1.常见的原电池有两类:一类是类似伏打电池的普通原电池装置;另一类是产生电流效率较高的带盐桥的原电池装置,如下图所示:
两装置工作原理是相同的,即总反应方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。盐桥的作用是--使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触;平衡电荷;提高电流效率。
5.氧化还原反应的基本规律
⑴守恒规律:电子得失总数(或化合价升降总数)相等。据此,可用于配平、计算。
⑵价态规律
①同种元素最高价态只具有氧化性;最低价态只具有还原性;中间价态既具有氧化性,又具有还原性。可简记为:高价氧,低价还,中价全。
②化合物(如):因既有正价又有负价,所以同时具有氧化性和还原性。
⑶归中不交规律
①若价态相隔(即有中间价),一般能反应,且生成中间价态,但二者的化合价不会交叉变化。如
②若价态相邻,则不反应。如C-CO、CO-CO2、SO2-SO3等。
⑷先强后弱规律(反应顺序)
①一种氧化剂遇多种还原剂时,总是按还原性先强后弱的顺序反应。
例如,把Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2可把Fe2+、Br-氧化,由于还原性Fe2+>Br-,所以Cl2先氧化Fe2+,之后,若还有Cl2,才氧化Br-。若n(FeBr2):n(Cl2) = 1:1,其离子方程式为:2Fe2++2Br-+2Cl2 = 2Fe3++Br2+4Cl-
②同理,一种还原剂遇多种氧化剂时,是按氧化性先强后弱的顺序反应。
如Fe与CuCl2-HCl混合液,Fe先与Cu2+反应,后与H+反应。
⑸由强变弱规律(反应方向)
氧化还原反应总是向着氧化性和还原性减弱的方向进行,反之不能。据此,可判断两物质能否发生氧化还原反应。
4.氧化反应与还原反应的关系
氧化还原反应中,氧化反应与还原反应总是同时发生的。一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应”,一个是“氧化反应”,一个是“还原反应”。如2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+的拆写结果是:氧化反应为Cu-2e-==Cu2+;还原反应为2Fe3++2e-==2Fe3+,又如下表:
氧化还原反应 |
氧化反应 |
还原反应 |
3NO2+H2O==2H++2NO3-+NO |
2NO2-2e-+2H2O=4H++2NO3- |
2NO2+2e-+2H+=NO+H2O |
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O |
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O |
2H2O+O2+4e-=4OH- |
3.氧化产物、还原产物的判断
氧化产物、还原产物是从实验得出的。对于一些我们不熟悉的氧化还原反应,可以根据化合价变化的规律,分析氧化产物、还原产物,如下表。
氧化剂 |
还原剂 |
氧化产物 |
还原产物 |
O3 |
I- |
不能确定 |
H2O |
Fe3+ |
SO2 |
SO42- |
Fe2+ |
MnO4- |
H2O2 |
O2 |
不能确定 |
ClO- |
Cl- |
Cl2 |
Cl2 |
2.会标电子转移的方向和数目
⑴Cu2S + O2 = 2Cu + SO2
|
|||
|
|||
氧化剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
还原剂 还原产物
⑵CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑
还原剂 氧化剂 氧化产物
还原产物
1.熟练掌握基本概念
6.所谓碰撞,是指两物体经过极短时间的相互作用,而使各自的动量和动能发生明显变化的过程。在处理碰撞问题时,必须对动量的变化和动能的变化进行综合的分析和判断,选择合适的方法。一般地说,在处理同向追及碰撞问题过程中必须注意以下三方面特点:①碰撞过程中系统的动量守恒;②碰撞后系统的机械能不增加:由于发生碰撞的物体间存在相互作用力,使得碰撞过程中系统内各物体的动能将发生变化。对于弹性碰撞,碰撞后系统的总动能不变;而对于非弹性碰撞,由于有部分动能将转化为系统的内能,故系统的总动能将减少。因此,碰撞前系统的总动能一定大于或等于碰撞后系统的总动能。③碰撞后的运动状态符合实际情况:发生碰撞的物体间除了遵守如上规律外,碰撞过程的发生还应遵循客观实际。如物体A追上物体B并发生碰撞,则碰前A的速度必大于B的速度,而碰后A的速度不大于B的速度,即碰后A的速度必须小于、等于B的速度或A反向运动。
[思想方法]
[例1]航天飞机是能往返于地球和太空间的载人飞行器,利用它既可以将人造卫星送入预定轨道,也可将物资运送到空间站,甚至可以到太空去维修出现故障的地球卫星。
(1)航天飞机对圆形轨道上的卫星进行维修时,二者的速度必须基本相同。若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为。某次维修作业中,航天飞机的速度计显示飞机的速度为,则该空间站轨道半径为多大?
(2)为完成某种空间探测任务,在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使其启动。已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,为了简化问题,设喷射时探测器对气体做功的功率恒为P,在不长的时间内探测器的质量变化较小可以忽略不计。求喷气秒后探测器获得的动能是多少?
(3)当航天飞机无动力着陆时,速度达到某值时从尾部弹出减速伞,以使得航天飞机迅速地减速。如航
5.力与运动、动量、能量是解动力学问题的三种观点,一般来说,用动量观点和能量观点比用力的观点解题简便,因此在解题时优先选用这两种观点;但在涉及加速度问题时就必须用力的观点。
应用动量定理和动能定理时,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统,而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时,研究对象必定是系统;此外,这些规律都是运用于物理过程,而不是对于某一状态(或时刻)。因此,在用它们解题时,首先应选好研究对象和研究过程。一般地,对单个物体,宜选用动量定理和动能定理,其中涉及时间的问题,应选用动量定理,而涉及位移的应选用动能定理;若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用时,优先考虑两大守恒定律,特别是出现相对位移的则优先考虑能量守恒定律。
4.能量守恒定律是自然界的普遍规律,它的成立是无条件的。
3.动量守恒定律和机械能守恒定律是有成立条件的:
①动量守恒定律是专门用来研究物体的相互作用的,如果系统不受合外力或所受合外力为零,则系统动量守恒。但这里有几种情况要注意:I.系统的合外力不为零,但是系统在某一个方向上的合力为零,则在该方向上动量守恒;II.系统虽然受到外力作用,但系统的内力远远大于外力的作用时,就可以忽略外力的影响,仍然可以认为系统的动量守恒;III.系统内部的相互作用“时间极短”时,可以认为该时间内的冲量没有作用,仍然可以对系统运用动量守恒定律.
动量守恒定律的适应范围广,不但适应常见物体的碰撞、爆炸等现象,也适应天体碰撞、原子的裂变.
②系统在只有重力(或系统内弹性力做功)做功时,系统的机械能守恒。机械能守恒定律的表达
形式有许多,如:I. EK+EP=,即系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等。运用这种形式表达式时,应选好重力势能的零势能面;II. ΔEK=ΔEP,即系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能;III. ΔEA增=ΔE减B,即当系统由A、B两部分组成时,A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等。
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