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蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1全冊(cè)教學(xué)課件第一單元化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1化學(xué)反應(yīng)的焓變請(qǐng)舉例說(shuō)明放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),如何表示化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱?溫故知新放熱反應(yīng):(1)所有燃燒反應(yīng);(2)酸堿中和反應(yīng);(3)金屬與酸生成氣體的反應(yīng);(4)大多數(shù)的化合反應(yīng)。
另:硫酸溶解等過(guò)程也有放熱現(xiàn)象常見(jiàn)的放熱、吸熱反應(yīng):吸熱反應(yīng):(1)大多數(shù)分解反應(yīng)。(2)C+CO22CO(3)C+H2O(g)CO+H2(4)氫氧化鋇(或氫氧化鈣)與氯化銨的反應(yīng)。
另:硝酸銨溶解等過(guò)程也有吸熱現(xiàn)象高溫====高溫====
思考:是否吸熱反應(yīng)一定需要加熱,而放熱反應(yīng)一定不需要加熱呢?需加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),要持續(xù)加熱的反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)。很多放熱反應(yīng)都需要加熱才能進(jìn)行。1.反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí),吸收或釋放的熱稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),也稱反應(yīng)熱。2.焓變?cè)诨どa(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)反應(yīng)通常是在敞口容器中進(jìn)行的,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相等,即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的。在恒壓的條件下,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱即為反應(yīng)的焓變。符號(hào):△H
單位:kJ·mol-1嚴(yán)格地講,焓變是指在恒壓的條件下,體系僅做體積功,不做其他功(如電功等)的變化過(guò)程中的熱效應(yīng)。如不特別指明,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱就是該反應(yīng)的焓變。交流討論請(qǐng)觀察下列表示氫氣在氧氣中燃燒生成水和水分解為氫氣、氧氣反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式,分析并討論其在書寫上與化學(xué)方程式有何不同。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是釋放能量,取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量之間的相對(duì)大小。若反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,則反應(yīng)過(guò)程中吸收能量;若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則反應(yīng)過(guò)程中釋放能量。(1)吸收熱的反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng),其ΔH>0;(2)放出熱的反應(yīng)稱為放熱反應(yīng),其ΔH<0。(3)能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式?;瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化通常以熱等形式表現(xiàn)出來(lái)。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ·mol-1表示含義:1mol氣態(tài)H2和1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl時(shí)放出的熱量為184.6kJ。由于反應(yīng)的焓變與溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物及生成物的聚集狀態(tài)等因素有關(guān),因此,在書寫熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)物及生成物的狀態(tài)、反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。若不標(biāo)明溫度和壓強(qiáng),則表示是在25°C(即298K)、101kPa條件下的焓變。在熱化學(xué)方程式中,反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)用英文小寫字母在其化學(xué)式的后面標(biāo)注,一般用“g”表示氣體,“l(fā)”表示液體,“s”表示固體,“aq”表示水溶液。交流討論發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)作燃料,已知在298K、101kPa時(shí)1g液態(tài)肼燃燒生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水,釋放19.44kJ的熱量。觀察并分析下列肼燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,判斷這些熱化學(xué)方程式是否正確。在熱化學(xué)方程式中,物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量,可以用整數(shù)或簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)表示。同一化學(xué)反應(yīng),熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同,ΔH也不同。若一個(gè)反應(yīng)的焓變?chǔ)=akJ·mol-1,則其逆反應(yīng)的焓變?chǔ)=-akJ·mol-1。書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng):(1)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。
(g:氣體、l:液體、s:固體、aq:溶液)(2)同種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下的熱效應(yīng)是不同的。
固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)吸熱吸熱2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=-571.6kJ·mol-1(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù),且只能表示物質(zhì)的量,不能表示分子個(gè)數(shù)。H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol-1(3)△H表示反應(yīng)熱,“-”表示放熱,“+”表示吸熱。單位一般采用kJ·mol-1。(5)化學(xué)計(jì)量數(shù)與△H之間存在正比關(guān)系。反應(yīng)熱要與化學(xué)計(jì)量數(shù)一致。H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol-1
(6)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。
(不注明的通常指101kPa和25℃)
(7)當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol-12H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=571.6kJ·mol-1
(8)不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的△H都表示反應(yīng)按照化學(xué)計(jì)量數(shù)所表示的物質(zhì)的量完全反應(yīng)所放出或吸收的熱量。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ·mol-1表示1molN2
(g)和3molH2
(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)時(shí)放出92kJ熱量。若在相同溫度和壓強(qiáng)下,向某容器中加入1molN2
(g)和3molH2
(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),因反應(yīng)不能徹底進(jìn)行,故放出的熱量Q<92kJ。方法導(dǎo)引【例1】25°C、101kPa時(shí),1g甲烷氣體完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水,放出55.64kJ的熱,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。學(xué)以致用請(qǐng)參考例1,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(反應(yīng)條件均為25°C、101kPa)。(1)N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17gNH3(g),釋放46.2kJ的熱。(2)1molC2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),釋放1366.8kJ的熱。(3)44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C2H2(g)在O2(g)中完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),釋放2599.2kJ的熱。(4)12gC(石墨,s)與適量H2O(g)反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ的熱?;瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程中為什么會(huì)有能量變化呢?我們以氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成一氧化氮的反應(yīng)為例來(lái)解釋這一問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,1molN2(g)與1molO2(g)反應(yīng)生成2molNO(g)時(shí)吸收182.6kJ的熱。如圖1-3所示,當(dāng)1molN2(g)與1molO2(g)反應(yīng)生成2molNO(g)時(shí),1molN2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收946kJ的能量,1molO2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收498kJ的能量,而2molNO分子中的化學(xué)鍵形成時(shí)會(huì)釋放632kJ·mol-1×2mol=1264kJ的能量?;瘜W(xué)反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反應(yīng)熱應(yīng)等于斷裂反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵吸收的總能量(946kJ·mol-1+498kJ·mol-1
=1444kJ·mol-1)與形成生成物分子中的化學(xué)鍵釋放的總能量(1264kJ·mol-1)之差,即吸熱180kJ·mol-1。分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果很接近。學(xué)以致用已知斷裂1molH2(g)中的H—H鍵需要吸收436kJ的能量,斷裂1molO2(g)中的共價(jià)鍵需要吸收498kJ的能量,生成H2O(g)中的1molH—O鍵釋放463kJ的能量。試寫出O2(g)與H2(g)反應(yīng)生成H2O(g)的熱化學(xué)方程式?;瘜W(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,本質(zhì)上是由于化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的能量不同所導(dǎo)致的。因此,化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨能量變化的根本原因。在恒溫、恒壓條件下,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化以熱的形式表現(xiàn)出來(lái),這就是反應(yīng)熱,也稱化學(xué)反應(yīng)的焓變。學(xué)科提煉利用鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,對(duì)微觀視角下理解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有何意義?研究還證明,并非所有反應(yīng)熱的計(jì)算結(jié)果都能與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值吻合。請(qǐng)?zhí)岢瞿愕挠^點(diǎn)并搜集相應(yīng)的證據(jù)。批判性思維人的生命活動(dòng)需要能量,成年男性平均每天約需要12000kJ能量,成年女性平均每天約需要9000kJ能量。人體所需的能量主要依靠三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——糖類、脂肪、蛋白質(zhì)來(lái)提供。糖類中只有單糖能直接給人體提供能量,淀粉等多糖進(jìn)入人體之后,首先在酶的作用下發(fā)生水解,生成葡萄糖。葡萄糖在人體內(nèi)與氧氣作用,發(fā)生如下反應(yīng):C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g)ΔH=-2803kJ·mol-1由于糖氧化產(chǎn)生能量的速率很大,因此,人體內(nèi)糖類儲(chǔ)存很少。當(dāng)我們攝入的能量滿足人體日常的需要之后,剩余的能量就會(huì)以脂肪的形式儲(chǔ)存下來(lái)。食物中的化學(xué)物質(zhì)能給人提供能量。這些物質(zhì)進(jìn)入人體后,在有氧呼吸過(guò)程中被緩慢氧化,生成二氧化碳和水,同時(shí)供給人體各項(xiàng)生理活動(dòng)所需要的能量,保證身體機(jī)能的正常運(yùn)作。盡管我們吃的食物豐富多樣,但最主要的是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三類物質(zhì)??鐚W(xué)科鏈接光合作用與能量食物為什么能夠?yàn)樯w提供能量?科學(xué)家的研究表明,這一切要?dú)w功于植物的光合作用。含葉綠體的生物體發(fā)生光合作用,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能以糖類物質(zhì)的形式儲(chǔ)存起來(lái)。動(dòng)物食用這些生物體獲得生存所需的能量。從本質(zhì)上看,太陽(yáng)能是能量之源,植物的光合作用“固定”了太陽(yáng)能,并將其儲(chǔ)存于分子中,使整個(gè)食物鏈中的所有生物均得以存活。因此,光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng),為地球上的生命活動(dòng)提供最原始的能量。1.(2012?常州高一檢測(cè))下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是(
)①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸庵蒲鯕猗萆腋磻?yīng)生成熟石灰A.①④B.②③C.①④⑤ D.②④D課堂訓(xùn)練2.已知1g丙烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水,放出50.405kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-50.405kJ·mol-1B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+2217.82kJ·mol-1C.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+50.405kJ·mol-1D.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2217.82kJ·mol-1D3.已知反應(yīng)X+Y====M+N為吸熱反應(yīng),對(duì)于這個(gè)反應(yīng)下列說(shuō)法中正確的是()A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的B.因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng),故一定要加熱,反應(yīng)才能進(jìn)行C.破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量D.X和Y的總能量一定低于M和N的總能量D4.(2012?重慶高考)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵。已知:1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1molF-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)+3F2(g)====SF6(g)的反應(yīng)熱△H為()A.-1780kJ·mol-1B.-1220kJ·mol-1C.-450kJ·mol-1D.+430kJ·mol-1B同學(xué)們,通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有什么收獲呢?謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心,讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第一單元化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)2反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)熱中和熱在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1人們可以通過(guò)多種方法獲得反應(yīng)熱的數(shù)據(jù),其中最直接的方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)按照下列操作步驟用簡(jiǎn)易量熱計(jì)測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱。(1)用量筒量取50mL0.50mol·L-1
鹽酸,倒入簡(jiǎn)易量熱計(jì)中,測(cè)量并記錄鹽酸的溫度(T1)。(2)另取一量筒量取50mL0.50mol·L-1氫氧化鈉溶液,測(cè)量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度(T2)。(3)將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡(jiǎn)易量熱計(jì)中,立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪拌,觀察溫度計(jì)的溫度變化,準(zhǔn)確讀出反應(yīng)體系的最高溫度(T3)并記錄。(4)假設(shè)溶液的比熱與水的比熱相等,溶液的密度與水的密度相等,忽略量熱計(jì)的比熱,根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值,計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式。中和熱的測(cè)量思考:1.使用什么儀器測(cè)量放出的熱量?以HCl與NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為例溫度計(jì)2.溫度計(jì)測(cè)量的是溫度的變化,如何建立溫度與熱量的轉(zhuǎn)化關(guān)系?Q=cmΔT比熱容(c)表示單位質(zhì)量(1g)的某種物質(zhì)升高單位溫度所需的熱量3.放出的熱量Q是我們要測(cè)量的中和熱嗎?不是,我們測(cè)量的中和熱必須是HCl與NaOH反應(yīng)生成1mol水放出的熱量△H=-——=-————cm△tn水Qn水實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)易量熱計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)注意:1.小燒杯須與蓋板平齊。2.碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱,防止熱量損失。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):(1)酸堿混合時(shí),要將量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入,目的是減少熱量損失。(2)實(shí)驗(yàn)中,堿的濃度應(yīng)稍大或堿液過(guò)量,目的是保證鹽酸被完全中和。(4)實(shí)驗(yàn)中不能環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒,因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱,使熱量損失較大。(3)測(cè)完鹽酸濃度后,要將溫度計(jì)上酸沖洗干凈后,再測(cè)量NaOH溶液的溫度,避免酸堿在溫度計(jì)的表面反應(yīng)放熱而影響測(cè)量結(jié)果。數(shù)據(jù)記錄與處理
溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度/℃最高溫度/℃溫度差Δt/℃HClNaOH平均值124.525.026.5222.022.425.7325.025.428.5624.7522.225.21.753.53.36(1)去掉異常值后,取三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)Δt=(3.5+3.36)/2=3.43℃(2)根據(jù)公式計(jì)算中和熱其中:c溶液≈c水=4.18J/(g·℃)m=mHCl+mNaOH=100gn水=0.50mol·L-1×0.050L=0.025mol(5)如果用同樣的方法測(cè)定氫氧化鉀溶液與鹽酸反應(yīng)、氫氧化鈉溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱,請(qǐng)預(yù)測(cè)其反應(yīng)熱是否相同并說(shuō)明理由。KOH(aq)+HCl(aq)=KCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ.mol-1NaOH(aq)+HNO3(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ.mol-1H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ.mol-1表示強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式三個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)一樣,都是H++OH-=H2O
實(shí)驗(yàn)中若改用50mL0.50mol/L的稀硫酸和100mL0.50mol/L的NaOH溶液,所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍?NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1中和熱是指酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,其數(shù)值與反應(yīng)物的量無(wú)關(guān)能否用醋酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?
能否用濃硫酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?
否,濃硫酸稀釋時(shí)放熱。否,醋酸是弱酸,電離吸熱。能否稀硫酸和氫氧化鋇進(jìn)行中和熱實(shí)驗(yàn)測(cè)定?
否,硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)除生成水外,還生成硫酸鋇沉淀,生成沉淀過(guò)程中放熱。在科學(xué)研究中,科學(xué)家常用量熱計(jì)來(lái)測(cè)量反應(yīng)熱(圖1-5)。目前,科學(xué)家已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)的方法精確測(cè)定了許多反應(yīng)的反應(yīng)熱。但是,并非所有化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱均可用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。例如,反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱就無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得,因?yàn)樵诜磻?yīng)中總會(huì)有CO2(g)生成??梢?jiàn),獲取那些不易直接測(cè)定的反應(yīng)熱,是一項(xiàng)很有意義的工作??茖W(xué)史話1840年,俄國(guó)化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出一條規(guī)律:“一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應(yīng)是完全相等的。”這個(gè)規(guī)律被稱為蓋斯定律。在恒壓條件下,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變(ΔH),而ΔH僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。由此,蓋斯定律就成為必然的結(jié)果?!鱄=△H1+△H2可見(jiàn),在上述條件下,反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算就是反應(yīng)焓變的計(jì)算。在眾多的化學(xué)反應(yīng)中,有些反應(yīng)的反應(yīng)速率很小,有些伴有副反應(yīng)發(fā)生,還有些不易直接進(jìn)行,測(cè)定這些反應(yīng)的熱效應(yīng)就很困難,運(yùn)用蓋斯定律則可以計(jì)算出它們的反應(yīng)熱。CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2H1=H2H3+C(s)+1/2O2(g)==CO(g);ΔH3=
?C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=-393.5kJ·mol-1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-283.0kJ·mol-1方法一:ΔH3=ΔH1-ΔH2=-393.5-(-283.0)=-110.5kJ·mol-1方法二:①C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-283.0kJ·mol-1(—)C(s)+1/2O2(g)==CO(g);ΔH3=
ΔH1–ΔH2=-110.5kJ·mol-1若一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式可由另外幾個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式相加減而得到,則該反應(yīng)的焓變亦可以由這幾個(gè)反應(yīng)的焓變相加減而得到。方法導(dǎo)引【例2】已知在298K時(shí),C(s)、CO(g)燃燒的熱化學(xué)方程式如下:請(qǐng)運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO(g)的焓變?H3。分析:C(s)與O2(g)生成CO2(g)的反應(yīng)可以一步完成(反應(yīng)焓變?yōu)棣1),也可以看成兩步完成:先生成CO(g)(反應(yīng)焓變?yōu)棣3),CO(g)再與O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)(反應(yīng)焓變?yōu)棣2)。根據(jù)蓋斯定律可以得到ΔH1
=ΔH2+ΔH3(圖1-7),則反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO(g)的焓變?chǔ)3
=?H1-ΔH2。根據(jù)蓋斯定律,直接將熱化學(xué)方程式①、②左右兩邊分別相減,也可以求得C(s)與O2(g)反應(yīng)生成CO(g)的焓變。一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式相加減而得到,則該反應(yīng)的焓變亦可以由這幾個(gè)反應(yīng)的焓變相加減而得到。學(xué)以致用請(qǐng)根據(jù)下列反應(yīng)的焓變,計(jì)算C(s)與H2(g)反應(yīng)生成1molC2H2(g)的焓變。1.已知:①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H1=-241.8kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H2=-285.8kJ·mol-1
求③H2O(l)=H2O(g);△H3=?△H3=△H1-△H2=+44.0kJ·mol-1觀察反應(yīng)方程式可知③=①-②課堂訓(xùn)練2.發(fā)射火箭,所用的能量來(lái)自于N2H4(肼)
在NO2中燃燒,生成N2、液態(tài)H2O。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ·mol-1
請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ·mol-1
3.①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-
1370kJ·mol-1
計(jì)算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH【解】:①×2+②×4-③=④
所以,ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=-283.2×2-285.8×4-(-1370)
=-339.2kJ·mol-1同學(xué)們,通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有什么收獲呢?謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心,讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第一單元化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)3能源的充分利用能源是指可以提供能量的自然資源,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),包括化石燃料、陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐等。我國(guó)目前使用的主要能源仍然是化石燃料,但化石燃料的蘊(yùn)藏量有限,且不可再生,因此,能源的開源節(jié)流是事關(guān)人類可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題之一。通常我們使用的能量的主要形式是熱能和電能,熱能主要通過(guò)燃燒煤、石油、天然氣等物質(zhì)而獲得。從節(jié)約能源的角度考慮,怎樣衡量不同物質(zhì)的燃燒效率呢?交流討論燃料燃燒過(guò)程中釋放的熱能是人類生產(chǎn)和生活所需要能量的重要來(lái)源。質(zhì)量相同、組成不同的燃料,完全燃燒后釋放的熱不相等。
人們通常用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱或熱值來(lái)衡量燃料燃燒時(shí)釋放的熱的多少。在101kPa下,1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的熱值。
物質(zhì)完全燃燒是指物質(zhì)中所含有的氮元素轉(zhuǎn)化為N2(g),氫元素轉(zhuǎn)化為H2O(l),碳元素轉(zhuǎn)化為CO2(g)。由表1-3所示物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱可知,在101kPa下,1molH2(g)與1molCO(g)完全燃燒放出的熱,分別為285.8kJ和283.0kJ,兩者非常接近。對(duì)氣體而言,熱值較大的有H2、CH4、C2H6等。=可燃物的物質(zhì)的量×標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱物質(zhì)完全燃燒放出的熱量標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化△H不同點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)含義標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系放熱反應(yīng)△H<0,單位相同1mol可燃物生成1mol水1mol反應(yīng)物完全燃燒放出的熱量,不同反應(yīng)物,標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱不同中和反應(yīng)生成1mol水放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿中和熱的數(shù)值都約為57.3kJ/mol選擇決策將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過(guò)化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為:C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:甲同學(xué)根據(jù)1molCO(g)和1molH2(g)燃燒放出的熱的總和比1molC(s)燃燒放出的熱多,認(rèn)為:“煤炭燃燒時(shí)加少量的水,可以使煤炭燃燒放出更多的熱。”乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出了下列循環(huán)圖:乙同學(xué)認(rèn)為:“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱與直接燃燒煤放出的熱一樣多,而將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會(huì)增加消耗,因此,將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失?!睂⒚恨D(zhuǎn)化為水煤氣在燃燒放出的熱量與直接燃燒放出的熱量相等,且將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會(huì)增加能耗,但是將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):1.固體煤轉(zhuǎn)化為氣體,極大的提高燃燒效率。2.通過(guò)轉(zhuǎn)化除去了S,避免了SO2氣體的產(chǎn)生。你認(rèn)為他們的觀點(diǎn)正確嗎?請(qǐng)將你的想法與同學(xué)交流討論。拓展視野今天的人類如何選擇燃料?這是一個(gè)擺在我們面前的嚴(yán)峻話題。過(guò)去,我們常用一些高熱值的“自然資源”(如煤、石油、天然氣等)作為燃料。如19世紀(jì)前50年,人類多采用木材作為燃料;19世紀(jì)中期開始,煤的使用量逐漸上升;20世紀(jì)中期,石油、天然氣的使用量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。燃料的選擇工業(yè)和日常生活中選擇何種物質(zhì)作為燃料,不僅取決于其熱值大小,還與燃料的穩(wěn)定性、來(lái)源、價(jià)格、運(yùn)輸、對(duì)環(huán)境的影響、使用的安全性等多方面因素有關(guān),應(yīng)加以綜合考慮。在這些因素中,保護(hù)環(huán)境必須放在首位?;剂系拇罅渴褂迷斐傻淖畲髥?wèn)題是環(huán)境污染。目前,針對(duì)煤燃燒產(chǎn)生硫氧化物和氮氧化物的事實(shí),常對(duì)煤進(jìn)行液化和氣化處理,除去有害成分,使之轉(zhuǎn)化為更清潔、更便利的燃料。又如,乙硼烷是一種熱值很高的燃料(其熱值是煤的2倍多),但它密度小、沸點(diǎn)低、難儲(chǔ)存、毒性強(qiáng),所以,在一般條件下,乙硼烷會(huì)被限制用作燃料。隨著人類文明的高速發(fā)展,人類對(duì)能源的需求量迅猛增長(zhǎng),開發(fā)新能源成為當(dāng)前國(guó)際能源研究領(lǐng)域的重要課題,人類理想中的新能源應(yīng)具有資源豐富、可再生、無(wú)污染或少污染等特點(diǎn),只有這樣才能實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)綠色、生態(tài)化、可持續(xù)的發(fā)展。當(dāng)前,我國(guó)大力倡導(dǎo)“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”,降低能耗,努力開發(fā)和研究太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕芎蜕镔|(zhì)能等多種形式的能源及其應(yīng)用。調(diào)查探究1.請(qǐng)查閱近年來(lái)我國(guó)消耗的化石燃料的有關(guān)數(shù)據(jù),并與其他國(guó)家作比較,用你的觀點(diǎn)闡述當(dāng)前發(fā)展綠色能源的重要意義。2.請(qǐng)調(diào)查了解本地區(qū)廠礦企業(yè)及家庭所使用的主要燃料,用所學(xué)知識(shí)提出提高家用燃料燃燒效率的可行性建議。1.25℃、101KPa1g甲醇液體完全燃燒生成氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水,放出熱量22.68kJ,則表示甲醇標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式正確的是()A.B.C.D.B課堂訓(xùn)練(2)已知丙烯的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為2058kJ·mol-1,請(qǐng)寫出丙烯燃燒的熱化學(xué)方程式___________。2.(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-akJ?mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-bkJ?mol-1③CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H3=-ckJ?mol-1寫出甲醇蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱:
。CH3CH=CH2(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2058kJ·mol-1
3.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是(
)A.中和熱ΔH=-57.3kJ·mol-1,則濃H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=-114.6kJ·mol-1B.H2(g)的燃燒熱是-285.8kJ·mol-1,則2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+2×285.8kJ·mol-1C.碳燃燒生成一氧化碳時(shí),放出的熱量為碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱D.乙炔的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為1299.6kJ·mol-1,則2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)反應(yīng)的ΔH=-2599.2kJ·mol-1D同學(xué)們,通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有什么收獲呢?謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心,讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1原電池的工作原理請(qǐng)回顧必修第二冊(cè)所學(xué)的原電池,討論其裝置特點(diǎn)。溫故知新1.原電池構(gòu)成的條件(1)有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(2)活動(dòng)性不同的兩導(dǎo)體作電極:①活動(dòng)性不同的金屬或非金屬導(dǎo)體(如石墨)②兩相同的導(dǎo)體(如Pt黑)但吸附有不同的物質(zhì)導(dǎo)致其活動(dòng)性不同(3)有電解質(zhì)溶液;(4)形成閉合回路電解質(zhì)溶液失e-,沿導(dǎo)線流向正極負(fù)極正極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)2.原電池工作原理陰離子陽(yáng)離子書寫該原電池的電極反應(yīng)式:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu負(fù)極正極Zn+Cu2+
=Zn2++Cu電池反應(yīng)電極材料與電解質(zhì)溶液接觸,即沒(méi)有將氧化劑與還原劑分開,不易控制工作時(shí),鋅片也和硫酸銅反應(yīng),生成銅單質(zhì),原電池的電動(dòng)勢(shì)很快降低,電壓不穩(wěn)定CuSO4溶液原因:該原電池在工作中有何缺點(diǎn)?如何改進(jìn)缺點(diǎn)?CuSO4溶液將氧化劑和還原劑分開,鋅片與硫酸銅不直接接觸在化學(xué)必修內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,我們通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究原電池的工作原理。實(shí)驗(yàn)探究完成下列實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),分析鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化?!緦?shí)驗(yàn)1】向一只燒杯中加入1.0mol·L-1CuSO4溶液30mL,再加入適量鋅粉,用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度,觀察溫度的變化?!緦?shí)驗(yàn)2】如圖1-8,向兩只燒杯中分別加入30mL1.0mol·L-1CuSO4溶液和30mL1.0mol·L-1ZnSO4溶液,將用導(dǎo)線與電流計(jì)相連接的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中,將鹽橋(注:鹽橋中通常是裝有含KCl飽和溶液的瓊脂,離子在鹽橋中能移動(dòng))兩端分別插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液中,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。取出鹽橋,再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1、如果按下圖所示,將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接,會(huì)形成原電池嗎?為什么?ZnSO4ZnCuCuSO4A【思考】不會(huì)有電流產(chǎn)生,因?yàn)闆](méi)有形成閉合回路。2、在連個(gè)燒杯之間加一個(gè)聯(lián)通裝置,觀察現(xiàn)象。ZnSO4ZnCuH2SO4A有穩(wěn)定的電流產(chǎn)生,形成原電池裝置。聯(lián)通兩個(gè)燒杯的裝置,叫做鹽橋。鹽橋的作用?1、導(dǎo)電,形成閉合回路。2、提供離子,平衡電荷。注意:若撤去鹽橋或?qū)Ⅺ}橋換成導(dǎo)線,則不能構(gòu)成閉合回路。1.分析圖1-9,寫出實(shí)驗(yàn)2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。2.指出實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中能量變化的主要形式。金屬鋅與硫酸銅溶液的反應(yīng)為:Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)ΔH=-216.81kJ·mol-1在通常情況下,該反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。如果該反應(yīng)在原電池中進(jìn)行,化學(xué)能將轉(zhuǎn)化為電能。在如圖1-8的銅鋅原電池中,鋅片為負(fù)極,Zn失去電子,被氧化成Zn2+進(jìn)入ZnSO4溶液,鋅片逐漸溶解。負(fù)極的電極反應(yīng)式如下:Zn-2e-=Zn2+銅片為正極,鋅片上釋放的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅片,CuSO4溶液中的Cu2+從銅片上得到電子,被還原成金屬銅并沉積在銅片上。正極的電極反應(yīng)式如下:Cu2++2e-=Cu在反應(yīng)中,鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使兩電解質(zhì)溶液均保持電中性,氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行。銅鋅原電池中發(fā)生的電池總反應(yīng)式為:從上述實(shí)驗(yàn)可以看出,原電池由兩個(gè)半電池組成。半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液,兩個(gè)隔離的半電池通過(guò)鹽橋連接起來(lái)。在原電池中,負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),給出電子;正極上發(fā)生還原反應(yīng),得到電子。電流通過(guò)導(dǎo)線由原電池的正極流向負(fù)極,即電子由負(fù)極流向正極。雙液原電池的工作原理ZnSO4ZnCuH2SO4A負(fù)極Zn-2e-=Zn2+e-e-Cu2++2e-=Cu正極Zn2+Cl-K+Cu2+陽(yáng)離子→正極陰離子→負(fù)極Cl-→負(fù)極K+→正極實(shí)驗(yàn)探究根據(jù)離子反應(yīng)Cu2++Fe=Cu+Fe2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,并與同學(xué)討論解決下列問(wèn)題。1.畫出原電池構(gòu)造示意圖,并指出正、負(fù)極。2.寫出該原電池的電極反應(yīng)式。負(fù)極:正極:3.參考畫出的示意圖,制作原電池并檢測(cè)電流。4.你還能設(shè)計(jì)其他原電池嗎?將你的設(shè)計(jì)方案與同學(xué)交流。①將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng),分別作原電池的負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式②確定電極材料負(fù)極:Fe-2e-====Fe2+正極:Cu2+
+2e-==Cu先確定負(fù)極材料,負(fù)極材料一般是對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)。然后再確定正極材料。正極材料沒(méi)有負(fù)極活潑。③確定電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。④構(gòu)成閉合回路CuSO4溶液FeFeSO4FeCuCuSO4A1.下列敘述中,可以說(shuō)明金屬甲比金屬乙活潑性強(qiáng)的是()C.用甲、乙作電極組成原電池時(shí),甲作負(fù)極A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中,乙溶解,甲上有H2放出B.在氧化還原反應(yīng)中,甲比乙失去的電子多D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng)C課堂訓(xùn)練2.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)電極X的材料是________;電解質(zhì)溶液Y是___________;(2)銀電極為電池的________極,發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________;(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。銅(或Cu)AgNO3溶液正Ag++e-
=AgCu-2e-
=Cu2+負(fù)(Cu)正(Ag)鹽橋XYCuSO4溶液電流計(jì)AgA3.判斷下列原電池的正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式?!舅伎肌?/p>
1、越活潑的金屬一定作負(fù)極嗎?2、歸納電極反應(yīng)式的書寫方法負(fù)極:2Al+8OH--6e-==2AlO2-+4H2O正極:6H2O+6e-==6OH-+3H2↑總反應(yīng):2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑稀硫酸負(fù)極:Mg-2e-==Mg2+
正極:2H++2e-==H2↑總反應(yīng):Mg+2H+==Mg2++H2↑原電池正、負(fù)極的判斷方法:(1)根據(jù)組成原電池兩極的材料判斷:(2)根據(jù)現(xiàn)象判斷:一般溶解的一極為負(fù)極;增重或有氣泡放出的為正極。(3)根據(jù)兩極的反應(yīng)判斷:發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極;發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。(4)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷:(5)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)判斷:同學(xué)們,通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有什么收獲呢?謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心,讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化2化學(xué)電源根據(jù)原電池的反應(yīng)原理,人們?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)出了形形色色的化學(xué)電源,包括一次電池、二次電池和燃料電池等。它們?cè)谏a(chǎn)、生活和國(guó)防等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一、化學(xué)電源的分類一次電池在化學(xué)電源中,常見(jiàn)的是一次電池。一次電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后就不能再使用。使用最廣泛的一次電池是干電池,如普通鋅錳干電池、堿性鋅錳電池等。包括:普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅紐扣電池等1.普通鋅錳干電池是最早進(jìn)入市場(chǎng)的實(shí)用電池,其構(gòu)造如圖1-10所示。學(xué)以致用負(fù)極:Zn-2e-+2NH4+=[Zn(NH3)2]2+
+2H+正極:MnO2+H++e-=MnOOH總反應(yīng)為:Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH負(fù)極正極電解質(zhì)普通鋅錳干電池制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,但存在放電時(shí)間短、放電后電壓下降較快等缺點(diǎn)。氯化銨溶液顯酸性,會(huì)跟鋅皮發(fā)生反應(yīng),使用一段時(shí)間后電池會(huì)鼓脹,漏液。后來(lái)把氯化銨換成了堿性的物質(zhì),制成了堿性鋅錳干電池。堿性鋅錳電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,它的比能量[電池單位質(zhì)量或單位體積所輸出電能的多少,單位為(W·h)/kg或(W·h)/L]大,能提供較大電流并連續(xù)放電。目前,在我國(guó)堿性鋅錳電池正在逐漸代替普通鋅錳干電池。堿性鋅錳電池的構(gòu)造如圖1-11所示,其電池總反應(yīng)式為:2MnO2
+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
氫氧化氧錳請(qǐng)指出該電池的正、負(fù)極,并寫出該電池的電極反應(yīng)式。負(fù)極正極電解質(zhì)負(fù)極:Zn-2e-+2OH-
=Zn(OH)2
正極:MnO2+H2O
+e-=MnOOH+OH-
優(yōu)點(diǎn):克服了普通鋅錳干電池的缺點(diǎn),比能量大,能提供較大電流并持續(xù)放電2.一種銀鋅紐扣電池(構(gòu)造示意圖見(jiàn)1-12)的電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成Ag和ZnO,請(qǐng)寫出該電池的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式??偡磻?yīng)式為:Zn+Ag2O+H2O==2Ag+Zn(OH)2
負(fù)極:Zn-2e-+2OH-==Zn(OH)2
正極:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-負(fù)極正極電解質(zhì)優(yōu)點(diǎn):電池比能量大,電壓穩(wěn)定,存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng),適宜小電流持續(xù)放電二次電池二次電池又稱為充電電池或蓄電池,放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,因此二次電池可以多次重復(fù)使用。包括:鉛蓄電池、鎳鉻電池、鋰電池、鋰離子電池等鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池。由于鉛蓄電池的性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、安全可靠,可多次充放電,所以在生產(chǎn)和生活中使用廣泛,如汽車等機(jī)動(dòng)車輛多數(shù)使用這種蓄電池。鉛蓄電池的缺點(diǎn)是比能量低,廢棄后會(huì)污染環(huán)境等。鉛蓄電池由兩組平行的柵狀鉛合金極板交替排列作為主架,正極板上覆蓋PbO2,負(fù)極板上覆蓋Pb,電解質(zhì)是硫酸。鉛蓄電池的放電反應(yīng)是原電池反應(yīng),其電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式為:鉛蓄電池的充電反應(yīng)是上述反應(yīng)的逆過(guò)程:鉛蓄電池的充、放電原理可以用下列化學(xué)方程式表示:由鉛蓄電池的電池反應(yīng)可以看出,隨著放電反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸的濃度不斷下降,密度不斷減小,人們常常根據(jù)硫酸密度的大小來(lái)判斷鉛蓄電池是否需要充電。在電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置中,人們常將發(fā)生氧化反應(yīng)的電極叫做陽(yáng)極,發(fā)生還原反應(yīng)的電極叫做陰極。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,為了適應(yīng)移動(dòng)通信、便攜式電腦和各種電子產(chǎn)品等的廣泛使用,科研工作者不斷研制出小型化、高比能量、工作壽命長(zhǎng)、不需要特殊維護(hù)的二次電池。目前已開發(fā)出鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池和鋰離子電池等新型二次電池。2019年三位鋰離子電池科學(xué)家獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與其他化學(xué)電池一樣,鋰離子電池也是由正極、負(fù)極和電解質(zhì)溶液三部分組成的。正極材料多采用磷酸鐵鋰(LiFePO4,也稱磷酸亞鐵鋰)或鈷酸鋰(LiCoO2)等,一般是具有可供鋰離子嵌入或脫嵌(即可逆嵌脫)結(jié)構(gòu)的化合物。負(fù)極材料大多數(shù)是碳素材料,如人工石墨、碳纖維、天然石墨等。研究表明,將納米氧化鈦和納米氧化硅添加在傳統(tǒng)的石墨、納米碳管里面,可以極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。拓展視野鋰離子電池的構(gòu)成及工作原理電解質(zhì)溶液是鋰離子的載體,是將鋰鹽溶解在一定的非水、非質(zhì)子性的有機(jī)溶劑中制成的,其作用是在電池內(nèi)部正、負(fù)極之間形成良好的離子移動(dòng)通道。在放電過(guò)程中,鋰離子從負(fù)極脫出,嵌入到正極。在充電過(guò)程中,鋰離子從正極材料晶格間脫離出來(lái),嵌入到負(fù)極材料里。在充放電過(guò)程中,鋰離子在正、負(fù)極間不斷地進(jìn)行可逆嵌脫。以鈷酸鋰-石墨鋰電池為例,放電時(shí)的電極反應(yīng)式可表示如下:燃料電池燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng),將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。燃料電池的氧化劑和還原劑不是儲(chǔ)藏在電池內(nèi)部,而是在工作時(shí)不斷從外部輸入,同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池,因此燃料電池能連續(xù)不斷地提供電能。燃料電池種類很多。氫氧燃料電池是以氫氣為燃料,氧氣為氧化劑的燃料電池,其工作原理如圖1-16所示。氫氣、氧氣分別在多孔金屬電極上發(fā)生氧化、還原反應(yīng),其反應(yīng)可表示如下:假如將目前地球上通過(guò)化石燃料燃燒產(chǎn)生的能量均改為通過(guò)氫氧燃料電池獲得,那么可能會(huì)出現(xiàn)哪些新的問(wèn)題?請(qǐng)針對(duì)其中的某一問(wèn)題,提出解決方案。選擇決策除氫氣外,甲烷、甲醇、肼(N2H4)、氨等都可以作為燃料電池的燃料。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)高于普通燃料燃燒的能量轉(zhuǎn)換效率,應(yīng)用燃料電池的發(fā)電站,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、廢棄物排放少、運(yùn)行噪音小等優(yōu)點(diǎn)。因此,燃料電池具有廣闊的發(fā)展前景。①氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充;②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出;③能量轉(zhuǎn)化率高(超過(guò)80%),普通的只有30%,有利于節(jié)約能源。缺點(diǎn):體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對(duì)環(huán)境好1.燃料電池與前幾種電池的差別:2.燃料電池的規(guī)律:①燃料做負(fù)極,助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng),只起傳導(dǎo)電子的作用。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:學(xué)生電源、U形管、鐵架臺(tái)、橡膠塞兩個(gè)、石墨棒兩支、玻璃導(dǎo)管兩支、石英鐘、鱷魚夾、導(dǎo)線若干、6mol·L-1稀硫酸。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)制作簡(jiǎn)單的氫氧燃料電池實(shí)驗(yàn)步驟:(1)將石墨棒和玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞中,注意調(diào)節(jié)石墨棒和玻璃導(dǎo)管伸入U(xiǎn)形管內(nèi)的長(zhǎng)度。(2)將橡膠塞塞入U(xiǎn)形管管口,檢查裝置氣密性,標(biāo)記橡膠塞底部到達(dá)的位置。(3)取出橡膠塞,往U形管中注入適量6mol·L-1稀硫酸,以接近橡膠塞底部剛才所標(biāo)記的位置為宜。(4)塞緊橡膠塞,接通學(xué)生電源,注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,當(dāng)一端玻璃導(dǎo)管內(nèi)的液柱接近溢出時(shí),切斷學(xué)生電源。(5)取出石英鐘內(nèi)的干電池,將導(dǎo)線與石英鐘的正、負(fù)極相連,觀察石英鐘指針(圖1-18)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,請(qǐng)思考以下問(wèn)題:(1)連接石英鐘時(shí),如何判斷該氫氧燃料電池的正、負(fù)極?請(qǐng)說(shuō)明理由。(2)什么現(xiàn)象可以證明處于不同電極的氫氣和氧氣發(fā)生了反應(yīng)?火力發(fā)電是我國(guó)電力的主要來(lái)源。我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右,發(fā)電效率約40%。同時(shí),全國(guó)大約90%的二氧化硫和80%的二氧化碳的排放量也是由煤燃燒產(chǎn)生的。20世紀(jì)末,各國(guó)熱門研究的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電技術(shù)(煤氣化是把固體的煤變成可燃燒的氣體燃料的技術(shù)),可以使總發(fā)電效率達(dá)到50%~60%。批判性思維目前,我國(guó)正在開展整體煤氣化熔融碳酸鹽燃料電池(IG-MCFC)發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)研究,將燃料電池發(fā)電技術(shù)與整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合,該技術(shù)是21世紀(jì)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的一個(gè)重要方向。請(qǐng)查閱有關(guān)資料和數(shù)據(jù),從能量轉(zhuǎn)化、資源的合理利用、環(huán)境保護(hù)等角度評(píng)價(jià)該技術(shù)發(fā)展能否在解決能源問(wèn)題中發(fā)揮作用。鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2,電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,電池放電時(shí)的反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列對(duì)電池放電時(shí)的分析正確的是(
)A.Pb為正極被氧化B.電子從PbO2流向外電路C.SO42-向PbO2處移動(dòng)D.電解質(zhì)溶液pH不斷增大D課堂訓(xùn)練同學(xué)們,通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有什么收獲呢?謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心,讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化3電解池的工作原理及應(yīng)用工業(yè)上分別以NaCl和Al2O3為原料,生產(chǎn)金屬鈉和金屬鋁。你知道工業(yè)生產(chǎn)中是如何實(shí)現(xiàn)此過(guò)程的嗎?上述過(guò)程中發(fā)生了什么形式的能量轉(zhuǎn)化?溫故知新電解熔融氯化鈉2NaCl2Na+Cl2↑電解熔融氧化鋁2Al2O34Al+3O2↑能量轉(zhuǎn)化方式:電能→化學(xué)能利用原電池能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。而在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,人們常常需要通過(guò)電解的方法使許多不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)順利進(jìn)行,電解過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。圖1-19是電解熔融態(tài)氯化鈉的原理圖。請(qǐng)與同學(xué)交流討論下列問(wèn)題:交流討論1.通電前(圖1-20左圖)和通電后(圖1-20右圖),熔融態(tài)氯化鈉中Na+和Cl-的運(yùn)動(dòng)有何差異?請(qǐng)?jiān)趫D1-20右側(cè)中用箭頭示意Na+和Cl-的運(yùn)動(dòng)情況。通電前,熔融氯化鈉發(fā)生電離,Na+和Cl-自由移動(dòng)。通電后,Na+和Cl-在電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)。Cl-→陽(yáng)極Na+→陰極與電源負(fù)極相連的電極稱為陰極與電源正極相連的電極稱為陽(yáng)極2.通電后電極表面分別發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)?請(qǐng)寫出兩電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式。陽(yáng)極:陰極:3.請(qǐng)分析電解過(guò)程中電子的流向。氯化鈉在高溫下熔融并發(fā)生電離,生成可以自由移動(dòng)的Na+和Cl-。在電場(chǎng)中,Na+和Cl-分別向與電源負(fù)極和電源正極相連的電極定向遷移。與電源負(fù)極相連的電極上有電子流入,Na+在該電極上得到電子,被還原為鈉原子;在與電源正極相連的電極上,Cl-將電子轉(zhuǎn)移給該電極,有電子流出,Cl-被氧化為氯原子,兩個(gè)氯原子結(jié)合成氯分子。其電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式可表示為:-+陰極:2Na++2e-===2Na
陽(yáng)極:2Cl--2e-===Cl2↑總反應(yīng):2NaCl2Na+Cl2↑電子:電源負(fù)極→陰極電子:陽(yáng)極→電源正極還原反應(yīng)
氧化反應(yīng)在直流電的作用下,在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程叫電解。電解過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。因此,人們把將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置稱為電解池。在電解池中,與電源負(fù)極相連的電極是陰極,在陰極上發(fā)生還原反應(yīng);與電源正極相連的電極是陽(yáng)極,在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)。電解質(zhì)溶液陰極陽(yáng)極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電解池工作原理陽(yáng)離子(+)陰離子(-)+-電子流出電子流入如圖1-21所示,U形管中裝有氯化銅溶液,插入兩根石墨棒作為電極,接通直流電源,將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近,觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。觀察思考1.在氯化銅溶液中存在Cu2+、H+、Cl-和OH-,請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)指出,在直流電的作用下,哪些離子優(yōu)先在電極上發(fā)生反應(yīng)。2.寫出電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式。水是一種極弱的電解質(zhì),能電離出少量的H+和OH-實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①溶液顏色_______;②陰極上有__________生成;③陽(yáng)極附近有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙______。變淺紅色物質(zhì)變藍(lán)實(shí)驗(yàn)結(jié)論電解CuCl2溶液,生成了銅和氯氣電解氯化銅溶液時(shí),理論上Cu2+、H+都可能在陰極上被還原。由于Cu2+優(yōu)先于H+在電極上發(fā)生反應(yīng),因此,在陰極Cu2+得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)生成銅:Cu2++2e-===Cu同理,OH-、Cl-均可能在陽(yáng)極被氧化,由于Cl-優(yōu)先于OH-在電極上發(fā)生反應(yīng),因此,在陽(yáng)極Cl-失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣:2Cl--2e-===Cl2↑電解反應(yīng)為:CuCl2===Cu+Cl2↑通電電解原理在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于比較活潑的金屬,我們常用電解其熔融鹽的方法制取,如工業(yè)上鈉、鎂的制取是通過(guò)電解熔融氯化鈉、氯化鎂,而鋁的制取是通過(guò)電解熔融氧化鋁。在氯堿工業(yè)中,通過(guò)電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料——燒堿和氯氣。電解飽和食鹽水時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):交流討論2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑請(qǐng)與同學(xué)交流討論下列問(wèn)題:1.在氯化鈉溶液中存在Na+、H+、Cl-和OH-,請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)指出哪些離子優(yōu)先在電極上發(fā)生反應(yīng)。2.寫出陰極和陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。3.如圖1-23所示,電解池的陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)用陽(yáng)離子交換膜隔開,使得陰極區(qū)的OH-不能進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)。電解飽和食鹽水時(shí)為什么要阻止陰極區(qū)的OH-進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)?電解CuCl2溶液電解NaCl溶液溶液中的電離溶液中的離子放電離子H2O?H++OH-NaCl=Na++Cl-H2O?H++OH-CuCl2=Cu2++2Cl-陽(yáng)離子:Na+、水電離的
H+陰離子:Cl-
、水電離的OH-陽(yáng)離子:Cu2+、
水電離的H+陰離子:Cl-
、
水電離的OH-陰極:Cu2++2e-===Cu陰極:2H++2e-===H2
陽(yáng)極:2Cl--2e-===Cl2↑陽(yáng)極:2Cl--2e-===Cl2↑2H2O+2e-===H2+2OH-當(dāng)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí),陰、陽(yáng)極放電有什么規(guī)律?思考:工業(yè)電解飽和食鹽水存在什么隱患?電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題:(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純。反應(yīng)方程式:
.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)避免生成物H2和Cl2混合,混合后遇火或遇強(qiáng)光爆炸.解決方法:使用離子交換膜NaCl溶液2Cl--2e-===Cl2↑2H2O+2e-===H2+2OH-如果得到產(chǎn)物NaOH,陰極側(cè)生成OH-,還需要Na+移向陰極,而我們要避免OH-移向陽(yáng)極與產(chǎn)物Cl2反應(yīng),所以應(yīng)選擇陽(yáng)離子交換膜。-+Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)陽(yáng)離子交換膜陽(yáng)極陰極陽(yáng)極室陰極室陽(yáng)離子交換膜電解槽電解池放電規(guī)律陽(yáng)極:還原性強(qiáng)的離子優(yōu)先放電。
惰性電極活性電極(除金、鉑、C以外材料時(shí))金屬電極失電子陰極:氧化性強(qiáng)的離子優(yōu)先放電。陰極始終是溶液中的陽(yáng)離子得電子,與電極材料無(wú)關(guān)分析電解問(wèn)題的基本方法思路(1)分清楚電解池的陰極和陽(yáng)極(2)通電前:電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽(yáng)離子(包括水電離出的H+和OH-)。(3)通電時(shí):陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極,結(jié)合放電順序分析誰(shuí)優(yōu)先放電。(4)正確書寫電極反應(yīng)式,要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。(5)能結(jié)合題目要求分析電解時(shí)的各種變化情況,如兩極現(xiàn)象、離子濃度的變化、pH變化等。電解——人類創(chuàng)造新物質(zhì)的重要手段學(xué)科提煉電的發(fā)明是人類歷史上一個(gè)重要的里程碑,不僅提高了人類的生活質(zhì)量,還實(shí)現(xiàn)了從電能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)變,“顛覆”了對(duì)化學(xué)變化的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),一些在通常條件下不能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)在通電條件下成為了現(xiàn)實(shí)。電解幫助人類創(chuàng)造出更多自然界不存在的新物質(zhì),成為化學(xué)重要分支——電化學(xué)或能源化學(xué)的基礎(chǔ),因此也形成了電解工業(yè)。從本質(zhì)上看,電解就是借助電流分解反應(yīng)物,將電子提供給溶液或熔融態(tài)中的某些微粒,使其獲得電子生成新的物質(zhì)。在使用電解手段之前鋁是稀缺金屬,時(shí)至今日每年通過(guò)電解得到的鋁已逾千萬(wàn)噸計(jì),成為生產(chǎn)、生活中常用的金屬材料。電解除廣泛應(yīng)用于金屬礦物冶煉、金屬精煉外,還促進(jìn)了電鍍、污水處理等領(lǐng)域的技術(shù)革命,為新的制造業(yè)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。銅的電解精煉拓展視野圖1-24是銅的電解精煉示意圖。⑴粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等CuSO4溶液⑵粗銅的精煉陽(yáng)極--粗銅陰極--純銅電解液--CuSO4溶液
Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+陽(yáng)極:Au、Ag---陽(yáng)極泥陰極:
Cu2++2e-=Cu思考:精煉銅時(shí),電解液中的Cu2+濃度是否會(huì)發(fā)生改變?Cu2+濃度會(huì)下降精煉銅的電解槽中的電解液是用硫酸酸化的硫酸銅溶液。與直流電源正極相連的電極是含有鋅、金、銀等雜質(zhì)的粗銅塊,作為電解池的陽(yáng)極,它在電解時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng),金屬銅和比銅活潑的金屬雜質(zhì)(如鋅等)轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,粗銅中金、銀等活動(dòng)性較弱的金屬在陽(yáng)極沉積下來(lái),形成陽(yáng)極泥。分離、處理陽(yáng)極泥可得到金、銀等貴重金屬。與直流電源負(fù)極相連的電極是純銅薄片,作為電解池的陰極,溶液中的銅離子獲得電子成為金屬銅析出,得到純度大于99.9%的精銅(電解銅)。電鍍是應(yīng)用電解的原理在某些金屬或其他材料制品表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。電鍍除了提升美觀和增加表面硬度之外,更主要的目的是增強(qiáng)材料的抗腐蝕能力,防止金屬氧化等,所以電鍍所用的鍍層金屬通常是一些在空氣中或溶液里不易被腐蝕的金屬或合金,如鉻、鎳、銀、銅等。電鍍——鐵釘鍍鋅基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備儀器:托盤天平、燒杯、試管、玻璃棒、鑷子、藥匙、導(dǎo)線、細(xì)砂紙、直流電源(6~9V)。藥品和試劑:鐵釘、鋅片、2mol·L-1NaOH溶液、濃鹽酸、ZnCl2、KCl、硼酸、濃硝酸、蒸餾水。2.實(shí)驗(yàn)操作(1)電鍍液配制:先向燒杯中加入50mL蒸餾水,加入3.5gZnCl2,再加入12.5gKCl、1.5g硼酸,攪拌使固體溶解,調(diào)節(jié)溶液的pH為5~6。
(2)鍍件的處理:用細(xì)砂紙打磨鐵釘,用水洗凈;把鐵釘放入80°C2mol·L-1NaOH溶液中浸泡5min,除去油污,洗凈;再將鐵釘放入45°C的濃鹽酸中浸泡2min,取出,洗凈;最后將鐵釘放入V(濃硝酸)∶V(水)=1∶100的稀硝酸中浸泡3~5s,取出,洗凈。(3)電鍍操作:用燒杯作電鍍槽,加入電鍍液,用鋅片作陽(yáng)極,鐵釘作陰極,接通6V的直流電源,電鍍20~25min,觀察并記錄現(xiàn)象。3.記錄與結(jié)論金屬材料電鍍時(shí),通常以待鍍金屬制品為陰極,以鍍層金屬為陽(yáng)極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電解質(zhì)溶液。在直流電的作用下,鍍層金屬在待鍍金屬制品表面形成均勻、光亮而致密的鍍層(圖1-27)。電鍍池結(jié)構(gòu)+待鍍金屬制品鍍層金屬-含有鍍層金屬離子的溶液①陰極-待鍍金屬制品②陽(yáng)極-鍍層金屬③電解質(zhì)溶液-含有鍍層金屬離子的溶液電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性保持不變電解精煉池、電鍍池的比較電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。①鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽(yáng)極:鍍層金屬;陰極:鍍件應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽(yáng)極:不純金屬;陰極:純金屬塑料電鍍拓展視野同學(xué)們?cè)谶x購(gòu)衣服時(shí)可能會(huì)注意到,一些衣服上金閃閃或銀燦燦的紐扣讓服裝的色彩更加協(xié)調(diào),給人一種賞心悅目的美感。但也許你會(huì)發(fā)現(xiàn),這些看上去像金屬材質(zhì)的紐扣很輕,并沒(méi)有印象中的金屬質(zhì)感。其實(shí)這漂亮的“金屬”紐扣不是金屬的,而是塑料的,它們表面金
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