电解原理 电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中,然后接上电源,使电流通过液体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极),阴离子移到带正电的电极(阳极),化合物分为二极。
电解过程 用电使化合物分解的过程就叫电解过程。
水(H
2O)被电解生成电解水。电流通过水(H
2O)时,氢气在阴极形成,氧气则在阳极形成。带正电荷的离子向阴极移动,溶于水中的矿物质钙、镁、钾、钠……带正电荷的离子,便在阴极形成,就是我们所喝的碱性水;而带负电的离子,在阴极生成。
电解水实验:
1.
实验装置图:2.
表达式:水
氢气+氧气
2H
2O
2H
2↑+O
2↑
3.
实验现象: (1)通电后两电极上都有气泡产生;
(2)与电源正极相连接的一端产生的气体比连接负极一端产生的气体少,
接负极一端玻璃管中气体的体积是接正极一端玻璃管内气体体积的2倍。
4.
产物检验 (1)正极一端的气体能使带火星的木条复燃,证明气体是氧气。
(2)负极一端的气体能燃烧,并看到微弱的淡蓝色火焰(或听到爆鸣声),
证明气体是氢气。
5.
实验结论: (1)水是由氢元素和氧元素组成的。
(2)1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
(3)化学变化中,分子可以再分,原子不可以再分。
6.
注意事项: (1)实验前在水中加入少量的氢氧化钠或者稀硫酸,可增强水的导电性,
加快反应速率。
(2)实验开始时产生的氧气和氢气的体积会小于1:2,是因为氢气难溶于水,
氧气不易溶于水,开始产生的氧气有一部分溶于水,实验时间越长,
其比值越接近1:2。
电解水记忆口诀:
水中通入直流电,正氧负氢会出现;氢二氧一体积比,任何时候都不变。
饱和溶液和不饱和溶液的概念:①饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,
叫做这种溶质的饱和溶液
②不饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能再继续溶解某种溶质的溶液,
叫做这种溶质的不饱和溶液
饱和溶液与不饱和溶液的相互转化方法:(1)对于大多数固体:在一定量的水中溶解的最大量随温度升高而增大
饱和溶液
不饱和溶液
(2)对于Ca(OH)
2:在一定量的水中溶解的最大量随温度升高而减少
饱和石灰水
不饱和石灰水
概念的理解:(1)溶液的饱和与不饱和跟温度和溶质的量的多少有关系。因此在谈饱和溶液与不饱和溶液时,一定要强调“在一定温度下”和“一定量的溶剂里”,否则就无意义。
(2)一种溶质的饱和溶液仍然可以溶解其他溶质。如氯化钠的饱和溶液中仍可溶解蔗糖。
(3)有些物质能与水以任意比例互溶,不能形成饱和溶液,如:酒精没有饱和溶液。
饱和溶液和不饱和溶液的相互转化:一般,对饱和溶液与不饱和溶液相互转化过程中溶液组成的分析:
①饱和溶液
不饱和溶液(或不饱和溶液
饱和溶液。不发生结晶的前提下)
溶液中溶质、溶剂、溶液的质量不变,溶质质量分数不变。
②不饱和溶液
饱和溶液
溶液的溶剂质量不变,溶质、溶液、溶质质量分数均增大。
③不饱和溶液
饱和溶液(不发生结晶的前提下)
溶质质量不变,溶剂、溶液质量变小,溶质质量分数变大。
④饱和溶液
不饱和溶液
溶剂、溶液质量增大,溶质质量不变,溶质质量分数变小
判断溶液是否饱和的方法:
①观察法:当溶液底部有剩余溶质存在,且溶质的量不再减少时,表明溶液已饱和。
②实验法:当溶液底部无剩余溶质存在时,可向该溶液中加入少量该溶质,搅拌后,若能溶解或溶解一部分,表明该溶液不饱和;若不能溶解,则表明该溶液已饱和。
浓溶液,稀溶液与饱和溶液,不饱和溶液的关系: 为粗略地表示溶液中溶质含量的多少,常把溶液分为浓溶液和稀溶液。在一定量的溶液里含溶质的量相对较多的是浓溶液,含溶质的量相对较少的是稀溶液。它们与饱和溶液、不饱和溶液的关系如下图所示:
A. 饱和浓溶液B.饱和稀溶液C.不饱和浓溶液D.不饱和稀溶液
(1)溶液的饱和与不饱和与溶液的浓和稀没有必然关系。
(2)饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液。
(3)在一定温度下,同种溶剂、同种溶质的饱和溶液要比其不饱和溶液浓度大。
溶液的概念:
一种或几种物质分散到另一种物质中,形成均一的,稳定的混合物,叫做溶液
溶液的组成:(1)溶液由溶剂和溶质组成溶质:被溶解的物质溶剂:
溶液质量=溶剂质量+溶质质量
溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积
(2)溶质可以是固体(氯化钠、硝酸钾等)、液体(酒精、硫酸等)或气体(氯化氢、二氧化碳等),一种溶液中的溶质可以是一种或多种物质。水是最常用的溶剂,汽油、洒精等也可以作为溶剂,如汽油能够溶解油脂,洒精能够溶解碘等。
溶液的特征:均一性:溶液中各部分的性质都一样;
稳定性:外界条件不变时,溶液长时间放置不会分层,也不会析出固体溶质
对溶液概念的理解:
溶液是一种或儿种物质分散到另一种物质里.形成的均一、稳定的混合物。应从以下几个方面理解:
(1)溶液属于混合物;
(2)溶液的特征是均一、稳定;
(3)溶液中的溶质可以同时有多种;
(4)溶液并不一定都是无色的,如CuSO
4溶液为蓝色;
(5)均一、稳定的液体并不一定郡是溶液,如水;
(6)溶液不一定都是液态的,如空气。
溶液与液体
(1)溶液并不仅局限于液态,只要是分散质高度分散(以单个分子、原子或离子状态存在)的体系均称为溶液。如锡、铅的合金焊锡,有色玻璃等称为固态溶液。气态的混合物可称为气态溶液,如空气。我们通常指的溶液是最熟悉的液态溶液,如糖水、盐水等。
(2)液体是指物质的形态之一。如通常状况下水是液体,液体不一定是溶液。
3. 溶液中溶质、溶剂的判断
(1)根据名称。溶液的名称一般为溶质的名称后加溶剂,即溶质在前,溶剂在后。如食盐水中食盐是溶质,水是溶剂,碘酒中碘是溶质,酒精是溶剂。
(2)若是固体或气体与液体相互溶解成为溶液。一般习惯将固体或气体看作溶质,液体看作溶剂。
(3)若是由两种液体组成的溶液,一般习惯上把量最多的看作溶剂,量少的看作溶质。
(4)其他物质溶解于水形成溶液时。无论,水量的多少,水都是溶剂。
(5)一般水溶液中不指明溶剂,如硫酸铜溶液,就是硫酸铜的水溶液,蔗糖溶液就是蔗糖的水溶液,所以未指明溶剂的一般为水。
(6)物质在溶解时发生了化学变化,那么在形成的溶液中,溶质是反应后分散在溶液中的生成物。如 Na
2O,SO
3分别溶于水后发生化学反应,生成物是 NaOH和H
2SO
4,因此溶质是NaOH和H
2SO
4,而不是 Na
2O和SO
3;将足量锌粒溶于稀硫酸中所得到的溶液中,溶质是硫酸锌(ZnSO
4),若将蓝矾(CuSO
4·5H
2O) 溶于水,溶质是硫酸铜(CuSO
4),而不是蓝矾。
溶液的导电性:探究溶液导电性的实验:
用如图所示的装置试验一些物质的导电性。可以养到蒸馏水、乙醉不导电,而盆酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液均能导电。
酸、碱、盐溶液导电的原因:酸、碱、盐溶于水,在水分子作用下,电离成自由移动的带正(或负)电的阳(或阴)离子(如下图所示)。因此酸、碱、盐的水溶液都能导电,导电的原因是溶液中存在自由移动的离子,而蒸馏水和乙醇中不存在自由移动的离子。
自燃:
1. 概念:自燃是由缓慢氧化引起的自发燃烧。如果缓慢氧化产生的热量不能及时散失,就会越积越多,当温度升高到可燃物的着火点时,如果再遇到氧气就会引起自发的燃烧,这就是自燃。
爆炸:
1. 概念:通常说的爆炸指可燃物拒有限空间内急速燃烧,短时间内聚积大量的热量,使气体体积迅速膨胀引起的爆炸。
自燃:
露在地表的煤层,由于气候炎热,发生缓慢氧化反应而导致自燃。
贮存棉花、饲草的仓库,沾满机器油的破布、棉丝等堆积时间长了,通风不好有时就会自燃。在干燥的季节,森林也会自燃。
在坟地里出现“磷火”也是一种自燃现象。
人和动物机体里含磷的有机物腐败分解能生成磷化氢气体。这种气体着火点很低,接触空气就会自燃。在缺乏科学知识的时代,常把这种自燃现象说成是“鬼火”。
平时将白磷浸泡在冷水里,防止自燃。白磷的着火点低(40℃),可用它做自燃实验。取出少许白磷溶解在二硫化碳中,然后把溶液倒在滤纸上,待二硫化碳挥发后,白磷在滤纸上与空气中氧气充分接触就会自燃。
爆炸:
爆炸是我们日常生活中常见的观象,但有的爆炸仅仅是由物理变化引起的,如轮胎爆炸;有螳爆炸则是由化学变化引起的,如火药爆炸,汽油、液化气等燃料的爆炸等。其中,由化学变化引起的爆炸是学习的重点,这种类型的爆炸主要是由于:
①在有限的空间 (如炸弹)内,发生急速的燃烧,短时问聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀;
②氧气的浓度高,或者可燃物 (气体、粉尘)与氧气的接触面积很大,燃烧范围广,周围的空气迅速猛烈膨胀。防止这类爆炸的方法:通风,禁止烟火等。
燃烧,缓慢氧化,自燃,爆炸(由化学变化引起)的比较:
|
燃烧 |
缓慢氧化 |
自燃 |
爆炸 |
概念 |
可燃物与氧气发生的一种发光放热的剧烈的氧化反应 |
缓慢进行的氧化反应 |
由缓慢氧化引起的自发燃烧 |
可燃物在有限空间内发生的急速燃烧 |
能量变化 |
放热明显 |
放出热量随时散失 |
放热明显 |
放热明显 |
温度 |
达到可燃物的着火点 |
未达到可燃物的着火点 |
达到可燃物的着火点 |
达到可燃物的着火点 |
是否发光 |
发光 |
无明显发光现象 |
发光 |
发光 |
联系 |
均属于氧化反应,均放出热量 |
易燃易爆物的安全知识:
(1)易燃物:一般来说,易燃物指的是那些易燃的气体和液体,容易燃烧、自燃或遇水可以燃烧的固体,以及一些可以引起其他物质燃烧的物质等。常见的有硫;磷、酒精,液化石油气、氢气、乙炔、沼气、石油产品、面粉、棉絮等。
(2)易爆物:指的是那受热或受到撞击时.容易发生爆炸的物质。
(3)一些与燃烧和爆炸有关的图标:
(4)再生产、运输、使用、储存易燃、易爆物时的注意事项:
①对厂房和仓库的要求:与周围建筑物间有足够的防火距离。车间,仓库要有防火、防爆、通风、静电除尘、消防等器材设备,严禁烟火,杜绝一切可能产生火花的因素。容器要求:要牢固、密封、警示标志明显且要注明物品名称、化学性质、注意事项。
③存放要求:单存、单放、远离火种:注意通风。
④运输要求:轻拿轻放、勿撞击。
⑤工作人员要求:严禁烟火、人走电断。
火灾自救及逃生策略:(1)可燃性气体泄漏时的注意事项当室内天然气、液化石油气、煤气泄漏后室内充满可燃性气体.在此环境中打电话或打开换气扇开关,可能产生电火花,造成爆炸、所以应先关闭总阀、开窗通风,并在杜绝一切明火的同时,查找泄露的原因。
(2)火灾自救策略
①迅速找到安全通道;
②火灾时上层空气中氧气少,毒气浓度大,所以要匍匐前进:
③房间发生火灾时不能随时开门开窗,开门开窗会增加氧气量,使火势更加凶猛;
④火灾时,会产生大量浓烟,使人窒息,因此最好用湿布捂住口鼻;
⑤在山林中遇到火灾时,应逆风而跑,因为顺着风更容易被烧伤或发生危险。
爆炸极限:(1)概念:可燃性气体在空气中达到一定浓度时,遇到明火会发生爆炸,人们把容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围,称为该气体的爆炸极限。
①当可燃性气体在混合气体中的含量高于爆炸极限的上限时,可燃性气体可以安静地燃烧;而低于爆炸极限的下限时,则无法燃烧。
②我们通常所说额可燃性气体检验纯度,其实就是检验可燃性气体有没有达到爆炸极限,只要超过爆炸极限的上限,可燃性气体就可以安静的燃烧。
(2)几种常见物质的爆炸极限
可燃物 |
爆炸极限 |
甲烷 |
5%-15% |
丙烷 |
2.2%-9.5% |
乙醇 |
3.4%-19% |
氢气 |
4.0%-75% |
一氧化碳 |
12.5%-74% |
液化气 |
2.0%-12% |
水煤气 |
7.0%-72% |
粉尘爆炸实验:(1)实验装置及步骤
下面是模拟粉尘爆炸的一个实验:如下图所示,在无盖小塑料筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住金属筒,迅速鼓入大量空气,不久,便会听到“砰”的一声,爆炸的气浪将金属筒的塑料盖掀起。
(2)现象:砰的一声响,伴随着一团火光产生,放热,塑料盖被掀起。
(3)分析:面粉被吹起,与空气充分接触,又被蜡烛点燃,在有限空间内发生急剧地燃烧,并让出大量热,产生的气浪将塑料盖掀起,说明可燃物的粉尘在有限的空间内急剧燃烧,能发生爆炸。