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H

2

A B AB

H OH O

H

2

(4)電解原理:

 負極:

 趨勢: 。二個正離子來源:

a.電解質的正離子( ) b.水解離的氫離子( )

 反應順位與半反應。

a.先 。 ( IA、ⅡA 金屬不析出)

b.後產生 。

  電解,負極順位:析、氫  正極:

 趨勢: 。放電子的來源:

a.電極本身( ) b.水分子( )

 反應順位與半反應。

a.先 。

  活性電極溶解,其實是電極腐蝕。

b.後產生 。  電解,正極順位:溶、氧

 水的電解 1.水的電解:

(1)電解裝置:

 電源: 。

 電極: 。 屬於 電極。

 加入 或 。以幫助導電。

 反應:

 正極:產生 。  負極:產生 。  當兩極愈靠近,

產生氣體速率愈 。

O H e

O

H 4 4

2

2 2

2

2

4

4 H

e

H

    

H e H O H e

O

H 4 4 2 4 4

2

2 2 2

2 2

2

2

2 H OHO

O H e

O

H 4 4

2

2 2

2

2

4

4 H

e

H

    

H e H O H e

O

H 4 4 2 4 4

2

2 2 2

2 2

2

2

2 H OHO

O H e

O

H 4 4

2

2 2

2 H

2

OO

2

 4 H

 4 e

2

2

4

4 H

e

H

4 H

 4 e

 2 H

2

    

H e H O H e

O

H 4 4 2 4 4

2

2 2 2

2 2

2

2

2 H OHO

2 2 2

2 2

2

H e

H

H H

H H

2 2 2

2 2

2

H e

H

H H

H H

e H O

O H

H O

O H

O O H

O O H

4 4

2

4 2

2

2 2

2 2

2 2

2 2

e H O

O H

H O

O H

O O H

O O H

4 4

2

4 2

2

2 2

2 2

2 2

2 2

(2)電極反應討論:

 反應:

 正極:

 負極:

 全反應:

 反應比:

 氫、氧體積比= 。

 水、氫、氧莫耳數比= 。  水、氫、氧質量比= 。

2.水的電解重點整理:

3.交流電與直流電的差異:

電解 電解液 正極 負極 濃度變化 pH 變化

電 解 水

NaOH 氫氧化鈉

碳棒 碳棒

H2SO4

硫酸

碳棒 碳棒

區分

磁效應 熱效應 化學效應(以電解水為例)

磁針

偏轉 電磁鐵 燈泡

發亮 正極 負極 體積比

(:

直流電源 是 是 是

交流電源 否 是 是

 硫酸銅的電解 1.硫酸銅的電解:

(1)電解裝置:

 電源: 。

 電極:實驗時交互使用各電極

 碳棒  屬於 電極。

 銅棒  屬於 電極。

 電解液: , 色,酸鹼性 性。

 電極產物:依使用電極種類而異:

 正極反應可能順位:先 、後 。  負極反應可能順位:先 、後 。

(2)[自我練習] 電極反應討論:

 甲:碳棒為兩電極時

 負 極:a. 。 b.質量 。  正 極:a. 。 b.質量 。  電解液:a.濃度 。 b.顏色 c.酸性 。(pH )

 乙:銅棒為兩電極時

 負 極:a. 。 b.質量 。  正 極:a. 。 b.質量 。  電解液:a.濃度 。 b.顏色 c.酸鹼性 。(pH )

 aq

CuSO

4

Cu

2

2

SO

4

O H

2

 aq

CuSO

4

Cu

2

2

SO

4

O H

2

CuSO

Cu

2 2

SO

4

O H

2

CuSO

Cu

2 2

SO

4

O

H

2

 丙:碳棒為正極、銅棒為負極時

 負 極:a. 。 b.質量 。  正 極:a. 。 b.質量 。  電解液:a.濃度 。 b.顏色 c.酸性 。(pH )

 丁:銅棒為正極、碳棒為負極時

 負 極:a. 。 b.質量 。  正 極:a. 。 b.質量 。  電解液:a.濃度 。 b.顏色 c.酸鹼性 。(pH )

 範例解說

1.甲、乙、丙、丁為電解硫酸銅四槽,電極 1、2、5、8 為碳棒,電極 3、4、6、7 為銅棒,

則回答下列問題:

 產生氧氣的電極是 ;有銅析出的電極是 。  質量增加的電極是 ;質量減少的電極是 ; 質量不變的電極是 。

 濃度增加的電解槽是 ;濃度減少的電解槽是 ; 濃度不變的電解槽是 。

 pH 減少的電解槽是 ; pH 不變的電解槽是 。  半反應式是 Cu2++2e- → Cu 的電極是? 。

 半反應式是 Cu → Cu2++2e-的電極是? 。

 aq

CuSO

4

Cu

2

 2

SO

4

O H

2

 aq

CuSO

4

Cu

2

 2

SO

4

O H

2

 aq

CuSO

4

Cu

2 2

SO

4

O H

2

 aq

CuSO

4

Cu

2 2

SO

4

O

H

2

時間 時間 時間 時間

(A) (B) (C) (D)

時間

時間 時間 時間 時間 時間 時間 時間

(A) (B) (C) (D)

 若正、負極總質量為 M 公克,則電解一段時間之後,四電解槽正、負極總質量的變化 可分別用下列何圖表示?甲: ;乙: ;丙: ;丁: 。

 電解應用-電鍍

1.電鍍產品:電鍍:利用 原理,將金屬析附在另一金屬表面上。

2.電鍍:

(1)意義:利用 原理,將金屬析附在另一金屬表面上。

(2)目的:

 防止生鏽( )  增加美觀( ) (3)電鍍流程:

 前處理:表面清潔

 拋光  。

 去鏽  。  脫脂  。  電鍍:金屬析出

 被鍍物:置於電解槽之 極。

 電鍍時間越久,電鍍層厚度越 。  後處理:乾燥

 水洗

 溶劑洗  (揮發快,乾燥快)

(4)實例討論-銅片鍍鋅 :  儀器設置:

 電源: 。

 電鍍液:含有擬鍍物金屬的水溶液(如: )  負極(金屬 ):置放被鍍物(如: )  正極(正極 ):置放擬鍍物金屬片(如: )

 電極反應:

 正極:鋅片  正極 ,質量 。  負極:銅片  負極 ,質量 。  全反應:

 電解液濃度(顏色)變化 。  正極減少質量 負極增加質量

(5)實驗室硫酸銅電鍍液處理:

 回收

 加入鋼絲絨(或活性比銅 者),使其發生氧化還原反應,銅會被取代出來

(6)電鍍廢水的污染:

 二仁溪綠牡蠣事件: 離子污染  鍍銀廢水:含有劇毒氰化物(CN

 桃園觀音鄉、雲林縣及彰化縣的鎘米汙染事件

電極 甲 乙 丙 丁 半反應

 範例解說

1.用鋅銅電池在鐵製湯匙上鍍鋅,實驗器材如下圖所示,甲、乙、丙、丁為各電極的代號,

則回答下列問題:

 實驗線路應如何連接,才為正確的通路? 甲接 ,乙接 。  甲為 極,反應後質量 ;乙為 極,反應後質量 。  鐵匙為 極,反應後質量變化? 。

 鋅片為 極,反應後質量變化? 。

 鹽橋中的鉀離子向 溶液的方向移動,硝酸根離子向 溶液的方向移動,可維 持水溶液的 性。

 電池是 能轉換成 能的過程。

 電解是 能轉換成 能的過程。

 電鍍是 能轉換成 能的過程。

2.( )如圖為電解槽(Ⅰ)及電解槽(Ⅱ)實驗裝置,下列有關電解質實驗的敘述何者錯 誤? (A)電極丙附近有氧氣產生(B)電極乙和電極丁的產物相同 (C)兩電解槽通 電一段時間後,溶液顏色皆變淡(D)電解槽( Ⅱ )的電解液 pH 下降。

3.小緯想以鋅銅電池為電源做電鍍實驗,裝置設置如圖所示,則:

 小緯的實驗目的是? 。

(A)銀上鍍鐵 (B)鐵上鍍銀 (C)鋅上鍍銅 (D)銅上鍍鋅

 鋅銅電池上的電流方向為 ;電子流方向為 。(填:X 或 Y)

 甲杯的水溶液為 ,乙杯的水溶液為 。 ( )關於丙燒杯內的敘述,下列何者錯誤?

(A)銀片應為正極 (B)鐵片應為負極 (C)反應一段時間後硝酸銀的濃度減 少 (D)反應一段時間後銀離子的數目不變。

( )關於甲、乙兩燒杯內的敘述,下列何者錯誤?

(A)甲燒杯使用的電極應為鋅片 (B)乙燒杯的電極反應後質量增加

(C)甲燒杯可使用硫酸鋅溶液 (D)反應一段時間後乙燒杯的正離子增加。

課程結束…

單元主題:磁鐵與磁場 【第 2-1 節】

 磁鐵的性質 1.磁鐵的性質:

(1)磁鐵的磁極:自由轉動的磁針,指向南北向

 磁鐵指向北方的一端,稱為 極或 極  磁鐵指向南方的一端,稱為 極或 極

(2)磁鐵磁力:

 磁力屬於超距力  磁極同極相斥、異極相吸 (3)磁鐵磁場強度:以 最強, 最弱

(4)磁極 N、S 必成對出現:磁極 N、S 不能單獨存在  磁鐵折斷後,由斷面靠近時, 吸引或排斥

S N

S N

S N

磁鐵 磁鐵

 討論: 向磁軸(N、S 連線)縱切  產生新磁極  向磁軸(N、S 連線)橫切  產生新磁極

 磁性物質與磁化 1.磁性物質:

(1)磁性物質:能被磁鐵 的物質(能被磁鐵所吸引的物質)

 含有 、 、 元素者,能被磁鐵所磁化  非磁性物質:不能被磁鐵磁化的物質(不能被磁鐵吸引的物質)

(2)磁化:

 意義:磁鐵吸引磁性物質,使磁性物質近端生成 ,遠端生成 的 現象。

 磁化討論:

(3)物質的磁分類:

 永久磁鐵( 磁鐵):鋼釘(鋼) 不易磁化,但磁化後磁性不消失。

 暫時磁鐵( 磁鐵):鐵釘(熟鐵) 易磁化,但磁化後磁性即刻消失。

 範例解說

1.圓盤形磁鐵如下圖甲,今將其縱切如圖乙和橫切如圖丙;則:

 縱切後的兩塊磁鐵: A 為 極,B 極,C 極,D 極。

 若將縱切的兩塊磁鐵再重合時,會互相 。

 橫切後的兩塊磁鐵:A 為 極,B 為 極,C 為 極,D 為 極。

 若把橫切後的兩塊磁鐵再重合,會互相 。

2.在下圖中,圖釘尖端 Q 能吸引磁針的尖端,則關於磁極極性:(選填:N、S)

 P 是 極;Q 是 極。

 甲是 極;乙是 極。

 磁場與磁力線

物質

磁性物質

非磁性物質

軟磁鐵

能否被磁化? 硬磁鐵

X

磁化難易與磁性保存時間?

易磁化、易消磁

不易磁化、不易消磁

N

S

N

S

N N

S N N S

S S

(1)場的意義: 作用的空間   磁場  電場  重力場 (2)磁場:

 磁場形成 :有磁性者在其周圍建立磁場  距離近,磁場 ( F 與 反比)。  磁場影響:磁性物質進入磁場中受其影響

2.磁力線:

(1)意義:磁場中的鐵粉受磁力作用而串連的曲線,稱為 。 (2)觀察:磁棒上墊壓克力板,以鐵粉灑在其上,輕敲後圖形顯現。

 條形磁鐵  U 形磁鐵  同名極相對  異名極相對

(3)磁場的方向:

 磁場方向探討:將小磁針置放於磁場中,小磁針受磁力而發生偏轉

 磁場方向的定義:

 磁針在磁場中的 為其受力方向  磁力線上任一點的磁場方向為其 方向

 由磁鐵 極指向 極(磁鐵內部由 極指向 極)

Fig. from:Virginia Polytechnic Institute and State University http://www.phys.vt.edu/~demo/demos/e42.html Fig. from:Virginia Polytechnic Institute and State University

http://www.phys.vt.edu/~demo/demos/e42.html

Fig. from:Virginia Polytechnic Institute and State University http://www.phys.vt.edu/~demo/demos/e42.html

(4)常見磁場的磁力線示意圖:磁力線  。

由磁鐵 極出發經外部回到磁鐵 極,再由 S 極經磁鐵內部回到 N 極,

形成一封閉平滑的曲線,彼此絕不相交。

 條形磁鐵:  U 形磁鐵:(如右上圖)

(5)磁場的立體磁力線示意圖:

(6)磁鐵的保存:

 減弱磁力的動作: 、 。

 磁鐵之保存: 相對,並使磁力線多分布於磁鐵或 片內

(7)磁力線性質整理:

 磁力線的疏密程度,可判斷該處磁場的強弱。

 在兩極處,磁力線最密集;離兩極越遠,磁力線越疏鬆。

 磁鐵形成的磁場,範圍為周圍的三度空間,而不只一平面上。

 任兩條磁力線,永不相交。

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