第一篇:化學燃燒條件教案
九年級化學<燃燒條件與滅火原理>教案 一 教學目標 知識與技能 了解燃燒條件和滅火原理 2 2了解易燃物和易爆物安全知識 3 初步學會滅火器的選擇和使用
過程與方法
1通過實驗認識探究問題方法
2利用實驗學習對比在化學學習中作用 通過活動和探究,體會對獲得的事實進行分析得出結論的科學方法
情感態度與價值觀
1認識燃燒實質及其對生活產生重大影響
2了解火災危害與防護方法,了解逃生一般方法 二
教學重點
燃燒條件滅火原理 三 教學難點
利用燃燒條件和滅火原理解釋一些日常現象
四
教學方法
實驗法
綜合啟發法 五
教學用具
白磷
紅磷氧氣
開水
導管
燒杯
鋁板
酒精燈
火柴
濾紙
六
課時安排 1課時
七 教學過程
引入新課提出問題
播放PPT引入 同學們都知道燃燒是人類利用最早的化學反應之一,人類可能已有幾十萬了,的利用燃燒現象也屢見不鮮,那么你知道燃燒到底要滿足什么樣的條件嗎?今天我們就來研究有關燃燒的條件和滅火的原理
講述
燃燒是一種常見的現象,那么這種現象的發生需要什么條件呢 通過實驗研究燃燒條件 教師板書燃燒條件 1可燃物
2達到燃燒所需要的最低溫度(也叫著火點)3氧氣(空氣)教師講解著火點的概念播放課件:在通常狀況下一些常見物質的著火點,讓學生猜測書中81頁的物質的著火點
著火點,可燃物能夠燃燒所需的最低溫度
它是物質的屬性, 與物質的種類有關, 與物質的顆粒大小有關
讓學生回憶燒不壞手帕的實驗并根據以上內容的學習來解釋手帕不壞的愿因.燃燒的現象有利有弊,當我們方法不當時就會造成火災.所以我們很自然就想到滅火.哪些方法可以滅火呢?現在我們在做個實驗.將你們實驗桌的蠟燭點燃,想一想你用哪些方法可以讓它熄滅呢.老師巡視觀察學生做實驗,并對個別學生進行指導.老師提問,同學們都用了哪些方法將蠟燭熄滅了.你們的這些方法都用到了哪些原理.教師板書 滅火原理: 1清除可燃物或使可燃物與其它物品隔離 2 隔絕氧氣或空氣
3使溫度降低到著火點以下 八教師進行小結 九布置作業
第二篇:九年級化學《燃燒和滅火》教案
九年級化學第七單元課題1 《燃燒和滅火》教案
沙灣縣第五中學 吳蘭英
2015年12月9日
九年級化學第七單元課題1 燃燒和滅火
課題分析:
燃燒是生活中常見的現象。本課題共包含三大內容:燃燒的條件、滅火的原理和方法以及易燃物和易爆物的安全知識簡介。課題從幾幅有關燃燒的小活動引入,進而研究燃燒的條件和滅火的原理。教材采用從實驗得出結論的方法來探討燃燒的條件和滅火的原理。學生可通過探究,親身體驗和思考來掌握知識。學情分析:
學生學習本課之前已經有了一定的化學知識積累,對燃燒的現象也有一定的了解,對學習特別是實驗探究有較濃厚的興趣。可能遇到的學習問題有:1.對著火點的概念理解不夠,有的學生把降溫滅火的方法說成是降低著火點。2.探究活動的動手能力和規范性。導學目標:
1.知識與技能:
①認識燃燒的條件和滅火的原理。
②了解滅火器的使用方法、適用范圍及易燃物和易爆物的安全知識。
2.過程與方法:
通過活動與探究,學習對獲得的事實進行分析得出結論的科學方法。
3.情感態度與價值觀:
4.①學生通過討論交流,培養合作意識與創新精神,體驗探究成功的喜悅。
②燃燒可造福人類,又會給人類帶來災害的事實,學會用辨證的觀點看問題。③通過安全知識的學習,增強安全意識。
導學重點:探究燃燒的條件和滅火的原理。
導學難點:燃燒條件的探究,引導學生主動參與探究過程。
教學用品:多媒體、白磷、紅磷、燒杯、熱水、銅片、導管、蠟燭、碳酸鈉、稀鹽酸等。教學方法:多媒體教學法、探究實驗法、演示法等。預習導學:
1.燃燒的定義。2.燃燒的條件。3.滅火的方法有哪些? 興趣導學:創設情景:通過課件展示幾幅與火有關的圖片。
教師表演:魔棒點燈,請一位同學熄滅酒精燈。這就是我們要研究的課題《燃燒與滅火》。問題導學:
活動與探究一:
1、小組實驗
提供用品:紙條、蠟燭、酒精燈、火柴、小木條、小石塊、坩堝鉗、鑷子、沙子、水、濕抹布,剪刀。
要 求:老師從1數到30,此過程中你親自動手制造一種物質的燃燒,并且數到30時燃燒要恰好停止。
2、交流與討論
通過上述實驗,你能得出物質燃燒與哪些因素有關?
3、活動小結
燃燒需要的條件是:
板書:
一、燃燒的條件 教師演示實驗:
(1)在500 mL的燒杯中注入400 mL熱水,并放入一小塊白磷。在燒杯上蓋一個薄銅片,銅片上一端放一小堆干燥的紅磷,另一端放一小塊已用濾紙吸去表面上水的白磷,觀察現象。
(2)、用導管對準上述燒杯中的白磷,通入少量空氣,觀察現象。討論與交流下列問題:
(1)上述實驗中,為什么薄銅片的白磷燃燒而紅磷不燃燒?(2)為什么銅片的白磷燃燒而水中的白磷不燃燒?
(3)本來在熱水中不燃燒的白磷,為什么在通入空氣后卻燃燒了?(4)綜上所述,燃燒需要什么條件?
板書:
可燃物、氧氣(或空氣)、達到燃燒時所需要的最低溫度(也叫著火點)活動與探究二:
提供用品:燃著的蠟燭、水、沙子、濕抹布、剪刀、燒杯。
要 求:同學們用盡可能多的方法去熄滅蠟燭,并找出相應的滅火原理。
板書:
二、滅火的原理(1)清除可燃物或使可燃物跟其他物品隔離;
(2)隔絕氧氣(或空氣);
(3)使溫度降低到著火點以下。
討論與交流:在日常生活中,同學們有過滅火的經驗嗎?談談你在生活中采取的一些滅火措施。
演示實驗:如圖點燃三支蠟燭,在其中一支蠟燭上扣一只燒杯;將另兩支蠟燭放在燒杯中,然后向其中一只燒杯中加適量碳酸鈉和鹽酸,觀察現象分析原因。討論完成并分享:
(1)你如何熄滅蠟燭?
(2)炒菜時油鍋中的油不慎著火,如何處理?為什么?
(3)堆放雜物的紙箱著火了,如何處理?為什么?
(4)撲滅森林火災時的有效方法之一是將大火蔓延線路前的一片樹木砍掉,為什么? 閱讀課本131頁表7-2:滅火器及其使用方法、滅火原理和適用范圍 完成學案:自主研學二滅火器的使用方法
1.家中失火可選用()滅火器。2.圖書館失火可選用()滅火器。3.汽車失火可選用()滅火器。4.木材引起的失火可選用()滅火器。5.檔案室失火可選用()滅火器。6.電線老化引起的失火可選用()滅火器。
觀看幻燈片及課本資料并思考面對火災時如何進行滅火或逃生。
討論:生活中每個人、每個家庭一生中都會遇到一些事故,例如火災。我們應該怎樣應對。以組為單位進行討論,交流,最后咱們全班分享。當堂檢測:
1.水可以滅火的原因是()A.降低著火點 B.隔絕空氣
C.降低溫度至著火點以下并隔絕空氣 D.使可燃物變成不可燃
2.世界上每年有上萬家庭發生火災,造成了極大損失,如果掌握一些家庭安全知識和緊急滅火措施,就能避免火災。下列說法你認為正確的是()A.油鍋著火用鍋蓋蓋滅 B.用明火檢查液化氣罐是否漏氣
C.電器著火用水撲滅 D.室內起火時打開門窗通風
3.認識燃燒原理可以合理利用和控制燃燒反應。下列說法正確的是()A.物質與氧氣反應時都會發生燃燒 B.只有燃燒反應可以將化學能轉化為熱能 C.增大可燃物與空氣的接觸面積,可促進燃燒 D.煤爐生火時,用木材引燃是為了提高煤的著火點 4.根據如圖所示的實驗現象,下列判斷不正確的是()
A.①②說明物質燃燒需要氧氣 B.①說明白磷的著火點不高于80 ℃ C.燒杯中的熱水只起提高溫度的作用 D.①③說明兩種可燃物的著火點不同
5.燃燒需要的三個條件分別是可燃物、氧氣和
,油鍋中的油不慎著火,可用鍋蓋蓋火,其滅火原是
,滅火器中的主要成分是碳酸鈉和稀鹽酸,該反應的化學方程式為。
6.小文在學習“燃燒與滅火”的內容時,做了以下實驗,用兩種不同方法熄滅蠟燭火焰。
(1)以上實驗依據的滅火原理是: 實驗 ,實驗。
(2)請你再舉一個生活中滅火的實例
。課堂小結:本課題共包括兩個重要的內容:燃燒的條件、滅火的原理。采用從實驗得出結論的方法來探討燃燒的條件和滅火的原理。學生通過探究,親身體驗和思考來掌握燃燒的條件、滅火的原理并應用到實際生活中。
板書設計:
7.1 燃燒和滅火
一、燃燒的條件(1)可燃物;
(2)達到燃燒所需的最低溫度(也叫著火點);(3)氧氣(或空氣)
二、滅火的原理
(1)清除可燃物或使可燃物跟其他物品隔離;
(2)隔絕氧氣(或空氣);
(3)使溫度降低到著火點以下。
三、常見滅火器
第三篇:九年級化學《燃燒和滅火》教案
九年級化學第七單元課題1 燃燒和滅火
教材分析:
燃燒是生活中常見的現象。本課題共包含三大內容:燃燒的條件、滅火的原理和方法以及易燃物和易爆物的安全知識簡介。課題從火的發現與利用引入,了解燃燒帶給我們的利益和危害,進而研究燃燒的條件和滅火的原理。教材采用從實驗得出結論的方法來探討燃燒的條件和滅火的原理。學生可通過探究,親身體驗和思考來掌握知識。學情分析:
學生學習本課之前已經有了一定的化學知識積累,對燃燒的現象也有一定的了解,對學習特別是實驗探究有較濃厚的興趣。設置分組討論實驗有助于他們的直觀性學習。并且在之前第六單元的學習中了解了與二氧化碳相關的知識,因此在這里可以理解應用。可能遇到的學習問題有:1.對著火點的概念理解不夠,有的學生把降溫滅火的方法說成是降低著火點。2.探究活動的動手能力和規范性。教學目標:
1.知識與技能:
①認識燃燒的條件和滅火的原理。②了解滅火器的使用方法、適用范圍 2.過程與方法:
通過活動與探究,學習對獲得的事實進行分析得出結論的科學方法。
3.情感態度與價值觀:
4.①學生通過討論交流,培養合作意識與創新精神,體驗探究成功的喜悅。②燃燒可造福人類,又會給人類帶來災害的事實,學會用辨證的觀點看問題。③通過安全知識的學習,增強安全意識。教學重點:探究燃燒的條件和滅火的原理。
教學難點:燃燒條件的探究,引導學生主動參與探究過程。教學用品:多媒體課件、制作的教具、三只蠟燭、兩個燒杯,火柴、酒精燈、碳酸鈉粉末、稀鹽酸、藥匙等。給學生的實驗用具準備了五組,每組有一個水槽、兩支蠟燭、一個燒杯、火柴等 教學方法:多媒體教學法、探究實驗法、演示法等。課時安排:一課時 教學過程: 一.導入
創設情境激發學生學習興趣。通過展示圖片,將火的由來火的應用以及在現代生活中的一些應用展示出來,讓學生們體會在生活中火會給我們帶來溫暖和光明;接下來觀看一些森林火災、樓房起火和人們被火燒傷的圖片使學生們體會火有時候也是無情的。因此我們不僅要懂得利用火是我們的生活更加美好也要懂得如何防火和滅火,由此引入課題的學習《燃燒和滅火》 二.探究
活動與探究一:探究燃燒的條件 1.觀看視頻完成
要求了解實驗用具、過程與說明的原理
學生通過觀看視頻分析:①銅片上只有白磷和紅磷時,哪個會燃燒?②銅片上的白磷和水中的白磷,哪個會燃燒?③要想使水中的白磷燃燒起來應該怎樣做?
2、交流與討論
分小組討論:①通過上述實驗,你能得出物質燃燒與哪些因素有關?②三個條件是否缺一不可?
3、活動小結
燃燒需要的條件是: 可燃物 助燃劑 溫度達到可燃物著火點
板書:
一、燃燒的條件
活動與探究二:探究滅火的原理
① 學生分組實驗與教師演示實驗相結合。教師點燃三只蠟燭,學生點燃兩只蠟燭,讓其中一只蠟燭在空氣中安靜的燃燒,將第二只蠟燭用燒杯扣住,觀察其實驗現象;向裝有蠟燭的第三只燒杯放入碳酸鈉粉末和稀鹽酸,觀察第三只蠟燭的實驗現象。②讓學生描述三只蠟燭不同的實驗現象并分組討論產生該現象的原因
③從分析為什么第一和第三只蠟燭會熄滅上,總結滅火的原理。
④學生桌子上現還有一只燃燒的蠟燭,請同學們開動腦筋盡可能多的想一些如何滅火的方法,并說明你使用的方法依據了什么滅火原理。
板書:
二、滅火的原理
(1)清除可燃物或使可燃物跟其他物品隔離;(2)隔絕氧氣(或空氣);
(3)使溫度降低到著火點以下。
根據滅火原理制得簡易滅火器,書上實驗由觀看視頻了解。拓展交流與學習
①認識一些滅火器,了解它們的使用方法,明確他們的滅火原理并知曉它們的實際用途。②練習
1.家中失火可選用()滅火器。2.圖書館失火可選用()滅火器。3.汽車失火可選用()滅火器。4.木材引起的失火可選用()滅火器。5.檔案室失火可選用()滅火器。6.電線老化引起的失火可選用()滅火器。
觀看幻燈片及課本資料并思考面對火災時如何進行滅火或逃生。討論:生活中每個人、每個家庭一生中都會遇到一些事故,例如火災。我們應該怎樣應對。以組為單位進行討論,交流,最后咱們全班分享。當堂檢測:
2.根據如圖所示的實驗現象,下列判斷正確的是()A.現象①③說明白磷的著火點高于紅磷的著火點 B.現象①②說明可燃物燃燒溫度一定要達到著火點 C.現象②③說明白磷與紅磷的著火點均高于80℃ D.現象①②③說明可燃物燃燒需要氧氣,同時溫度要達到著火點
課堂小結:本課題共包括兩個重要的內容:燃燒的條件、滅火的原理。采用從實驗得出結論的方法來探討燃燒的條件和滅火的原理。學生通過探究,親身體驗和思考來掌握燃燒的條件、滅火的原理并應用到實際生活中。
作業:課后習題
第四篇:鋼鐵件化學鍍錫銅合金
鋼鐵件化學鍍錫銅合金
摘要
目前銅錫合金鍍層主要由電鍍方法獲得,但電鍍法存在鍍層的組成和色澤隨電流密度的大小變化、復雜零件色澤不均勻、鍍液電流效率低、鍍液大多采用劇毒氰化物、對環境污染嚴重等不足,應用受到了限制。因此本文采化學鍍的方法研究了采用以硫酸銅和硫酸亞錫為主鹽,加入絡合劑,酒石酸,錫鹽穩定劑,研究了一種化學鍍錫銅合金工藝。探討了主要成分的影響,研究了金黃色和銀白色兩種顏色的鍍層,采用陰極極化曲線法和循環伏安曲線法來檢查鍍液鍍層的性能。從而制定出工藝配方,金黃色鍍層為:硫酸銅:1.2g/L,硫酸錫:15g/L,酒石酸:14g/L,穩定劑:10ml/L,硫酸(98%):10ml/L,溫度:室溫,時間:3~5min。銀白色鍍層為:硫酸銅:0.2g/L,硫酸錫:17g/L,酒石酸:14g/L,穩定劑:8ml/L;硫酸(98%):10ml/L;溫度:室溫;時間:3~5min;兩種顏色的鍍液得到的鍍層結晶細致、光亮、附著力好;研究表明化學鍍錫銅層結合力強,覆蓋力高與其它鍍層配套性好,是一種替代氰化鍍錫銅合金的新工藝。
關鍵詞
錫銅合金;結合力;化學鍍;
Electroless plating of tin-copper alloy on steel and iron Abstract At present tin-copper alloy coating mainly obtains by the electroplating, but the electroplating process existence coating composition with the luster along with the current density size change, the complex components luster non-uniformity, plated the fluid current efficiency lowly, plates the fluid mostly to use the violently poisonous cyanide, to be serious and so on the insufficiency to the environmental, pollution, the application has been restricted.Therefore this literary talent chemical plating method studied has used by the cupric sulfate and the stannous sulfate primarily salt, joined the chromium mixture tartaric acid, the tin salt stabilizer, studied one chemistry to tin-copper alloy craft.From but establish the craft formulation,the Golden color coating:CuSO4:1.2g/L,SnSO4:15g/L,Tartaric acid:14g/L,Stabilize:10ml/L,H2SO4(98%):10ml/L,Temperature:room temperature,Time:3~5min。the silvery white plating: CuSO4:0.2g/L,SnSO4:17g/L,Tartaric acid:14g/L,Stabilize:10ml/L,H2SO4(98%):10ml/L,Temperature:room temperature,Time:3~5min。Has discussed the principal constituent influence, has studied golden yellow and silver-white color two kind of colors coating, and inspected has plated fluid coating the performance.The research indicated chemistry tin-copper copper level binding force, the cover strength is high good with other coating necessary, is one kind of substitution cyaniding copper-tin alloy the new craft.Key words tin copper alloy;Binding force;Electroless plating;0 前言
目前銅錫合金鍍層主要由電鍍方法獲得,所形成的鍍層隨錫含量的不同而呈現紅色、金黃色、淡黃色及銀白色,鍍層耐蝕性良好,可以與同厚度的鎳層媲美,因而在防護—裝飾性鍍層中有一定的作用。但電鍍法存在鍍層的組成和色澤隨電流密度的大小變化、復雜零件色澤不均勻、鍍液電流效率低、鍍液大多采用劇毒氰化物、對環境污染嚴重等不足,應用受到了限制。為避免使用氰化物,人們從無氰電鍍和化學鍍銅錫合金方面進行了研究,先后開發了焦磷酸鹽—酒石酸鹽電鍍銅錫合金、酒石酸(檸檬酸)—錫酸鹽電鍍銅錫合金。但鍍層光澤欠佳,且鋼鐵件直接電鍍,鍍層結合力不能滿足要求。為此人們開始嘗試浸鍍Cu-Sn合金方法,取得了較成功的經驗[1-2]。
浸鍍,即置換鍍或接觸鍍,是一種無需外界電流或還原劑,而是利用兩種金屬的電位差產生的電動勢驅動的置換反應。它具有設備少、效率高、成本低、操作簡單、鍍層色調一致等優點,尤其適用于管狀、深孔等復雜零件的施鍍[3-4]。
通常置換反應因其速度太快,形成的鍍層大都為粗糙疏松、多孔和結合力不良的鍍層。在電鍍時被枧為有害反應,人們想盡方法去克服或避免它。如在銅上鍍銀時需先對銅進行汞齊化或用高氰化物預鍍銀;鋼鐵件或鋅壓鑄件在電鍍酸性光亮銅前需先預鍍氰化銅,防止置換反應的發生;或者研制無置換反應的鋼鐵件直接HEDP鍍銅及銅件直接采用丁二酰亞胺鍍銀工藝等。然而,如果人們能很好控制置換反應的速度,那就可變害為利.直接獲得光亮細致且結合力優良的浸鍍層[5-7]。實驗材料與儀器
1.1 實驗材料
硫酸銅(工業級);硫酸亞錫(化學純);酒石酸(分析純);錫鹽穩定劑;硫酸(分析純);鐵片;導線;飽和甘汞電極;鉑片電極;砂紙。
1.2 實驗儀器
電鍍槽;電子天平(湘儀電子天平廠);烘箱(長沙儀器儀表廠); ZDA-20A/12V 硅整流器(浙江省紹興市承天電器廠);CHI660B型電化學工作站; 實驗研究部分
2.1 鋼鐵件化學鍍錫銅合金的原理
據資料報導[8-10]在一種同時含有Cu2+、Sn2+ 離子的溶液中,Fe與Cu2+、Sn2+能否同時產生置換反應呢?這可以從金屬的電極電位和反應的電動勢來判斷。將一片處理好的試片放入含有Cu2+和Sn2+的溶液中時,將發生的反應如下:
Cu2+ + Fe→Cu + Fe2+
E = + 0.778 V Sn2+ + Fe→Sn + Fe2+
E = + 0.304 V
以上兩個反應的電動勢均大于+ 0.2 V,這說明在鐵上可以自發的進行Cu2+與Sn2+的還原反應。反應(1)的電動勢大于(2),表明置換銅比置換錫更為容易。為了控制置換銅的反應,使其得到不同錫的質量分數的合金鍍層,因此在溶液中必須加入一 種絡合劑。
2.2工藝流程
試樣(鋼鐵片)→化學除油→熱水洗→流水洗→酸洗除銹→兩次水洗→電解除油→熱水洗→流水洗→化學拋光→水洗→弱浸蝕(1:1鹽酸)→水洗→浸鍍Cu-Sn合金→兩次水洗→鈍化→兩次流水洗→去離子水洗→烘干→檢驗→成品。
2.2.1 化學除油工藝
具體配方及條件如下:
NaOH
Na2CO
3Na3PO4·12H2O
Na2SiO3
溫度(℃)
時間(t)
2.2.2 電解除油工藝
具體配方及條件如下:
NaOH
Na2CO3
Na3PO4·12H2O
Na2SiO3
溫度(℃)
電流密度(A/dm3)陰極除油時間(t)陽極除油時間(t)
2.2.3 酸洗除銹工藝
具體配方及條件如下:
H2SO4(d=1.84)
HCl(d=1.19)
溫度(℃)
時間(t)
50~100g/L 20~40g/L 30~40g/L 50~15g/L 80 ~ 85℃~ 7min
10~30g/L 20~40g/L 30~40g/L 30~50g/L
80℃ 10A/dm3
1min 0.2~0.5min
200mL/L 480mL/L
室溫
10min
2.2.4 拋光處理工藝
經過篩選本工藝采用的化學拋光工藝如下:
HNO3(65%)
mL/L H2SO4(98%)
300mL/L H3PO4(85%)
600mL/L 鉻酐(CrO3)
5~10g/L 溫度(℃)
120~140℃ 時間(t)
<10min
2.2.5 弱浸蝕工藝
具體配方及條件如下:
HCl
(d=1.19)
1:1 溫度(℃)
室溫
時間(t)
0.5~2min
2.2.6 鍍后處理工藝
錫銅合金鍍層雖然化學穩定性較高,但若長期放置在空氣或潮濕的環境中,表面顏色仍會逐漸變暗發黑。鍍后鍍層需要進行鈍化處理。在表面生成一層鈍化膜,可以防止鍍層表面發暗。雖然膜薄,但卻能對膜層起很好的保護和裝飾作用。
2.3性能檢測
參照相應的國家標準及實驗研究的需要,對試樣的外觀、附著力、耐酸腐蝕性以及極化曲線等性能進行綜合考察,以確定其工藝特點。2.3.1 錫銅合金鍍層的外觀
通過目測,對形成錫銅合金鍍層的顏色、光澤及均勻程度進行評價。
2.3.2鍍層的結合力的檢測
對鍍層采用彎曲試驗將試片鍍膜向外表面彎曲成直角直至折斷,看試片上有沒有出現剝離或裂紋現象。
將浸鍍銅錫合金試片在光亮鍍鎳液中電鍍3 min,然后鍍層采用彎曲試驗將試片鍍膜向外表面彎曲成直角直至折斷,看試片上有沒有出現剝離或裂紋現象。
2.3.3 鍍液覆蓋能力檢測
采用內徑ΦlO mm×100 mm的塑料管,內插寬度10 mm、長度100 mm鋼片測定。以“鋼片有鍍層長度/鋼片長度×100%”計算鍍液的覆蓋能力。2.3.4 錫銅合金鍍層的極化曲線測量
采用CHI660B型電化學工作站,對未浸鍍的鋼鐵試樣、鍍有金黃色鍍層的試樣和鍍有銀白色鍍層的試樣進行極化曲線測試,測試溶液為5%NaCl溶液,測試工作電極用蠟封裝,僅露出l0mm×l0mm面積的表面,參比電極為飽和甘汞電極(SCE),輔助電極為鉑片電極。曲線測試動電位掃描速度均為0.1V/s,用計算機軟件擬合,直接繪制出曲線。
2.4.5 循環-伏安曲線的測量
采用CHI660B型電化學工作站,對未浸鍍鋼鐵的試樣、鍍有金黃色鍍層的試樣和鍍有銀白色鍍層的試樣進行循環伏安曲線測試。測試溶液為5%NaCl溶液,循環伏安曲線溶液則僅采用5%NaCl溶液。測試工作電極用蠟封裝,僅露出l0mm×l0mm面積的 表面,參比電極為飽和甘汞電極(SCE),輔助電極為鉑片電極。曲線測試動電位掃描速度均為0.1V/s,用計算機軟件擬合,直接繪制出曲線。實驗結果與討論
3.1 基礎配方的確定
通過查閱參考文獻,基本確定了基礎配方,如下:
CuSO4·5H2O
0.5 g/L
SnSO4
10g/L 酒石酸
10g/L
錫鹽穩定劑
10mL/L H2SO4(98%)
10mL/L
時間
- 10min 溫度
室溫(25-35℃)
化學鍍液的配制:稱取流酸銅(CuSO4? 5H2O)于燒杯中,加入蒸餾水形成A液。在定量的硫酸中加入SnSO4,攪拌使之溶解,然后依次加入錫鹽穩定劑、絡合劑使其完全溶解后形成B液。將B液在攪拌下加入A液中,加蒸餾水至刻度形成C液。最后用硫酸調整鍍液pH值,定溶過濾后形成D液待用。
3.2 鍍液中各組分的作用
3.2.2 硫酸亞錫的影響
硫酸亞錫是浸鍍液的主鹽,其含量直接影響鍍層的色澤和鍍層質量。
表1 硫酸亞錫的影響 Table 1 Effect of the SnSO4 SnSO4濃度g/L
實驗現象及結果 紅銅色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 4
金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 8
金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 12
淺金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好
淺金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 20
錫白色鍍層,結晶粗糙,結合力很差
由表可見,硫酸亞錫的含量低于4g/L時,鍍層呈紅銅色。硫酸亞錫的含量高于16g/L時,鍍層呈錫白色。硫酸亞錫的含量4g/L-8g/L時,鍍層呈金黃色。硫酸亞錫的含量8g/L-16g/L時,鍍層顏色從淺金黃色到金黃色過渡。因此,為了得到銀白色的鍍層,硫酸亞錫的含量在16g/L-20g/L為宜,而要得到金黃色的鍍層,硫酸亞錫的含量應在4g/L-16g/L為宜。
3.2.2 硫酸銅的影響
硫酸銅也是浸鍍液的主鹽,其含量也會直接影響鍍層的色澤和鍍層質量。
表2
硫酸銅的影響
Table2 Effect of the CuSO4 CuSO4濃度g/L
實驗現象及結果
0.1 錫白色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 0.4
錫白色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 0.8
淺金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好1.2
淺金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 1.6
金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 2.0
金黃色鍍層,結晶細致光亮,結合力良好 2.4
銅紅色鍍層,結晶粗糙,結合力很差
由表可見,硫酸銅的含量低于0.4g/L時,鍍層呈錫白色。硫酸銅的含量高于2.4g/L時,鍍層呈銅紅色。硫酸銅的含量0.8g/L-2.0g/L時,鍍層顏色從淺金黃色到金黃色過渡。因此,為了得到銀白色的鍍層,硫酸銅的含量在0.1g/L-0.4g/L為宜,而要得到金黃色的鍍層,硫酸銅的含量應在0.8g/L-2.0g/L為宜。
3.2.3 絡合劑的影響
因為鐵置換銅的速度要比置換錫快的多,因此簡單的Cu2+、Sn2+的鹽溶液中很 難獲得金黃色和銀白色的鍍層,因此只有加入一種絡合劑來抑制Cu2+的置換反應或者促進Sn2+的置換反應。本實驗采用酒石酸作為絡合劑。
表3
絡合劑的影響
Table3 Effect of the complexing agent
酒石酸濃度g/L
實驗現象及結果 1 鍍液穩定性很差,鍍層偏黃 4
鍍液穩定性很差,結晶細致光亮 8
鍍液穩定性好,結晶細致光亮
鍍液穩定性好,結晶細致光亮 16
鍍液穩定性好,結晶細致光亮 20
鍍液穩定性好,鍍層有些發花
由表可見,酒石酸含量低于4g/L時,鍍層偏黃,鍍液穩定性不好。酒石酸的含量高于16g/L時,沉積速度下降,鍍層的有些發花。因此,酒石酸含量應控制在4 g/L-16g/L為宜。
3.2.3硫酸的影響
在鍍液中加入硫酸后,一方面可以降低銅離子的有效濃度,能細化結晶,另一方面可以防止亞錫鹽的水解,提高鍍液的穩定性。
表4
硫酸的影響
Table4 Effect of the H2SO4 H2SO4(98%)濃度mL/L
實驗現象及結果 1 置換反應速度很慢,結晶細致光亮 4
置換反應速度很較慢,結晶細致光亮 8
置換反應速度加快了,結晶細致光亮
置換反應速度加快了,結晶細致光亮 16
置換反應速度較快,結晶較細致光澤度降低 20
置換反應速度很快,鍍層粗糙光澤度降低
由表可見,硫酸含量底于4g/L時,置換反應速度很慢。硫酸的含量高于16g/L時,置換反應速度很快,但鍍層粗糙光澤度降低。因此,硫酸含量應控制在8g/L-16g/L為宜。
3.2.3錫鹽穩定劑的影響
由于鍍液中Sn2+易發生氧化和水解,生成亞錫酸鹽沉淀,使鍍液變成渾濁,鍍層質量變差,因此必須加入穩定劑。
表5 穩定劑的影響
Table5 Effect of the stabilizer agent
錫鹽穩定劑濃度mL/L
實驗現象及結果
不加穩定劑
放置7天后,產生大量沉淀,鍍液發黃,無法進行浸鍍
放置7天后,產生很多沉淀,鍍液發黃,但仍可以浸鍍 8
放置7天后,產生較少沉淀,但仍可以浸鍍 12
放置7天后,鍍液澄清,可以浸鍍
放置7天后,鍍液澄清,可以浸鍍 20
放置7天后,鍍液澄清,可以浸鍍
由表可見,未加入穩定劑放置幾天后就不能進行浸鍍了,而加入穩定劑放置幾天后仍能進行浸鍍了。穩定劑含量的多少沒有多大的影響,其用量控制在8g/L-16g/L為宜。
3.3 最佳配方的確定
通過以上單因素法試驗,確定了影響錫銅合金鍍層形成的主要因素,以下將采用正交實驗來確定最佳配方。
3.3.1 鍍銀白色鍍層的配方確定
表6 L16(34)正交各因素水平Table 6 The level of the orthogonal factors
因素
水平
CuSO4(g/L)
SnSO4(g/L)
酒石酸(g/L)
穩定劑(mL/L)
3
0.1 17
0.2
0.3 20
表7
正交試驗結果
Table 7 The result of the orthogonal experiments 因素 1 3 4 5 6 7 8 9
CuSO
4SnSO4
酒石酸
穩定劑2 3
結合力
外觀9 8 8 8 9 8 8 9 試樣號2 2 3 1 3 1 2 K1=ΣⅠi
K2=ΣⅡi
K3=ΣⅢI
R1=K1/3 R2=K2/3
16.7 R3=K3/3
15.3
15.7 16
16.3
16.3
15.7 S=│Rmax―Rmin│0.4
0.6
0.6 由S值的大小可知,各因素對鍍層的影響大小為:
SnSO4 >酒石酸>穩定劑> CuSO4
由R值大小可評定最佳配方為 2,2,2,1 即鍍銀白色鍍層的最佳配方為:
CuSO4
0.2g/L SnSO4
17g/L 酒石酸
14g/L 穩定劑
mL/L H2SO4(98%)
mL/L 時間
5min 溫度
室溫 3.3.1鍍金黃色鍍層的配方確定
表8 L16(34)正交各因素水平Table8 The level of the orthogonal factors
因素
水平
CuSO4(g/L)
SnSO4(g/L)
酒石酸(g/L)
穩定劑(mL/L)
3
0.8
14 20
1.2
1.5
表8
正交試驗結果
Table 8 The result of the orthogonal experiments 因素 1 3 4 5 6 7 8 9
K1=ΣⅠi
K2=ΣⅡi
K3=ΣⅢI
R1=K1/3
16.7
R2=K2/3
17.3 R3=K3/3
11.7 17.3
16.3 17
CuSO4
SnSO4
酒石酸
穩定劑2 3
結合力
外觀9 9 9 9 9 8 8 9 試樣號2 2 3 1 3 1 2
17.7 S=│Rmax―Rmin│0.6
1.3
酒石酸>SnSO4 > CuSO4>穩定劑
1.4
0.6 由S值的大小可知,各因素對鍍層的影響大小為: 由R值大小可評定最佳配方為 2,3,2,任意 即鍍金黃色鍍層的最佳配方為:CuSO4
1.2g/L SnSO4
15g/L 酒石酸
14g/L 穩定劑
mL/L H2SO4(98%)
mL/L 時間
5min 溫度
室溫
3.6 鍍液、鍍層的性能檢測
3.6.1 鍍層的外觀的檢測
鍍層的外觀當硫酸銅不變時隨著硫酸亞錫含量的增加而變化,其鍍層的顏色依次變化為紅銅色—金黃色―淺黃色―錫白色。當硫酸亞錫不變時鍍層的外觀隨著硫酸銅含量的增加而變化,其鍍層的顏色依次變化為錫白色—淺黃色―金黃色―紅銅色。
3.6.2 鍍層的結合力的檢測
對鍍層采用彎曲試驗,鍍層均無脫皮和揭起現象。將浸鍍錫銅合金試片在光亮鍍鎳液中電鍍3 min后再采用彎曲試驗,鍍層也均無脫皮和揭起現象。這說明這種浸鍍錫銅合金的鍍層的結合力很好。
3.6.3 鍍液的覆蓋能力的檢測
采用內徑Φ10mm×100mm的塑料管,內插寬度10mm、長度100mm鋼片測定。經過多次測量,鋼片有鍍層長度均為鋼片長度,以“鋼片有鍍層長度/鋼片長度×100%”計算鍍液的覆蓋能力,則鍍液的覆蓋能力為100%。
3.6.4 陰極極化曲線的測量結果
采用CHI660B型電化學工作站,對鍍有金黃色鍍層的試樣、鍍有銀白色鍍層的試樣、未鍍的鋼鐵試樣在5%NaCl溶液中進行恒電流極化曲線的測量。參比電極采用飽和甘汞電極,輔助電極采用10cm2的鉑電極。研究電極為待測蠟封試樣,僅露出1cm2的表面。
以下圖1為鍍有金黃色鍍層的試樣、鍍有銀白色鍍層的試樣、未鍍的鋼鐵試樣在5%NaCl溶液中的極化曲線圖。
A ———金黃色鍍層 B———銀白色鍍層 C———鐵基體
圖1 各試樣在5%NaCl溶液中的極化曲線圖
Fig 1 The polarization curve of the samples in the solution of 5%NaCl
從上面的圖,可以看出三者的陰極極化曲線有明顯的區別,金黃色鍍層和銀白色鍍層使陰極極化曲線向低電流密度方向移動,由于陰極反應被抑制,整個電化學反應被抑制,使錫銅合金的腐蝕電流密度減少,從而錫銅合金的腐蝕速度減緩。
3.6.5 循環-伏安曲線的測量結果
以下圖2為鍍有金黃色鍍層的試樣、鍍有銀白色鍍層的試樣、未鍍的鋼鐵試樣在5%NaCl溶液中的循環伏安曲線圖。根據循環伏安曲線的面積大小可評定試樣的耐蝕性能。
A ———金黃色鍍層 B———銀白色鍍層 C———鐵基體
圖2 各試樣在5%NaCl溶液中的循環伏安曲線
Fig 2 The circulatory voltampere curve of the samples in the solution of 5%NaCl 12 從上面的圖可以看出,鍍有銀白色鍍層試樣的循環伏安曲線所圍成的面積介于鍍有金白色鍍層試樣和未浸鍍過的試樣之間,在回掃后,在相同的電位下,鍍有銀黃色鍍層試樣和鍍有銀白色鍍層試樣的電流均低于未浸鍍過的試樣的電流,由此可說明,在浸鍍過錫銅合金的鍍層的試樣顯著提高其耐蝕性。結論
本文研究的化學鍍錫銅合金的工藝配方 金黃色鍍層:
CuSO4? 5H2O
1.2g/L
SnSO4
15g/L 酒石酸
14g/L
穩定劑
10mL/L H2SO4(98%)
10mL/L
時間
5min
溫度
室溫
銀白色鍍層:
CuSO4? 5H2O
0.2g/L
SnSO4
17g/L 酒石酸
14g/L
穩定劑
8mL/L H2SO4(98%)
mL/L
時間
5min
溫度
室溫
本文研究的化學鍍錫銅合金鍍層結合力強,覆蓋力高,能提高鍍層的耐蝕性能,裝飾性好,生產效率高,無公害。具有進一步研究和發展的價值和現實意義。很適于小五金、裝飾品、文具等小商品上應用。適當改變條件后也可獲得高銅(紅色)或高錫(白色)的錫銅合金層。
由于時間緊,而測定鍍層的耐蝕性能需要花較多的時間,因此在評定鍍層的性能時,只從鍍層的外觀來評定,因此,人為因素影響比較大。如果有充裕的時間,可以從鍍層的耐蝕性能來綜合評定鍍層,減少人為因素的影響。可以進一步的研究鍍液的組成,針對鍍層的不足之處,改善鍍層的性能和外觀。致謝
在本次實驗中,在肖鑫副教授的悉心指導和幫助下,得以順利地完成本次實驗,在此特表示衷心的感謝,同時也衷心的感謝其他的老師和同學的幫助和支持。參考文獻
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電化學性能測定數據圖: 5%NaCl溶液中的極化曲線陰化曲線
圖1 金黃色鍍層的陰極極化曲線圖
Fig 1 The cathode polarization curve of the golden yellow plating
圖2 銀白色鍍層的陰極極化曲線圖
Fig 2 The cathode polarization curve of the silvery white plating
圖3 鐵基體的陰極極化曲線圖
Fig 3 The cathode polarization curve of the steel and iron
5%NaCl循環-伏安曲線的測量結果
圖4 金黃色鍍層的循環伏-安曲線
Fig 4
the circulatory voltampere curve of the golden yellow plating
圖5 銀白色鍍層的循環伏-安曲線
Fig 5
the circulatory voltampere curve of the silvery white plating
圖6 鐵基體的循環伏-安曲線
Fig 6
the circulatory voltampere curve of the steel and iron
第五篇:九年級化學燃燒和滅火教學設計
九年級化學教學設計及反思
第七單元
燃料及其利用 課題1燃燒和滅火
一、教學設計思路
在課程標準理念的指導下,切實提高課堂的實效性,以達到事半功倍的效果。提高課堂的實效性,就必須把學習的主動權交給學生,在設計中也應以學生所求、所需為基本的出發點和落腳點,以學生研讀、質疑、思悟為主體,以教師啟發、辨析、點撥為主導,培養學生的綜合思維能力。
二、教材分析
本單元從常見的燃燒現象入手,介紹燃燒的條件和滅火原理以及一些安全知識。利用燃燒反應的實例很多,而生活中利用最多的是燃料的燃燒,所以,在介紹燃燒等知識之后,又介紹了燃料及其用途,以及使用燃料對環境的影響等。并用所學知識去解決生活中的實際問題,體現了新課程改革的理論聯系實踐的科學理念。
三、學情分析
本單元在內容的安排上注意從學生的親身體驗出發,選擇學生熟悉和生活中常見的知識和現象,并配合圖像,增強學生對知識的感受;同時,注意通過與探究、調查研究、討論和實驗等形式,培養學生的創新精神和實踐能力。教材中還適當的編入與社會發展、新科技等相關的資料,以開闊學生的眼界。
四、教學目標
知識與技能
1、認識燃燒的條件和滅火的原理。
2、了解易燃物和易爆物的安全知識。
過程和方法:
1、通過活動與探究,學習對獲得的事實進行分析得出結論的科學方法;
2、通過對燃燒條件和滅火原理的學習,培養學生比較、分類、歸納、概括等信息加工能力。
情感態度與價值觀:
1、通過引導學生自主研究,學習對現象,事實進行分析得出結論的科學方法,認識燃燒的條件;認識滅火的基本原理;掌握滅火的常用措施;
2、了解常見易燃物和易爆物的安全知識;增強安全意識;
五、重點:燃燒的條件和滅火的原理;
六、難點:燃燒的條件和滅火的原理。
七、教學方法:實驗、歸納、練習設計相結合。
八、教學過程:
【引入】在研究氧氣的化學性質時,我們知道許多物質可以在氧氣或空氣中燃燒。在本節中,我們將學習燃燒、燃燒的條件、易燃物和易爆物的安全知識。【提問】生活中有許多燃燒現象,你能根據這些現象列舉一些使物質燃燒的方法嗎?
【回答】用火柴、打火機、煙火、爐火等火源將紙、煤、酒精燈等引燃,用電子打火點煙、鉆木取火等
物質燃燒的共同特征和反應實質。待征——發光、發熱 實質——劇烈的氧化反應
【演示】在燒杯中放入半杯80℃左右的熱水,在燒杯上放一塊薄銅片,在銅片的兩端分別放一小粒白磷和一小堆紅磷,過一會兒后白磷燃燒起來而紅磷不燃燒。
【提問】通過對上述實驗進行分析,可燃物在什么條件下才能夠燃燒? 【演示】在玻璃棒的下端、中部、上部三處各系上一小塊白磷,把玻璃棒插到盛有80℃熱水的燒杯里,使下端的白磷浸沒在熱水中,中部的白磷懸于水面處,上部的白磷露在燒杯外,結果只有水面處的白磷燃起來了。
【分析】水面上的白磷和水中的白磷溫度都達到了著火點,不同的是水面上的白磷與空氣接觸了而水中的沒有,這就說明物質必須與氧氣接觸才能燃燒;水面上的白磷與燒杯外的白磷同在空氣中,而燒杯外的白磷下面沒有熱水,其溫度未達到著火點,說明物質要燃燒還得使其溫度達到著火點。
燃燒:可燃物跟空氣中的氧氣發生的一種發光發熱的劇烈的氧化反應。一:燃燒的條件
(1)可燃物(2)要與氧氣接觸。(3)可燃物要達到燃燒時所需的最低溫度——著火點。
【小結】燃燒,必須同時具備三個條件,缺一不可。
【設問】燃燒必須同時具備三個條件,若缺少一個就不能燃燒。當發生了火災時,應如何滅火呢?
【講解】滅火的原理是由燃燒的條件決定的,即破壞燃燒的條件之一,就可以滅火。可見,燃燒的條件和滅火的原理是從不同的角度來說明同一問題,兩者不是相互割裂的。
二:滅火的原理和方法 原理一:將可燃物與氧氣隔絕。原理二:將可燃物溫度降到著火點以下。
【討論】1.實驗室如何熄滅酒精燈?它應用了什么原理? 2.木頭著火時,通常潑水可以熄滅,為什么?
3.請聯系實際,列舉一些常用的滅火方法,并分別說說它們的滅火的原理。三:易燃物和易爆物的安全知識:【引入】大家知道,同是一種物質在不同條件下,燃燒的現象也不相同。如碳、硫、磷等在氧氣中燃燒就要比在空氣中劇烈;在同一條件下,有些物質能平靜燃燒,有些物質則急劇燃燒,甚至會發生爆炸。為什么同是燃燒,但現象會出現如此的差異呢? 燃燒的特殊現象——爆炸 【講解】通過上述實驗我們看到:
1.氧氣的含量不同,可燃物燃燒的激烈程度是不同的。
2.由于可燃物與空氣充分混合,經點燃在一定空間內急劇燃燒,生成的氣體受熱急劇膨脹即引起爆炸。所以在油庫、面粉加工廠、紡織廠的一些車間都寫有嚴禁煙火的警告,就是因為這些地方的空氣中常混有可燃性氣體或粉塵,它們接觸到明火,就會有爆炸的危險。
【引入】外界條件的變化對燃燒的現象也有影響,總的來說就是
【板書】可燃物與氧氣接觸面積越大,氧氣濃度越高,燃燒就越劇烈。在一定空間內急劇燃燒,并有氣體生成,可以引發爆炸。【練習】課后1、2題 【作業】課后3、4、5