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
24
4 H
e
H
:
H e H O H e
O
H 4 4 2 4 4
2
2 2 22 2
2
2
2 H O H O
O H e
O
H 4 4
2
2 2⊕
:2
24
4 H
e
H
:
H e H O H e
O
H 4 4 2 4 4
2
2 2 22 2
2
2
2 H O H O
O H e
O
H 4 4
2
2 2⊕
:2 H
2O O
2 4 H
4 e
⊕
:2
24
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 22 2
2
2
2 H O H O
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
4O H
2 aq
CuSO
4
Cu
2 2
SO
4O H
2CuSO
Cu
2 2SO
4O H
2CuSO
Cu
2 2SO
4O
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
4O H
2 aq
CuSO
4
Cu
2 2
SO
4O H
2 aq
CuSO
4
Cu
2 2SO
4O H
2 aq
CuSO
4
Cu
2 2SO
4O
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。