗分散体系中分散质的大小之间,若以1nm 为溶液中粒子大小的上限,而以 100nm 为粗分散体系中分散质大小的下限,则胶体中分散质的颗粒大小在(1~100)nm 之间。
b.胶体中分散质大小不同。
因此,分散质和分散介质间必有一明显的物理分界面。
这意味着胶体体系必然是非均相分散体系。
c.胶体不是特殊的物质,而是物质存在的一种特殊形式。
如硫磺分散在乙醇中为溶液,若分散在水中则为水溶胶。
d.胶体分散体系由于分散度高,具有较高的表面自由能,属热力学不稳定体系。
(3)胶体的特征和分类①.特征胶体是高度分散的、多相的、组成和结构不确定的热力学不稳定体系。
②.分类胶体分散体系包括溶胶和缔合胶体。
但大分子溶液和粗分散体系也常被作为胶体分散体系研究的对象。
这是因为a.虽然大分子溶液(也叫亲液溶胶)是热力学上稳定的体系,但由于其溶质分子的大小已进入了胶体分散体系的范围且在某些方面(如扩散性)具有胶体的特性。
b.粗分散体系与胶体分散体系同属热力学不稳定性系,它们在性质上及研究方法上有许多相似之处。
除按分散质的颗粒大小进行分类外,还可按分散质和分散介质的性质来分类。
表13-1列举了胶体分散体系的八种类型。
表13-1 多相分散系统按聚集状态的分类(4)非均相分散体系的研究方法非均相分散体系是一门综合性很强的学科领域,其研究方法除物理化学的热力学、量子力学、统计力学以及动力学等方法外,还涉及物理学中的光学、电学、流体力学和流变学。
基础化学 第五章 胶体
dS<0,对固体物质同样适用*。
高度分散的溶胶比表面大,所以表面能也大, 它们有自动聚积成大的颗粒而减小表面积的趋势, 称为聚结不稳定。属于热力学不稳定体系。
高分子化合物溶液的分散相粒子大小在胶体范围 内,属于胶体溶液。其分散相是以单个分子分散在介 质中,为均相分散系。是热力学稳定系统。
1×10-3 2.4×108 3×103 3×103 2.2×10-2
1×10-5 2.4×1014 3×105 3×105 2.2×100
1×10-7 2.4×1020 3×107 3×107 2.2×102
系统表面能和表面积的关系为*:dG表=dS S ---系统表面积, ---比表面自由能, 若dG表<0,则dS<0,
基础化学 第五章 胶体
研究内容:
涉及物理学中的光学、电学、流体力学和流变 学,同时还涉及表面化学、电化学。
从应用来说,遍及生命现象(血液、骨组织、 细胞膜)、材料(陶瓷、水泥、纤维、塑料、多孔 吸附剂、有色玻璃以及微米与纳米材料)、食品 (牛奶、啤酒、面包)、能源(油、气的地质勘探、 钻井、采油、储运,石油炼制、油品回收、乳化和 破乳等)、环境(烟雾、除尘、污水处理)等各领 域。因此,虽然历史上曾称为胶体化学,现在则将 这一学科称为胶体科学。
1.分散度(degree of dispersion)
分散相在分散介质中比表面(specific surface
area) 来表示。
比表面 (S0):是指单位体积物质所具有的表面积。
S0 = S/V S-----总表面积
(5-1) V -----体积
总表面积越大,分散度越大,比表面也越大*。
溶胶的性质
胶体的双电层
胶体的双电层
胶体是由分散相和连续相组成的混合物,其中分散相颗粒的大小在1纳米到1微米之间。
在胶体中,由于分散相粒子的电荷,它们之间会产生静电斥力,从而防止它们聚集在一起。
这种电荷产生的效应被称为“双电层”。
双电层是胶体物理学中的重要概念,它描述了分散相粒子周围的电荷分布情况。
在胶体中,分散相粒子表面带有电荷,这些电荷会吸引周围的电荷,形成一个电荷分布区域,这就是双电层。
双电层可以分为两个部分:内层和外层。
内层是由分散相粒子周围的静电荷组成的,它是非常紧密的。
外层是由离分散相粒子较远的离子组成的,它比内层要稀疏得多。
外层的厚度取决于离子浓度和离子的电荷大小。
双电层的存在对胶体的性质有很大的影响。
它可以防止分散相粒子聚集在一起,从而保持胶体的分散状态。
双电层还可以影响胶体的表面性质,例如颜色、光泽和粘性等。
双电层的形成和性质是由电化学过程控制的。
在胶体中,分散相粒子表面的电荷来源于它们和溶液中的离子相互作用。
这种相互作用可以通过电化学分析技术来研究。
双电层的研究对于理解胶体物理学和化学过程非常重要。
它可以帮
助我们了解胶体的性质和行为,从而为制备新型材料和优化现有工艺提供指导。
双电层是胶体中的一个重要概念,它描述了分散相粒子周围的电荷分布情况。
它的存在对于维持胶体的分散状态和影响胶体的表面性质具有重要的作用。
通过电化学分析技术,我们可以更好地理解双电层的形成和性质,为胶体物理学和化学过程的研究提供帮助。
高三化学第一轮复习:电化学、胶体人教版知识精讲
高三化学第一轮复习:电化学、胶体人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:电化学、胶体二. 教学要求:1. 原电池原理及其应用(电化学腐蚀、化学电源等)2. 电解池原理及有关电解池的计算。
3. 胶体的重要性质及应用。
三. 教学重点:1. 原电池、电解池的电极名称及电极反应式。
2. 对几种新型电极的电极反应的认识。
3. 有关电解池的计算。
四. 知识分析:1. 原电池的形成条件(1)活泼性不同的导电材料:a. 在金属——金属构成的原电池中,相对活泼的金属作负极,被氧化,生成金属阳离子;相对不活泼的金属作正极,溶液中的阳离子被还原(一般被还原为单质)。
如Cu SO H Zn 42电极反应:负极:+-=-22Zn e Zn正极:↑=+-+222H e Hb. 在金属——非金属构成的原电池中,非金属电极(如石墨),一般只起导电作用,故作正极,金属电极作负极,如C SO H Fe 42电极反应:负极:+-=-22Fe e Fe正极:↑=+-+222H e Hc. 在金属——金属氧化物构成的原电池中,金属氧化物中的金属元素已是最高(或较高)价态,难被氧化,故作正极,并直接参与还原反应,金属电极作为负极,如O Ag KOH Zn 2(银锌钮扣电池):负极:O H ZnO eOHZn 222+=-+--正极:--+=++OHAg e O H O Ag 22222d. 用两个惰性电极作为载体的燃料电池,通有还原性气体的电极作为负极,通有氧化性气体的电极作为正极。
如氢氧燃料电池。
其电极为可吸附气体的惰性电极,如铂电极,活性炭等,两极分别通入2H 和2O ,以%40的KOH 溶液为电解质溶液:负极:O H eOHH 224442=-+--正极:--=++OHe O H O 44222总反应:O H O H 22222=+(2)电极须插入电解质溶液中。
(3)电极须用导线连接形成闭合电路。
2. 胶体有关知识分散系⎪⎩⎪⎨⎧<>nm nm nm1::100~1::100:)(分散质粒子直径溶液分散质粒子直径胶体分散质粒子直径又称浊液粗分散系浊液⎩⎨⎧分散质是小液滴乳浊液分散质是固体小颗粒悬浊液::胶体⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧—透析法—分离加“异性”胶体电解质加热凝聚—电学性质—电泳现象—动力学性质—布朗运动可作为胶体的检验—光学性质—丁达尔现象性质蛋白质溶胶如淀粉—高分子颗粒—分子胶体胶体如离子的聚集颗粒—小分子—粒子胶体种类,,,)(,,3OH Fe3. 电解池的构成条件(1)加直流电源相连的两个电极: 阴极:接电源负极发生还原反应。
胶体电池 知识点总结
胶体电池知识点总结一、胶体电池的原理胶体电池的工作原理主要是利用胶体物质在电场作用下产生电化学反应,从而储存和释放电能。
在电解质中加入一定浓度的胶体物质后,这些胶体物质会在电场中发生移动,产生电化学反应,并将电能转化为化学能。
当需要释放电能时,胶体物质再次在电场中运动,将储存的化学能转化为电能输出。
因此,胶体电池的存储能量是通过这种胶体物质的移动实现的。
二、胶体电池的结构胶体电池通常由电解质、两个电极和储能膜组成。
其中,电解质起着导电作用,胶体物质的移动主要发生在电解质中。
两个电极分别是正极和负极,它们分别负责储存和释放电能。
储能膜则起到隔离电解质和保护电极的作用,同时也有助于促进胶体物质的移动和化学反应。
三、胶体电池的性能1. 高效能:胶体电池的能量储存密度和放电密度较高,能够满足大部分的能源需求。
2. 长寿命:胶体电池的使用寿命长,能够进行多次循环充放电,并且在长时间的使用中能够保持较高的性能。
3. 环保:胶体电池所含的材料大多来源于可再生资源,且在使用过程中产生的废弃物少,对环境影响小。
4. 安全性:胶体电池的使用过程中不会产生爆炸等安全问题,能够保证使用者的安全。
四、胶体电池的应用1. 军事领域:胶体电池可以作为军事装备的能源供应设备,满足作战和训练等需求。
2. 民用领域:胶体电池可以用于储存太阳能、风能等可再生能源,也可以用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等电子产品的电源供应。
3. 工业领域:胶体电池可以用于储存电网的电能,以提高电网的稳定性和可靠性。
综上所述,胶体电池是一种具有重要应用前景的新型能源存储设备,它不仅具有高效能、长寿命和环保等优点,而且在军事、民用和工业领域都有着广泛的应用前景。
随着能源问题的日益严重,相信胶体电池将会成为未来能源存储的重要选择。
高中化学 (大纲版)第三册 第二单元 胶体的性质及其应用 第二节胶体的性质及其应用(备课资料)
高中化学(大纲版)第三册第二单元胶体的性质及其应用第二节胶体的性质及其应用(备课资料)●备课资料一、胶体与溶液、浊液之间最本质的区别是什么?胶体与溶液、浊液之间最本质的区别是分散质粒子的大小不同。
溶液分散质直径<10-9 m,浊液分散质的直径是>10-7 m,而胶体的分散质直径介于二者之间。
溶液、胶体和浊液由于分散质粒子大小不同,而在性质上、外观上也有许多不同。
比较如下:二、胶体化学的研究历史人们在古代就接触和利用过很多种胶体。
例如,生活中遇到的面团、乳汁、油漆、土壤等,都属胶体范围。
1663年,卡西厄斯(Cassius)用氯化亚锡还原金盐溶液,制得了紫色的金溶胶。
从十九世纪初,人们开始了对胶体的科学研究。
1809年,列伊斯使用一支U型管,管底中部放一粘土塞子,盛水后通电。
他观察到粘土的悬浮粒子向阳极移动,而阴极一臂中的水位则上升。
这个实验证明了粘土粒和水两个相,带有相反的电荷,这种现象叫做“电泳”。
1827年,英国植物学家R·布朗(R·Brown,1773~1858)用显微镜观察水中悬浮的藤黄粒子,发现粒子不停顿地在运动着,后来人们就把胶体粒子所呈现的这个重要现象称作“布朗运动”。
1838年,阿歇森(Ascherson,德)在鸡蛋白的水溶液中加入一些橄榄油,使之呈悬浮的微滴。
他在研究这种油滴的行为时,看到鸡蛋白在油滴与水(介质)的界面上,形成了一层膜。
这一实验表明,在这种情况下蛋白质形成了几分子厚度的一层薄膜,而变得不能溶于水了,这种现象叫做“变性”作用,他同时还发现油滴在蛋白质的“保护”下也不能“聚结”了。
1845~1850年间,塞尔米(F·Selmi,意)对无机胶体作了系统的研究,包括AgCl溶胶的生成条件以及盐类对它的凝聚作用。
1857年,法拉第曾做试验,他使一束光线通过一个玫瑰红色的金溶胶。
这个溶胶原来也像普通的溶液一样是清澈的,但当光线射过时,从侧面可以看到在此溶胶中呈现出一条光路。
化学胶体知识点
化学胶体知识点化学胶体是指由两种或两种以上的物质组成的,其中至少有一种是固体的、维持着空间网状结构的分散体系。
在化学胶体中,存在着胶体粒子和连续相之间的相互作用,这种相互作用决定了胶体系统的性质和行为。
化学胶体是一种重要的研究对象,广泛应用于生物医学、材料科学、环境工程等领域。
一、胶体的定义和特点化学胶体是由胶体粒子和连续相组成的分散体系。
胶体粒子的尺寸通常在1到1000纳米之间,介于分子和晶体之间。
胶体粒子可以是固体、液体或气体。
连续相可以是气体、液体或固体。
胶体的特点包括:1. 可见性:胶体粒子的尺寸远大于分子,因此可以通过显微镜观察到。
2. 分散性:胶体粒子在连续相中均匀分散,不易沉积和沉淀。
3. 敏感性:胶体系统对温度、电场、pH值等外界条件的变化非常敏感,会发生相应的变化。
4. 稳定性:胶体粒子之间存在吸引力和排斥力,使得胶体系统能够保持稳定的存在。
二、胶体的分类化学胶体根据胶体粒子的物理状态和连续相的性质可以分为几种不同类型:1. 溶胶:连续相为液体,胶体粒子为液体或固体。
溶胶具有高度的透明性和稳定性,如胶体金溶液、胶体二氧化硅溶液等。
2. 凝胶:连续相为液体,胶体粒子形成了三维网状结构。
凝胶具有固体的形态和流动性,如胶体石墨、胶体二氧化硅凝胶等。
3. 粉体:连续相为气体,胶体粒子为固体。
粉体具有较大的比表面积和较高的吸附性能,如烟雾、粉尘等。
4. 真胶:连续相为液体,胶体粒子为固体。
真胶具有高度的黏性和弹性,如橡胶、明胶等。
5. 气溶胶:连续相为气体,胶体粒子为液体或固体。
气溶胶具有较长的悬浮时间和较大的扩散能力,如大气中的水滴、尘埃等。
三、胶体的性质与应用1. 光学性质:由于胶体粒子的尺寸与可见光波长相当,胶体溶液会呈现出特殊的光学性质,如散射、吸收和折射等。
这些性质使得胶体在光学传感、光学材料等领域有着广泛的应用。
2. 电学性质:由于胶体粒子带有电荷,胶体溶液会呈现出电导性和电泳性等特殊的电学性质。
胶体的制备和电泳
胶体的制备和电泳一、胶体的制备胶体是一种由微小颗粒组成的分散环境,颗粒大小通常在1-100nm之间,它们可以稳定地分散在介质中,而不会沉淀或凝聚。
胶体具有独特的物理、化学和生物学特性,因此应用非常广泛,包括生物学、医学、能源和材料科学等领域。
胶体的制备方法有很多种,包括溶胶-凝胶法、还原法、共沉淀法、化学合成法、生物合成法等。
其中较为常用的是溶胶-凝胶法和还原法。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种经典的胶体制备方法,它利用化学溶胶,在水溶液中形成胶体。
该方法将适当比例的金属离子加入到含有淀粉或硅酸盐的溶液中,待溶液经富含结晶核的热处理后,胶体颗粒就由小分子“自发”组合而成。
溶胶-凝胶法的优点是能够生成形态各异、形状均匀的纳米颗粒,而且制备过程简单、容易控制。
但是,它的缺点是需要长时间的制备过程,而且得到的胶体产品往往体积较大,不便于应用。
2. 还原法还原法是将溶液中的金属离子还原成金属纳米颗粒,它是制备淀粉、碳酸钙、氧化铁等纳米材料的有效方法。
还原法包括两种方法:化学还原法和光化学还原法。
化学还原法是指使用还原剂将金属离子还原成金属颗粒,还原剂可以是还原气体、还原液、还原固体等。
一般来说,还原剂中的草酸、吡啶、乙醇等有机化合物能够促进金属离子的还原,并促进纳米颗粒的形成。
光化学还原法利用光辐射,将光子能量转化为激励能量,使金属离子还原成金属纳米颗粒。
这种方法具有选择性、非常容易控制颗粒大小和形状,但是光化学还原法需要特殊的光源和光敏剂,成本较高。
二、电泳电泳是利用电场力驱动胶体颗粒在液体介质中移动和分离的一种方法。
它是胶体科学中的基础实验技术之一,广泛应用于电化学分析、生物分离、纳米加工等领域。
在电泳过程中,一定电场在带电胶体粒子间建立电张力差,粒子会受到电场力的作用,由电泳迁移运动向一定方向移动,最终在电极上沉积形成定向结构。
在电泳过程中,需要注意以下几点:1. 控制电场力电场力对电泳效果非常关键,过小的电场力无法推动颗粒移动,而过大的电场力则会导致颗粒粘聚或沉淀,因此需要精确调整电场力以获得最佳电泳效果。
物理化学14章_胶体与大分子溶液
物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系,其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。
这种分散体系具有一些特殊的性质,例如光学、电学和动力学性质,这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。
1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体,例如:(1)金属胶体:以金属或金属氧化物为分散相的胶体,如Fe(OH)3、TiO2等。
(2)非金属胶体:以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体,如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。
(3)有机胶体:以高分子化合物为分散相的胶体,如聚合物、蛋白质、淀粉等。
2、胶体的制备制备胶体的方法有多种,例如:(1)溶解法:将物质溶解在适当的溶剂中,通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。
(2)蒸发法:将溶剂蒸发,使溶质析出形成胶体。
(3)化学反应法:通过化学反应生成胶体粒子。
3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质,例如:(1)光学性质:胶体粒子对光线有散射作用,因此胶体具有丁达尔效应。
(2)电学性质:胶体粒子可以带电,因此胶体具有电泳现象。
(3)动力学性质:胶体粒子由于其大小限制,表现出不同于一般粒子的动力学性质,例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。
二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液,其中高分子化合物通常具有较大的分子量。
这种溶液具有一些特殊的性质,例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。
1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液,例如:(1)合成高分子溶液:由合成高分子化合物组成的溶液。
(2)天然高分子溶液:由天然高分子化合物组成的溶液,如蛋白质、淀粉、纤维素等。
2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种,例如:(1)溶解法:将大分子化合物溶解在适当的溶剂中,通过控制浓度和温度等条件使其溶解。
(2)化学反应法:通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。
3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质,例如:(1)粘度:大分子溶液通常具有较高的粘度,这是因为大分子链较长,运动较困难。
近五年高考化学试题 电化学胶体
近五年高考化学试题电化学胶体1.(2000全国17)下列关于胶体的叙述不正确...的是A.布郎运动是较体微粒特有的运动方式,可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔现象C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过D.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象2.(2000 全国18)下列关于实验现象的描述不正确...的是A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极,铁片做做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快3.(2000广东21)用铂电极(情性)电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是A.稀NaOH溶液B.HCl溶液C.酸性MgSO4溶液D.酸性AgNO34.(2000上海5)用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1-100nm,1nm=10-9m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。
下列分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是A.溶液B.悬浊液C.胶体D.乳浊液5.(2000上海12)在外界提供相同电量的条件,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e-→Ag 在电极上放电,基析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g6.(2001试测题2)以石墨作电极,电解氯化铜溶液,若电解时转移的电子数是3.01×1023,则此时在阴极析出铜的质量是A.8g B.16g C.32g D.64g7.(2001试测题4)可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池,下列4个电极反应①Br2+2e=2Br-②2Br-—2e=Br2③Zn-2e=Zn2+④Zn2++2e=Zn其中表示充电式的阳极反应和放电时的负极反应的分别是A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①8.(2001试测题11)下列说法正确的是A.电解NaOH溶液时,溶液浓度将减小,pH增大B.电解H2SO4溶液时,溶液浓度将增大,pH减小C.电解Na2SO4溶液时,溶液浓度将增大,pH不变D.电解NaCl溶液时,溶液浓度将减小,pH不变9.(2001试测题13)把淀粉溶液溶于沸水中,制成淀粉胶体。
胶体化学核心知识点
1.胶体的定义及分类胶体(Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种较均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散相,另一种连续相。
分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系。
按照分散剂状态不同分为:气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。
其分散质可以是液态或固态.(如烟、雾等)液溶胶—-以液体作为分散剂的分散体系.其分散质可以是气态、液态或固态。
(如Fe(OH)3胶体)固溶胶-—以固体作为分散剂的分散体系.其分散质可以是气态、液态或固态。
(如有色玻璃、烟水晶)按分散质的不同可分为:粒子胶体、分子胶体。
如:烟,云,雾是气溶胶,烟水晶,有色玻璃、水晶是固溶胶,蛋白溶液,淀粉溶液是液溶胶;淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体,土壤是粒子胶体.2.胶体的不同表征方式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。
单分散系表征可以用分散度、比表面积法(不规则形状包括单参数法,双参数法和多参数法)多分散体系可以用列表法、作图法,如粒子分布图,粒子累计分布图。
用激光粒度分析仪测定.胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。
zeta电位为正,则胶粒带正电荷,zeta电位为负,则胶粒带负电荷。
zeta电位绝对值越高,稳定性越好,分散度越好,一般绝对值〉30mV说明分散程度很好。
胶体的流变性表征-黏度。
可用毛细管黏度计,转筒黏度计测定。
3.有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器;比色计和浊度仪,分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器.比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析.工作原理:仪器自身带有一套从淡色到深色,分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片.仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。
罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分,其中一部分是观察样品色的视场;另一部分是观察参比色(即罗维朋色度单位标准滤色片)的视场。
胶体粒子间的相互作用
胶体粒子间的相互作用胶体是由胶体粒子组成的分散体系,其中胶体粒子是微米级别的颗粒,由于其特殊的性质和结构,胶体粒子间存在着各种相互作用。
这些相互作用是胶体体系中的重要因素,直接影响了胶体的稳定性、流变性、电化学性质等。
本文将介绍胶体粒子间的几种主要相互作用。
1. 范德华力范德华力是一种吸引力,是由于胶体粒子间的极性和分子间的电子云引起的。
范德华力随着胶体粒子间距离的增加而减弱,是胶体粒子间的短程相互作用力。
当胶体粒子间距离很近时,范德华力可以显著影响胶体的聚集态势。
2. 双电层作用在水溶液中,胶体粒子表面带有电荷,形成了一个电荷层,称为双电层。
双电层作用是由于胶体粒子表面电荷引起的相互作用,包括静电斥力和静电吸引力。
当胶体粒子间的距离较小时,静电斥力占主导地位,阻止了胶体粒子的聚集;而当距离增大时,静电吸引力开始起作用,促使胶体粒子的聚集。
3. 双层电位双层电位是由于胶体粒子表面电荷引起的电位差。
由于双电层的存在,胶体粒子表面会形成一个带电层,这一层内的电荷呈现分布状态,使得胶体粒子表面具有电位差。
双层电位对于胶体粒子间的相互作用起到了重要的调节作用,影响了胶体粒子的稳定性。
4. 疏水和亲水作用胶体粒子表面的化学性质决定了其对水的亲和力。
亲水胶体粒子表面具有亲水基团,可以与水分子形成氢键,从而使得胶体粒子在水中分散稳定。
而疏水胶体粒子表面则不易与水分子相互作用,容易聚集形成团簇。
疏水和亲水作用是胶体粒子间的一种重要相互作用,决定了胶体的分散状态。
5. 空间位阻和凝胶网络当胶体粒子浓度较高时,胶体粒子之间的空间位阻效应开始显现。
胶体粒子的体积和形状会影响胶体的流变性质,较大的胶体粒子会导致更强的空间位阻效应。
此外,胶体粒子间的相互作用还可以形成凝胶网络,增强胶体的稳定性。
胶体粒子间的相互作用是胶体体系中的重要因素,直接影响了胶体的稳定性和性质。
范德华力、双电层作用、双层电位、疏水和亲水作用、空间位阻和凝胶网络等相互作用共同作用下,决定了胶体的分散状态和流变性质。
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质胶体是由微粒子组成的一种特殊物质体系,其微粒子的大小介于溶液中溶质分子和悬浮液中颗粒之间。
而胶体的稳定性与胶体粒子表面的电荷密切相关。
本文将介绍胶体的表面电荷特性以及与电化学性质的关系。
一、胶体的表面电荷胶体的表面电荷是指胶体粒子表面的电荷状态。
胶体的表面电荷来自于离子溶质或功能基团在胶体粒子表面上的吸附和解离。
由于表面吸附的离子溶质呈现空间电荷分布,胶体粒子表面形成一个电离层,称为电二重层。
电二重层由两部分组成,一部分是紧贴胶体粒子表面的静电双层,另一部分是周围电解质溶液中的扩散层。
表面电荷的性质可由电位、电动势和电导率等电化学参数来描述。
胶体粒子表面的电势由胶体粒子的电位决定,电位为负则表明表面带负电,电位为正则表明表面带正电。
表面电位的大小与溶液中的离子浓度有关,离子浓度较高时,电位较小;离子浓度较低时,电位较大。
二、胶体的电化学性质1. 电动势胶体溶液中的电动势是描述胶体系统中整体电化学性质的参数。
胶体溶液中存在电离现象,胶体粒子表面带电,导致溶液中存在着电荷偏移,形成电位差。
这种电位差称为胶体溶液的电动势,可通过电位计来测量。
胶体溶液的电动势与胶体粒子表面电荷的性质和溶液中的离子浓度有关。
2. 电泳现象电泳是指胶体粒子在电场中移动的现象。
由于胶体粒子表面带电,当电场施加在胶体溶液中时,胶体粒子会受到电场力的作用而发生电泳运动。
电泳现象的方向和速度与胶体粒子带电性质、电场强度以及溶液中的离子浓度有关。
3. 电位理论电位理论是用来解释胶体表面电荷的理论模型之一。
电位理论认为胶体粒子表面存在一个电离层,电离层中带电离子与胶体粒子表面具有某种形式的静电吸引或排斥作用,从而保持胶体粒子带电性质的稳定。
电位理论对于解释胶体粒子聚集、沉降和胶体溶液的浑浊度等现象具有重要意义。
总结起来,胶体的表面电荷与电化学性质密切相关。
通过胶体溶液的电动势、电泳现象和电位理论等电化学参数,可以揭示胶体粒子表面的特点和胶体溶液中电荷的分布情况。
胶体双电层结构范文
胶体双电层结构范文胶体双电层是一种在胶体颗粒表面上形成的电化学结构,由带电的离子和极性溶剂所组成。
它是胶体颗粒与溶液之间的界面区域,在这个区域内,两种带电离子会分别聚集形成两层电荷分布,形成一个由正负离子组成的电荷层,这个层被称为胶体双电层。
在胶体双电层中,一层是吸附在胶体颗粒表面的溶剂分子,在这一层中,溶剂分子会吸附在胶体颗粒表面,形成一个带电的层,这个层被称为分散层。
另一层是溶液中的离子聚集在胶体颗粒周围形成的电荷层,这个层被称为云层。
分散层和云层分别带有相同的电荷,但是电荷的大小和种类可以不同。
这使得胶体颗粒与溶液之间形成了一个电荷分离的区域。
胶体双电层的形成是由胶体颗粒表面的活性位点引起的。
这些活性位点可以吸附溶剂中的离子,使得离子在胶体颗粒表面形成一个云层。
同时,这些活性位点也可以吸附溶剂分子,形成一个分散层。
因此,胶体双电层可以看作是由分散层和云层组成的。
在胶体双电层中,离子的平衡分布和电荷密度对胶体颗粒的稳定性起着重要的作用。
当离子浓度增加时,电荷层中的离子浓度也会增加,离子之间的相互作用会变强,使得离子的云层更加厚实。
当两个带电的胶体颗粒之间靠近时,它们的电荷层会相互排斥,使得胶体颗粒之间的斥力增加。
这种电荷斥力使得胶体颗粒在溶液中分散保持稳定。
胶体双电层作为胶体颗粒与溶液之间的边界区域,对于胶体化学和胶体科学研究具有重要的意义。
研究胶体双电层的结构和性质可以帮助我们更好地理解胶体颗粒的行为和性质,以及胶体溶液中的相互作用机制。
此外,胶体双电层还在物理化学、生物化学以及材料科学等多个领域中有着广泛的应用。
例如,胶体双电层在电化学领域中被用于超级电容器、电解池等能量储存和转化设备中,以及在生物医学领域中用于药物传输和生物传感器等应用中。
总之,胶体双电层是一种在胶体颗粒表面形成的电化学结构,由带电的离子和极性溶剂所组成。
它在胶体颗粒与溶液之间形成了一个电荷分离的区域,对于胶体的稳定性和行为具有重要的影响。
高考化学单元测试电化学胶体
高考化学单元测试电化学胶体(时刻90分钟满分100分)班级学生姓名得分可能用到的相对原子质量:H:1 O:16 S:32 Cu:64 Ag:108第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本小题包括8小题,每小题2分,共16分。
每小题只有一个选项符台题意。
) 1.下列叙述中不正确的是A.烟水晶是固溶胶B.烟雾都有丁达尔效应C.江河入海口易产生沉积小岛是胶体遇海水发生聚沉的缘故D.渗析可用来分离胶体和浊液2.向某分散系中加入少量稀硫酸后振荡,有浑浊现象。
原分散系不可能是A.Fe(NO3)3溶液B.AgI胶体C.Na2S2O3溶液D.Ba(HCO3)2溶液3.用惰性电极电解下列物质的稀溶液,通过一段时刻后,溶液的pH值减少的是A.H2SO4B.NaOH C.NaCl D.NaNO34.铁棒与石墨用导线连接后,浸入0.01mol/L的食盐溶液中,可能显现的现象是A.铁棒邻近产生OH—B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出Cl2D.石墨棒上放出O25.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要缘故是A.利用电池外壳的金属材料B.回收其中的石墨电极C.防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染D.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品6.下列叙述正确的是①锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜能加快反应速率②镀层破旧后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极④钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·H2OA.①②③④B.①②④C.①③④D.②④7.日常所用的干电池其电极分别为碳棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2做电解质(其中加入MnO2氧化吸取H2),电极反应可简化为:Zn-2e—=Zn2+(NH3再用于结合Zn2+)。
依照上述叙述,判定下列说法中正确的是A.干电池中锌为正极,碳为负极B.干电池能够实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化C.干电油工作时,电子由碳极经外电路流向锌极D.干电池长时刻连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电路8.用质量均为10.00g的铜板做电极,电解AgNO3溶液,当诫电极的质量差为2.80g时,则两电极的质量分别是A.阳极9.36g 阴极12.16gB.阳极8.60g 阴极11.40gC.阳极10.00g 阴极12.80gD.阳极12.80g 阴极l0.00g二、选择题(本小题包括8小题,每小题3分,共24分。
一种胶体的制备方法
一种胶体的制备方法胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的物质体系,由两个或多个互不溶的物质组成。
其中一个物质以微粒的形式分散在另一个物质的溶液或凝胶中。
胶体的制备方法有很多种,根据不同的物质属性和制备目的,选择适合的制备方法可以获得不同性质的胶体。
下面将介绍几种常见的胶体制备方法:1. 溶胶-凝胶法(Sol-Gel法):溶胶-凝胶法是制备凝胶颗粒的一种常用方法,通常适用于无机胶体的制备。
该方法将溶胶中的原料逐渐水解,生成凝胶颗粒。
例如,通过将硅酸乙酯加入乙醇中,然后加入水,搅拌形成溶胶,再加入氨水触媒,使Si-O键水解,生成胶体颗粒。
最后,通过干燥和煅烧,得到所需的胶体。
2. 沉淀法:沉淀法是一种常见的无机胶体制备方法,通过溶解金属盐类在溶液中,再加入沉淀剂,使溶质从溶液中析出,形成胶体颗粒。
例如,可将金属盐溶解在水中,再加入氢氧化钠等沉淀剂,使金属离子与沉淀剂反应生成胶体颗粒。
3. 电化学法:电化学法是一种利用电解或电沉积原理制备胶体的方法。
通过在电极上加上适当的电压和电流,可以使电解质溶液中的金属离子在电极表面电沉积,并生成胶体颗粒。
例如,将金属电极(如银电极)浸入电解液中,通过施加适当的电压和电流,使溶液中的金属离子还原成金属纳米颗粒。
4. 加热凝胶法:加热凝胶法是一种通过加热方式制备胶体的方法。
通过将含有胶体原料的溶液加热,使原料溶解或水解,生成胶体颗粒。
例如,可以将明胶在适当浓度的水中加热,使明胶溶解,形成胶体。
5. 涂敷法:涂敷法是一种常见的胶体制备方法,通过将胶体原料直接涂敷在基材上或在基材上制备成薄膜。
例如,可以将聚合物溶液涂布在基材上,通过溶剂挥发或引发聚合反应,使聚合物形成胶体薄膜。
总结来说,胶体的制备方法多种多样,根据所需胶体的性质和用途,选取适合的制备方法可以有效地制备所需的胶体。
这些制备方法不仅有助于控制胶体的粒径分布和稳定性,还能够对胶体的特性进行调控,满足不同应用领域的要求。
高三化学专题练习(电化学和胶体性质)
厦门市2008届高三化学专题练习(四)《电化学和胶体性质》本试卷分为第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分。
考试时间120分钟第I卷(选择题共66分)一、选择题(本题包括22小题,每小题3分,共66分。
每小题只有..一个.选项符合题意)1、纳米Ti02具有超亲水性,是一种光催化剂。
如果将纳米TiO2涂敷在建筑物墙面或窗玻璃上,污物可被雨水清洗干净。
如果将纳米TiO2分散在水中,得到的分散系不可能具有的性质是A.有电泳现象B.有丁达尔现象C.能全部透过半透膜D.能全部透过滤纸2、下列叙述不正确的是A.电解时在阴极上发生还原反应B.电镀时,阳极材料发生氧化反应C.电解饱和食盐水时,阴极区产物为氢氧化钠溶液和氢气D.原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极3、关于右图装置的叙述,正确的是A.镁片为负极,镁片上产生黄绿色气体B.铁片为阳极,铁片上产生无色气体C.溶液中铁片与镁片之间产生白色沉淀D.溶液的pH将逐渐增大4、家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是A.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓B.Fe-3e=Fe3+C.2H2O+O2+4e=4OH-D.2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓5、把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为A.1︰2︰3B.3︰2︰1C.6︰3︰1D.6︰3︰26、A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验:①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解;②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极)。
确定它们的还原性强弱顺序为A.A>B>C B.B>C>A C.C>A>B D.B>A>C7、下列描述中,不符合生产实际的是A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极8、关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性9、有甲、乙、丙、丁四种金属,将甲、乙用导线相连放入稀硫酸中可以看到乙慢慢溶解,而甲的表面有气泡逸出;把丁放到乙的硝酸盐溶液中后,丁表面覆盖一层乙的单质;用石墨电极电解含有相同物质的量浓度的甲和丙两种金属的盐溶液,丙的单质先析出;将甲放入稀盐酸中有H2析出,已知四种金属中有一种是铜,根据以上实验判断,铜是A.甲B.乙C.丙 D.丁10、如右图所示,在一U型管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液,通直流电,一段时间后U型管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右颜色的次序是A.蓝、紫、红B.红、蓝、紫C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝11、电解水制取H2和O2时,为了增强溶液的导电性,常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中的A.HClB.NaOHC.NaClD.CuSO412、以下现象与电化腐蚀无关的是A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件,D.银质奖牌久置后表面变暗13、右图中,两电极上发生的电极反应如下:a极:Cu2++2e-= Cu,b极:Fe-2e-=Fe2+,则以下说法不正确的是A.该装置可能是电解池B.a极上一定发生还原反应C.a、b可能是同种电极材料D.该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能14、最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。
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二轮专题复习资料——电化学、胶体一、知识网络:二、知识内化(一)原电池与电解池的判断原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定;若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。
当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
(二)实际生活中常见电池的分析方法(三)判断电极反应和电池反应的书写1、电化学的本质是氧化还原反应,所以判断电极反应首先应理解电化学中的氧化还原反应的关系。
原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,而电解池中,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应;这种关系应用在充电电池中则形成一个放电时负极电极反应的逆反应正好是充电时阴极的电极反应。
其判断方法有:(1)2、电极反应式的书写(1)关键是放电顺序:阳极:(活性电极)>S2- >I- >Br- >Cl->OH - >含氧酸根>F-阴极:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+> Fe2+> Zn2+ > H+ > Al3+> Mg2+> Na+> Ca2+> K+具体书写类型和方法举例如下:1、仅有一电极材料参与反应规律:参与反应的金属电极本身为负极,另一电极往往为正极,负极是参与反应的金属失电子,正极是介质溶液中的微粒得电子(反应一般为析氢、吸氧、析Cu、Ag等)(1)酸性较强介质:正极一般是析氢反应。
例:图1电极反应:负极:Zn-2e=Zn2+正极:2H++2e=H2↑(2)接近中性介质:正极一般是吸氧反应。
例:图2电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-练习1:我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型航标灯,它以海水为电解质溶液,利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流,写出这种电池的电极材料和电极反应式。
(3)碱性介质:正极一般也是吸氧反应。
例:图3电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-(4)含不活泼金属的盐溶液为介质:正极析出不活泼金属(Cu、Ag等)。
例:图4电极反应:负极:Fe-2e=Fe2+正极:Cu2++2e=Cu2、两电极材料均参与反应(常见于蓄电池式或纽扣式电池)规律:两电极材料通常由金属和金属化合物构成,金属作负极。
电子得失均由两电极本身发生。
在书写电极反应式时,应考虑电解质对电极的影响(如生成难溶物、弱电解质等)。
介质为酸性溶液时,反应式两边不能出现OH-离子;碱性溶液为介质时,反应式两边不能出现H+离子。
(1)酸性介质例:实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气,已知铅蓄电池工作时总的方程式如下:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的电极反应式。
分析得出:负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O(2)碱性介质例:蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池作用。
下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2试写出起原电池作用的电极反应式。
分析得出:负极:Fe-2e+2OH-=Fe(OH)2正极:NiO2+2e+2H2O=Ni(OH)2+2OH-知识迁移:蓄电池的充电过程即电解,充电时电极反应式书写,只要将放电时的电极反应式反过来写,然后将负极改为阴极、原来的正极改为阳极即可:阴极:Fe(OH)2+2e= Fe+2OH-阳极:Ni(OH)2+2OH—2e= NiO2+2H2O练习2、电子表和电子计算器中常用一种微型纽扣原电池,它以锌为负极,氧化银为正极(即金属银上覆盖一薄层该金属氧化物),氢氧化钾溶液为电解质溶液,这种电池工作时,正极反应是 ( )A Zn+2OH-=ZnO+H2O+2eB ZnO+H2O=Zn+2OH--2eC Ag2O+2H+=2Ag+H2O-2eD Ag2O+H2O=2Ag+2OH--2e练习3、氢镍电池是近年来开发的可充电电池,具有质轻、容量大的优良特性,其性能远优于镍镉电池,对环境污染程度也小于镍镉电池。
目前已基本取代了镍镉电池。
氢镍电池的总反应式是H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2试写出放电和充电时的电极反应式。
3、电极材料本身均不参与反应(常见于燃料电池)规律:两电极材料均为惰性电极(本身不参与反应,仅作导电的载体),负极是还原剂即燃料失电子,正极是氧化剂得电子。
在书写电极反应式时,应考虑电解质对电极反应的影响,介质为酸性溶液时,反应式两边不能出现OH-离子;碱性溶液为介质时,反应式两边不能出现H+离子。
同时参照总方程式中反应物和生成物来确定书写的微粒。
例:飞船上使用的氢氧燃料电池是一种摸擦型化学电源。
它具有高能、轻便、不污染环境等优点。
这种燃料电池的构造如图5所示,两个电极均由多孔性碳制成。
通入的气体由孔隙中逸出并在电极表面放电。
总的方程式为:2H2+O2=2H2O写出电极反应式。
分析讨论得出:a为负极,b为正极。
当电解质溶液接近中性时;负极:2H2-4e=4H+正极:O2+4e+2H2O=4OH-当电解质溶液呈酸性时;负极:2H2-4e=4H+正极:O2+4e+4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时;负极:2H2-4e+4OH-=4H2O 正极:O2+4e+2H2O=4OH-例:(2000年3+综合高考题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为阳极燃气,空气和CO2的混和气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。
完成有关的电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO32-→4CO2+4e阴极反应式:。
总电池反应式:。
练习4、将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的极是原电池的,该极的电极反应是,电池工作时的总反应的离子方程式是。
通入一氧化碳时的电极反应式:负极:,正极:,总反应的化学方程式:。
练习5、目前人们正在研究开发一种高能电池——钠硫电池,它是以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β—Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式为:2Na + xS Na2S X(1)写出放电时两电极名称、电极反应式;(2)写出充电时两电极名称及电极反应式,其中钠这一电极与电源极相连。
(四)电解各电解质溶液的类型及特点练习:电解液中含有K+、Cl—、SO42—、OH—(少量)、Cu2+、H+(少量),用两个石墨棒作电极,电解时,阳极上析出_______,电极反应式是______________;阴极析出_______,电极反应式是______________。
改用两个铜棒作电极,则阳极变化是______________________,电极反应式是______________;阴极上析出_______,电极反应式是______________。
(五)计算各电极产物的物质的量(定量)(1)电解有关计算的方法规律:有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的PH、物质的量浓度等。
解答此类题的方法有两种:一是根据电解方程式或电极反应式比例求解;二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。
以电子守恒较为简便,注意运用。
(2)根据得失电子守恒各电极析出的物质的量有如下关系:O2~2Cl2~2Cu~4Ag~2H2 ~4e-这是电化学简单计算中重要的基本关系。
(六)、原电池、电解的应用原电池原理的三个应用和依据:(1)电极反应现象判断正极和负极,以确定金属的活动性。
其依据是:原电池的正极上现象是:有气体产生,电极质量不变或增加;负极上的现象是:电极不断溶解,质量减少。
(2)分析判断金属腐蚀的速率,分析判断的依据,对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是:作电解池的阳极>作原电池的负极>非电池中的该金属>作原电池的正极>作电解池的阴极。
判断依据:(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极,金属活动性强。
(2)根据反应的速度判断强弱。
(3)根据反应的条件判断强弱。
(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化,确定原电池的正极和负极,然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。
三、典型习题分析例1.下列五个烧杯中均有天然水铁被腐蚀由快到慢的顺序是:______。
回答:从图和复习归纳的方法可以分析,有外接电源时铁放在电源的正极,铁被腐蚀的最快;若放在负极腐蚀的最慢;原电池中,两极的金属活动性差别越大,反应越快,但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀(保护了铁),所以此题的答案是:(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
例题2:如图2-17,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。
A,B分别为Pt 片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。
M、N是用多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。
G为电流计,K为开关。
C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。
若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。
(1)外电源的正、负极分别是R为____,S为_____。
(2)A附近溶液的现象是_______,B附近发生的电极反应式为_____。
(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____。
(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要因为____,有关的反应式为_____。
解析:根据图分析(1)C、D产生气体的体积是不相同的,由此可以判断C端的气体是氢气,D端产生的气体是氧气,所以确定R为负极而S端是正极。
(2)A附近的变化是变为红色,因为D端放氧气,N端为阳极,而A端为阴极,吸引阳离子,阳离子放电2H+-2e=H2。
因为,电解破坏了水的电离平衡,所以,此处OH-浓度增大,溶液显红色。
而在B端发生OH-放电,其反应为:4OH--4e=2H2O+O2。
(4)氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应,(类似燃烧电池),消耗了氢气和氧气。
(-)2H2+4OH--4e=4H2O(+)O2+2H2O+4e=4OH-【评价】此题是一道比较综合的题,它考察了电化学知识的大部分内容。
此题的突破点是,示意图中的两种气体的体积,由此确定电源的正、负极,使题中所有问题迎刃而解。
例题3:用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通电一段时间后,两极各出现气体2.24L(标准状况),求原来溶液中CuSO4的浓度。
解析:阳极产生的氧气为2.24L,阴极产生的氢气为2.24L。