化學(xué)選修 化學(xué)反應(yīng)原理重要知識(shí)點(diǎn)
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1、word 化學(xué)選修 化學(xué)反響原理復(fù)習(xí) 第一章 一、焓變反響熱 1.反響熱:一定條件下,一定物質(zhì)的量的反響物之間完全反響所放出或吸收的熱量 2.焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進(jìn)展的化學(xué)反響的熱效應(yīng) 〔1〕.符號(hào): △H〔2〕.單位:kJ/mol 3.產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂——吸熱化學(xué)鍵形成——放熱 放出熱量的化學(xué)反響。(放熱>吸熱)△H 為“-〞或△H <0 吸收熱量的化學(xué)反響?!参鼰?放熱〕△H 為“+〞或△H >0 ☆ 常見(jiàn)的放熱反響:① 所有的燃燒反響 ② 酸堿中和反響 ③ 大多數(shù)的化合反響 ④ 金屬與酸的反響 ⑤
2、生石灰和水反響 ⑥ 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等 ☆ 常見(jiàn)的吸熱反響:① 晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl ② 大多數(shù)的分解反響 ③ 以H2、CO、C為復(fù)原劑的氧化復(fù)原反響 ④銨鹽溶解等 二、熱化學(xué)方程式 書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式注意要點(diǎn):①熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。 ②熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反響物和生成物的聚集狀態(tài)〔g,l,s分別表示固態(tài),液態(tài),氣態(tài),水溶液中溶質(zhì)用aq表示〕 ③熱化學(xué)反響方程式要指明反響時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。 ④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù) ⑤各物質(zhì)系數(shù)加倍,△H加倍;反響逆向進(jìn)展,△H改變符號(hào),數(shù)
3、值不變 三、燃燒熱 1.概念:25 ℃,101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。 ※注意以下幾點(diǎn): ①研究條件:101 kPa ②反響程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol ④研究容:放出的熱量?!拨<0,單位kJ/mol〕 四、中和熱 1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反響而生成1mol H2O,這時(shí)的反響熱叫中和熱。 2.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反響其實(shí)質(zhì)是H+和OH-反響,其熱化學(xué)方程式為: H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) Δ 3.弱酸或弱堿電離要吸收
4、熱量,所以它們參加中和反響時(shí)的中和熱小于57.3kJ/mol。 4.中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn) 五、蓋斯定律 1.容:化學(xué)反響的反響熱只與反響的始態(tài)〔各反響物〕和終態(tài)〔各生成物〕有關(guān),而與具體反響進(jìn)展的途徑無(wú)關(guān),如果一個(gè)反響可以分幾步進(jìn)展,如此各分步反響的反響熱之和與該反響一步完成的反響熱是一樣的。 第二章 一、化學(xué)反響速率 1. 化學(xué)反響速率〔v〕 ⑴ 定義:用來(lái)衡量化學(xué)反響的快慢,單位時(shí)間反響物或生成物的物質(zhì)的量的變化 ⑵ 表示方法:?jiǎn)挝粫r(shí)間反響濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示 ⑶ 計(jì)算公式:v=Δc/Δt〔υ:平均速率,Δc:濃度變化,Δt:時(shí)間〕單位:mol/〔L·s〕 ⑷
5、 影響因素: ① 決定因素〔因〕:反響物的性質(zhì)〔決定因素〕 ② 條件因素〔外因〕:反響所處的條件 2. ※注意:〔1〕、參加反響的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變化對(duì)濃度幾乎無(wú)影響,可以認(rèn)為反響速率不變。 〔2〕、惰性氣體對(duì)于速率的影響 ①恒溫恒容時(shí):充入惰性氣體→總壓增大,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變→反響速率不變 ②恒溫恒體時(shí):充入惰性氣體→體積增大→各反響物濃度減小→反響速率減慢 二、化學(xué)平衡 〔一〕1.定義: 化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反響進(jìn)展到正逆反響速率相等時(shí),更組成成分濃度不再改變,達(dá)到外表上靜止的一種“平衡〞,這就是這個(gè)反響所能
6、達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀態(tài)。 2、化學(xué)平衡的特征 逆〔研究前提是可逆反響〕 等〔同一物質(zhì)的正逆反響速率相等〕 動(dòng)〔動(dòng)態(tài)平衡〕 定〔各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定〕 變〔條件改變,平衡發(fā)生變化〕 3、判斷平衡的依據(jù) 判斷可逆反響達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù) 例舉反響 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 混合物體系中 各成分的含量 ①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定 平衡 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定 平衡 ④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定 不一定平衡 正、逆反響 速率的關(guān)系 ①在單位時(shí)間消
7、耗了mmolA同時(shí)生成m molA,即V(正)=V(逆) 平衡 ②在單位時(shí)間消耗了n molB同時(shí)消耗了p molC,如此V(正)=V(逆) 平衡 ③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆) 不一定平衡 ④在單位時(shí)間生成n molB,同時(shí)消耗了q molD,因均指V(逆) 不一定平衡 壓強(qiáng) ①m+n≠p+q時(shí),總壓力一定〔其他條件一定〕 平衡 ②m+n=p+q時(shí),總壓力一定〔其他條件一定〕 不一定平衡 混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量Mr ①M(fèi)r一定時(shí),只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí) 平衡 ②Mr一定時(shí),但m+n=p+q時(shí) 不一定平衡
8、 溫度 任何反響都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)〔其他不變〕 平衡 體系的密度 密度一定 不一定平衡 其他 如體系顏色不再變化等 平衡 〔二〕影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素 1、濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響 〔1〕影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,增大反響物的濃度或減少生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移動(dòng);增大生成物的濃度或減小反響物的濃度,都可以使平衡向逆方向移動(dòng) 〔2〕增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡_不移動(dòng)_ 〔3〕在溶液中進(jìn)展的反響,如果稀釋溶液,反響物濃度__減小__,生成物濃度也_減小_, V正_減小___,V逆也_減小____,但是減小的程度不同,
9、總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反響方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和__大___的方向移動(dòng)。 2、溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響 影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,溫度升高會(huì)使化學(xué)平衡向著___吸熱反響______方向移動(dòng),溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向著_放熱反響__方向移動(dòng)。 3、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響 影響規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著__體積縮小___方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著___體積增大__方向移動(dòng)。 注意:〔1〕改變壓強(qiáng)不能使無(wú)氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng) 〔2〕氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律相似 4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響:由于使用催化劑對(duì)正反響速率和逆反響
10、速率影響的程度是等同的,所以平衡__不移動(dòng)___。但是使用催化劑可以影響可逆反響達(dá)到平衡所需的_時(shí)間_。 5.勒夏特列原理〔平衡移動(dòng)原理〕:如果改變影響平衡的條件之一〔如溫度,壓強(qiáng),濃度〕,平衡向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 三、化學(xué)平衡常數(shù) 〔一〕定義:在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)反響達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),___生成物濃度冪之積與反響物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)____比值。 符號(hào):__K__ 〔二〕使用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)注意的問(wèn)題: 1、表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度是__變化的濃度______,不是起始濃度也不是物質(zhì)的量。 2、K只與__溫度〔T〕___有關(guān),與反響物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。 3、
11、反響物或生產(chǎn)物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度是固定不變的,可以看做是“1〞而不代入公式。 4、稀溶液中進(jìn)展的反響,如有水參加,水的濃度不必寫(xiě)在平衡關(guān)系式中。 〔三〕化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用: 1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反響__進(jìn)展程度_____的標(biāo)志。K值越大,說(shuō)明平衡時(shí)_生成物___的濃度越大,它的___正向反響___進(jìn)展的程度越大,即該反響進(jìn)展得越__完全___,反響物轉(zhuǎn)化率越_高_(dá)__。反之,如此相反。一般地,K>_105__時(shí),該反響就進(jìn)展得根本完全了。 2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn),判斷正在進(jìn)展的可逆反響是否平衡與不平衡時(shí)向何方進(jìn)展建立平衡?!睶:濃度積〕 Q_〈__K:
12、反響向正反響方向進(jìn)展; Q__=_K:反響處于平衡狀態(tài) ; Q_〉__K:反響向逆反響方向進(jìn)展 3、利用K值可判斷反響的熱效應(yīng) 假如溫度升高,K值增大,如此正反響為_(kāi)_吸熱___反響 假如溫度升高,K值減小,如此正反響為_(kāi)_放熱___反響 *四、等效平衡 1、概念:在一定條件下〔定溫、定容或定溫、定壓〕,只是起始參加情況不同的同一可逆反響達(dá)到平衡后,任何一樣組分的百分含量均一樣,這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。 2、分類(lèi) 〔1〕定溫,定容條件下的等效平衡 第一類(lèi):對(duì)于反響前后氣體分子數(shù)改變的可逆反響:必須要保證化學(xué)計(jì)量數(shù)之比與原來(lái)一樣;同時(shí)必須保證平衡式左右兩邊同一邊的物
13、質(zhì)的量與原來(lái)一樣。 第二類(lèi):對(duì)于反響前后氣體分子數(shù)不變的可逆反響:只要反響物的物質(zhì)的量的比例與原來(lái)一樣即可視為二者等效。 〔2〕定溫,定壓的等效平衡 只要保證可逆反響化學(xué)計(jì)量數(shù)之比一樣即可視為等效平衡。 五、化學(xué)反響進(jìn)展的方向 1、反響熵變與反響方向: 〔1〕熵:物質(zhì)的一個(gè)狀態(tài)函數(shù),用來(lái)描述體系的混亂度,符號(hào)為S. 單位:J???mol-1?K-1 (2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,導(dǎo)致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,也是反響方向判斷的依據(jù)。. 〔3〕同一物質(zhì),在氣態(tài)時(shí)熵值最大,液態(tài)時(shí)次之,固態(tài)時(shí)最小。即S(g)〉S(l)〉S(s) 2、反響方向判斷依據(jù) 在溫度、壓強(qiáng)
14、一定的條件下,化學(xué)反響的判讀依據(jù)為: ΔH-TΔS〈0 反響能自發(fā)進(jìn)展 ΔH-TΔS=0 反響達(dá)到平衡狀態(tài) ΔH-TΔS〉0 反響不能自發(fā)進(jìn)展 注意:〔1〕ΔH為負(fù),ΔS為正時(shí),任何溫度反響都能自發(fā)進(jìn)展 〔2〕ΔH為正,ΔS為負(fù)時(shí),任何溫度反響都不能自發(fā)進(jìn)展 第三章 一、弱電解質(zhì)的電離 1、定義:電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,叫電解質(zhì)。 非電解質(zhì) :在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。 強(qiáng)電解質(zhì) : 在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì) 。 弱電解質(zhì): 在水
15、溶液里只有一局部分子電離成離子的電解質(zhì) 。 物質(zhì) 單質(zhì) 化合物 電解質(zhì) 非電解質(zhì): 非金屬氧化物,大局部有機(jī)物 。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2…… 強(qiáng)電解質(zhì): 強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,大多數(shù)鹽 。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4 弱電解質(zhì): 弱酸,弱堿,極少數(shù)鹽,水 。如HClO、NH3·H2O、Cu(OH)2、H2O…… 混和物 純凈物 2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別: 電解質(zhì)——離子化合物或共價(jià)化合物 非電解質(zhì)——共價(jià)化合物 注意:①電解質(zhì)、
16、非電解質(zhì)都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等屬于非電解質(zhì) ③強(qiáng)電解質(zhì)不等于易溶于水的化合物〔如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,故BaSO4為強(qiáng)電解質(zhì)〕——電解質(zhì)的強(qiáng)弱與導(dǎo)電性、溶解性無(wú)關(guān)。 3、電離平衡:在一定的條件下,當(dāng)電解質(zhì)分子電離成 離子的速率 和離子結(jié)合成時(shí),電離過(guò)程就達(dá)到了 平衡狀態(tài) ,這叫電離平衡。 4、影響電離平衡的因素: A、溫度:電離一般吸熱,升溫有利于電離。 B、濃度:濃度越大,電離程度 越小 ;溶液稀釋時(shí),電離平衡向著電離的方向移動(dòng)。C、同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液里參加與弱電解質(zhì)具有一樣離子的電解
17、質(zhì),會(huì) 減弱 電離。D、其他外加試劑:參加能與弱電解質(zhì)的電離產(chǎn)生的某種離子反響的物質(zhì)時(shí),有利于電離。 9、電離方程式的書(shū)寫(xiě):用可逆符號(hào) 弱酸的電離要分布寫(xiě)〔第一步為主〕 10、電離常數(shù):在一定條件下,弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個(gè)常數(shù)。叫做電離平衡常數(shù),〔一般用Ka表示酸,Kb表示堿。 〕 表示方法:ABA++B- Ki=[ A+][ B-]/[AB] 11、影響因素: a、電離常數(shù)的大小主要由物質(zhì)的本性決定。 b、電離常數(shù)受溫度變化影響,不受濃度變化影響,在室溫下一般變化不大。 C、同一溫度下,不
18、同弱酸,電離常數(shù)越大,其電離程度越大,酸性越強(qiáng)。如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO 二、水的電離和溶液的酸堿性 1、水電離平衡:: 水的離子積:KW = c[H+]·c[OH-] 25℃時(shí), [H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW = [H+]·[OH-] = 1*10-14 注意:KW只與溫度有關(guān),溫度一定,如此KW值一定 KW不僅適用于純水,適用于任何溶液〔酸、堿、鹽〕 2、水電離特點(diǎn):〔1〕可逆 〔2〕吸熱 〔3〕極弱 3、影響水電離平衡的外界因素: ①酸、堿 :抑制水的電離 KW〈1*1
19、0-14 ②溫度:促進(jìn)水的電離〔水的電離是 吸 熱的〕 ③易水解的鹽:促進(jìn)水的電離 KW〉 1*10-14 4、溶液的酸堿性和pH: 〔1〕pH=-lgc[H+] 〔2〕pH的測(cè)定方法: 酸堿指示劑—— 甲基橙 、 石蕊 、 酚酞 。 變色圍:甲基橙 3.1~4.4〔橙色〕 石蕊5.0~8.0〔紫色〕 酚酞8.2~10.0〔淺紅色〕 pH試紙 —操作 玻璃棒蘸取未知液體在試紙上,然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照即可 。 注意:①事先不能用水濕潤(rùn)PH試紙;②廣泛pH試紙只能讀取整數(shù)值或圍 三 、混合液的pH值計(jì)算方法公式
20、1、強(qiáng)酸與強(qiáng)酸的混合:〔先求[H+]混:將兩種酸中的H+離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它〕 [H+]混 =〔[H+]1V1+[H+]2V2〕/〔V1+V2〕 2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合:〔先求[OH-]混:將兩種酸中的OH離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它〕 [OH-]混=〔[OH-]1V1+[OH-]2V2〕/〔V1+V2〕 (注意 :不能直接計(jì)算[H+]混) 3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的混合:〔先據(jù)H+ + OH- ==H2O計(jì)算余下的H+或OH-,①H+有余,如此用余下的H+數(shù)除以溶液總體積求[H+]混;OH-有余,如此用余下的OH-數(shù)除以溶液總體積求[OH-]混,再求其它〕 四、稀釋
21、過(guò)程溶液pH值的變化規(guī)律: 1、強(qiáng)酸溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀 = pH原+ n 〔但始終不能大于或等于7〕 2、弱酸溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀〈pH原+n 〔但始終不能大于或等于7〕 3、強(qiáng)堿溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀 = pH原-n 〔但始終不能小于或等于7〕 4、弱堿溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀〉pH原-n 〔但始終不能小于或等于7〕 5、不論任何溶液,稀釋時(shí)pH均是向7靠近〔即向中性靠近〕;任何溶液無(wú)限稀釋后pH均接近7 6、稀釋時(shí),弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變化得慢,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿變化得快。 五、強(qiáng)酸〔pH1〕強(qiáng)堿〔pH2〕混和計(jì)算規(guī)律 1
22、、假如等體積混合 pH1+pH2=14 如此溶液顯中性pH=7 pH1+pH2≥15 如此溶液顯堿性pH=pH2 pH1+pH2≤13 如此溶液顯酸性pH=pH 2、假如混合后顯中性 pH1+pH2=14 V酸:V堿=1:1 pH1+pH2≠14 V酸:V堿=1:10〔14-〔pH1+pH2〕〕 五、酸堿中和滴定: 1、中和滴定的原理 實(shí)質(zhì):H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和堿能提供的OH-物質(zhì)的量相等。 2、中和滴定的操作過(guò)程: 〔1〕儀②滴定管的刻度,O刻度在 上 ,往下刻度標(biāo)數(shù)越來(lái)越大,全部容積 大于 它的最大刻度值
23、,因?yàn)橄露擞幸痪植繘](méi)有刻度。滴定時(shí),所用溶液不得超過(guò)最低刻度,不得一次滴定使用兩滴定管酸〔或堿〕,也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以讀到小數(shù)點(diǎn)后 一位 。 〔2〕藥品:標(biāo)準(zhǔn)液;待測(cè)液;指示劑。 〔3〕準(zhǔn)備過(guò)程: 準(zhǔn)備:檢漏、洗滌、潤(rùn)洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面。〔洗滌:用洗液洗→檢漏:滴定管是否漏水→用水洗→用標(biāo)準(zhǔn)液洗〔或待測(cè)液洗〕→裝溶液→排氣泡→調(diào)液面→記數(shù)據(jù)V(始) 〔4〕試驗(yàn)過(guò)程 3、酸堿中和滴定的誤差分析 誤差分析:利用n酸c酸V酸=n堿c堿V堿進(jìn)展分析 式中:n——酸或堿中氫原子或氫氧根離子數(shù);c——酸或堿的物質(zhì)的量濃度; V——酸或堿溶液的體積。當(dāng)用酸去滴定
24、堿確定堿的濃度時(shí),如此: c堿= 上述公式在求算濃度時(shí)很方便,而在分析誤差時(shí)起主要作用的是分子上的V酸的變化,因?yàn)樵诘味ㄟ^(guò)程中c酸為標(biāo)準(zhǔn)酸,其數(shù)值在理論上是不變的,假如稀釋了雖實(shí)際值變小,但表現(xiàn)的卻是V酸的增大,導(dǎo)致c酸偏高;V堿同樣也是一個(gè)定值,它是用標(biāo)準(zhǔn)的量器量好后注入錐形瓶中的,當(dāng)在實(shí)際操作中堿液外濺,其實(shí)際值減小,但引起變化的卻是標(biāo)準(zhǔn)酸用量的減少,即V酸減小,如此c堿降低了;對(duì)于觀察中出現(xiàn)的誤差亦同樣如此。綜上所述,當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸來(lái)測(cè)定堿的濃度時(shí),c堿的誤差與V酸的變化成正比,即當(dāng)V酸的實(shí)測(cè)值大于理論值時(shí),c堿偏高,反之偏低。 同理,用標(biāo)準(zhǔn)堿來(lái)滴定未知濃度的酸時(shí)亦然。 六、鹽類(lèi)的水
25、解〔只有可溶于水的鹽才水解〕 1、鹽類(lèi)水解:在水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反響。 2、水解的實(shí)質(zhì):水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合,破壞水的電離,是平衡向右移動(dòng),促進(jìn)水的電離。 3、鹽類(lèi)水解規(guī)律: ①有 弱 才水解,無(wú)弱不水解,越弱越水解;誰(shuí) 強(qiáng)顯誰(shuí)性,兩弱都水解,同強(qiáng)顯中性。 ②多元弱酸根,濃度一樣時(shí)正酸根比酸式酸根水解程度大,堿性更強(qiáng)。 (如:Na2CO3 >NaHCO3) 4、鹽類(lèi)水解的特點(diǎn):〔1〕可逆〔與中和反響互逆〕 〔2〕程度小 〔3〕吸熱 5、影響鹽類(lèi)水解的外界因素: ①溫度:溫度越 高 水解程
26、度越大 〔水解吸熱,越熱越水解〕 ②濃度:濃度越小,水解程度越 大 〔越稀越水解〕 ③酸堿:促進(jìn)或抑制鹽的水解〔H+促進(jìn) 陰離子 水解而 抑制 陽(yáng)離子水解;OH -促進(jìn)陽(yáng)離子水解而抑制陰離子水解〕 6、酸式鹽溶液的酸堿性: ①只電離不水解:如HSO4- 顯 酸 性 ②電離程度>水解程度,顯 酸 性 〔如: HSO3- 、H2PO4-〕 ③水解程度>電離程度,顯 堿 性 〔如:HCO3- 、HS- 、HPO42-〕 7、雙水解反響: 〔1〕構(gòu)成鹽的陰陽(yáng)離子均能發(fā)生水解的反響。雙水解反響相互促進(jìn),水解程度較大,有的甚至水解完全。
27、使得平衡向右移。 〔2〕常見(jiàn)的雙水解反響完全的為:Fe3+、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-與NH4+;CO32-(HCO3-)與NH4+其特點(diǎn)是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡,如:2Al3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ 8、鹽類(lèi)水解的應(yīng)用: 水解的應(yīng)用 實(shí)例 原理 1、凈水 明礬凈水 Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+ △ 2、去油污 用熱堿水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+O
28、H- 3、藥品的保存 ①配制FeCl3溶液時(shí)常參加少量鹽酸 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ②配制Na2CO3溶液時(shí)常參加少量NaOH CO32-+H2O HCO3-+OH- △ △ 4、制備無(wú)水鹽 由MgCl2·6H2O制無(wú)水MgCl2在HCl氣流中加熱 假如不然,如此: MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O 5、泡沫滅火器 用Al2(SO4)3與NaHCO3溶液混合 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 6、比擬鹽溶液中離子濃度的大小
29、 比擬NH4Cl溶液中離子濃度的大小 NH4++H2O NH3·H2O+H+ c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)- 9、水解平衡常數(shù) 〔Kh〕 對(duì)于強(qiáng)堿弱酸鹽:Kh =Kw/Ka(Kw為該溫度下水的離子積,Ka為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數(shù)) 對(duì)于強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh =Kw/Kb〔Kw為該溫度下水的離子積,Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數(shù)〕 電離、水解方程式的書(shū)寫(xiě)原如此 1、多元弱酸〔多元弱酸鹽〕的電離〔水解〕的書(shū)寫(xiě)原如此:分步書(shū)寫(xiě) 注意:不管是水解還是電離,都決定于第一步,第二步一般相當(dāng)微弱。 2、多元弱堿〔多元弱堿鹽〕的電
30、離〔水解〕書(shū)寫(xiě)原如此:一步書(shū)寫(xiě) 八、溶液中微粒濃度的大小比擬 ☆☆根本原如此:抓住溶液中微粒濃度必須滿足的三種守恒關(guān)系: ①電荷守恒::任何溶液均顯電 中 性,各陽(yáng)離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和=各陰離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和 ②物料守恒: 〔即原子個(gè)數(shù)守恒或質(zhì)量守恒〕 某原子的總量(或總濃度)=其以各種形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和 ③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與OH-濃度相等。 九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡 1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見(jiàn)知識(shí) 〔1〕溶解度 小于 0.01g的電解質(zhì)稱(chēng)難溶電解質(zhì)。 〔2〕反響后離子濃度降至1*10-5以
31、下的反響為完全反響。如酸堿中和時(shí)[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故為完全反響,用“=〞,常見(jiàn)的難溶物在水中的離子濃度均遠(yuǎn)低于10-5mol/L,故均用“=〞。 〔3〕難溶并非不溶,任何難溶物在水中均存在溶解平衡。 〔4〕掌握三種微溶物質(zhì):CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4 〔5〕溶解平衡常為吸熱,但Ca(OH)2為放熱,升溫其溶解度減少。 〔6〕溶解平衡存在的前提是:必須存在沉淀,否如此不存在平衡。 2、溶解平衡方程式的書(shū)寫(xiě) 注意在沉淀后用(s)標(biāo)明狀態(tài),并用“ 〞。如:Ag2S(s) 2Ag+(aq〕+ S2-(
32、aq) 3、沉淀生成的三種主要方式 〔1〕加沉淀劑法:Ksp越小〔即沉淀越難溶〕,沉淀越完全;沉淀劑過(guò)量能使沉淀更完全。 〔2〕調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽(yáng)離子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。 〔3〕氧化復(fù)原沉淀法: 〔4〕同離子效應(yīng)法 4、沉淀的溶解: 沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動(dòng)。常采用的方法有:①酸堿;②氧化復(fù)原;③ 沉淀轉(zhuǎn)化 。 5、沉淀的轉(zhuǎn)化: 溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度 更小 的。 如:AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr〔淡黃色〕 AgI 〔黃色〕 A
33、g2S〔黑色〕 6、溶度積〔KSP〕 1、定義:在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。 2、表達(dá)式:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) KSP= [c(An+)]m?[c(Bm-)]n 3、影響因素: 外因:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動(dòng)。 ②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。 4、溶度積規(guī)如此 QC〔離子積〕〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP 平衡狀態(tài) QC〈KSP 未飽和,繼續(xù)溶解 第
34、四章 第一節(jié) 原電池 原電池: 1、概念: 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池_______ 2、組成條件:①兩個(gè)活潑性不同的電極② 電解質(zhì)溶液③ 電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路 3、電子流向:外電路: 負(fù) 極——導(dǎo)線—— 正 極 電路:鹽橋中 陰 離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液,鹽橋中 陽(yáng) 離子移向正極的電解質(zhì)溶液。 4、電極反響:以鋅銅原電池為例: 負(fù)極:氧化反響:Zn-2e=Zn2+〔較活潑金屬〕 正極:復(fù)原反響:2H++2e=H2↑〔較不活潑金屬〕 總反響式:Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、負(fù)極的
35、判斷: 〔1〕從電極材料:一般較活潑金屬為負(fù)極;或金屬為負(fù)極,非金屬為正極。 〔2〕從電子的流動(dòng)方向 負(fù)極流入正極 〔3〕從電流方向 正極流入負(fù)極 〔4〕根據(jù)電解質(zhì)溶液離子的移動(dòng)方向 陽(yáng)離子流向正極,陰離子流向負(fù)極 〔5〕根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①__溶解的一極為負(fù)極__② 增重或有氣泡一極為正極 第二節(jié) 化學(xué)電池 1、電池的分類(lèi):化學(xué)電池、太陽(yáng)能電池、原子能電池 2、化學(xué)電池:借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 3、化學(xué)電池的分類(lèi): 一次電池 、 二次電池 、 燃料電池 一、一次電池 1、常見(jiàn)一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電
36、池、鋰電池等 二、二次電池 1、二次電池:放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,可以屢次重復(fù)使用,又叫充電電池或蓄電池。 2、電極反響:鉛蓄電池 放電:負(fù)極〔鉛〕:Pb+-2e-=PbSO4↓ 正極〔氧化鉛〕:PbO2+4H+++2e-=PbSO4↓+2H2O 充電:陰極:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++ 放電 充電 陽(yáng)極:PbSO4+2e-=Pb+ 兩式可以寫(xiě)成一個(gè)可逆反響:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O 3\目前已開(kāi)發(fā)出新型蓄電池:銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池
37、 三、燃料電池 1、燃料電池:是使燃料與氧化劑反響直接產(chǎn)生電流的一種原電池 2、電極反響:一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反響的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物一樣,可根據(jù)燃燒反響寫(xiě)出總的電池反響,但不注明反響的條件。,負(fù)極發(fā)生氧化反響,正極發(fā)生復(fù)原反響,不過(guò)要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反響。以氫氧燃料電池為例,鉑為正、負(fù)極,介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí): 負(fù)極:2H2-4e-=4H+ 正極:O2+4 e-4H+ =2H2O 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時(shí): 負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O正極:O2+2H2O+4 e-=4OH- 另一種燃料電池是用金屬鉑片
38、插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反響式為: 負(fù)極:CH4+10OH--8e- =+7H2O; 正極:4H2O+2O2+8e- =8OH-。 電池總反響式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 3、燃料電池的優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運(yùn)行噪音低 四、廢棄電池的處理:回收利用 第三節(jié) 電解池 一、電解原理 1、電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置也叫電解槽 2、電解:電流(外加直流電)通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化復(fù)原反響(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過(guò)程 3、放電:當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí),失去或獲得電子,發(fā)生氧化復(fù)原反響
39、的過(guò)程 4、電子流向: 〔電源〕負(fù)極—〔電解池〕陰極—〔離子定向運(yùn)動(dòng)〕電解質(zhì)溶液—〔電解池〕陽(yáng)極—〔電源〕正極 5、電極名稱(chēng)與反響: 陽(yáng)極:與直流電源的 正極 相連的電極,發(fā)生 氧化 反響 陰極:與直流電源的 負(fù)極 相連的電極,發(fā)生 復(fù)原 反響 6、電解CuCl2溶液的電極反響: 陽(yáng)極:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 陰極:Cu2++2e-=Cu(復(fù)原) 總反響式:CuCl2 =Cu+Cl2↑ 7、電解本質(zhì):電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程,就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程 ☆規(guī)律總結(jié):電解反響離子方程式書(shū)寫(xiě): 放電順
40、序: 陽(yáng)離子放電順序 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陰離子的放電順序 是惰性電極時(shí):S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) 是活性電極時(shí):電極本身溶解放電 注意先要看電極材料,是惰性電極還是活性電極,假如陽(yáng)極材料為活性電極〔Fe、Cu)等金屬,如此陽(yáng)極反響為電極材料失去電子,變成離子進(jìn)入溶液;假如為惰性材料,如此根據(jù)陰陽(yáng)離子的放電順序,依據(jù)陽(yáng)氧陰還的規(guī)律來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反響式。 電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解
41、產(chǎn)物的規(guī)律 類(lèi)型 電極反響特點(diǎn) 實(shí)例 電解對(duì)象 電解質(zhì)濃度 pH 電解質(zhì)溶液復(fù)原 分解電解質(zhì)型 ?電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電 HCl ?電解質(zhì) ?減小 ?增大 ?HCl CuCl2 --- ?CuCl2 放H2生成堿型 陰極:水放H2生堿 陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) ? 增大 ?HCl 放氧生酸型 陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電 陽(yáng)極:水放O2生酸 CuSO4 ?電解質(zhì)和水 ?生成新電解質(zhì) ? 減小 氧化銅 電解水型 陰極:4H+ + 4e-
42、== 2H2 ↑ 陽(yáng)極:4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O NaOH ? 水 ? 增大 ?增大 水 H2SO4 ?減小 Na2SO4 ?不變 上述四種類(lèi)型電解質(zhì)分類(lèi): 〔1〕電解水型:含氧酸,強(qiáng)堿,活潑金屬含氧酸鹽 〔2〕電解電解質(zhì)型:無(wú)氧酸,不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽〔氟化物除外〕 〔3〕放氫生堿型:活潑金屬的無(wú)氧酸鹽 〔4〕放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽 二、電解原理的應(yīng)用 1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣 〔1〕、電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的方法 〔2〕、電極、電解質(zhì)
43、溶液的選擇: 陽(yáng)極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進(jìn)入溶液 M— ne— == Mn+ 陰極:待鍍金屬〔鍍件〕:溶液中的金屬離子得到電子,成為金屬原子,附著在金屬外表 Mn+ + ne— == M 電解質(zhì)溶液:含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液 鍍銅反響原理 陽(yáng)極(純銅):Cu-2e-=Cu2+,陰極(鍍件):Cu2++2e-=Cu, 電解液:可溶性銅鹽溶液,如CuSO4溶液 〔3〕、電鍍應(yīng)用之一:銅的精煉 陽(yáng)極:粗銅;陰極: 純銅電解質(zhì)溶液: 硫酸銅 3、電冶金 〔1〕、電冶金:使礦石中的 金屬陽(yáng)離子 獲得
44、電子,從它們的化合物中復(fù)原出來(lái)用于冶煉活潑金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁 〔2〕、電解氯化鈉: 通電前,氯化鈉高溫下熔融:NaCl == Na + + Cl— 通直流電后:陽(yáng)極:2Na+ + 2e— == 2Na 陰極:2Cl— — 2e— == Cl2↑ ☆規(guī)律總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律 〔1〕假如無(wú)外接電源,又具備組成原電池的三個(gè)條件。①有活潑性不同的兩個(gè)電極;②兩極用導(dǎo)線互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里;③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化復(fù)原反響〔有時(shí)是與水電離產(chǎn)生的H+作用〕,只要同時(shí)具備這三個(gè)條件即為原電池。 〔2〕假如有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,如此
45、可能是電解池或電鍍池;當(dāng)陰極為金屬,陽(yáng)極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時(shí),如此為電鍍池。 〔3〕假如多個(gè)單池相互串聯(lián),又有外接電源時(shí),如此與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。假如無(wú)外接電源時(shí),先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極〔電子輸出極〕,有關(guān)裝置為原電池,其余為電鍍池或電解池。 ☆ 原電池,電解池,電鍍池的比擬 性質(zhì) 類(lèi)別 原電池 電解池 電鍍池 定義 〔裝置特點(diǎn)〕 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 應(yīng)用電解原理在某些金屬外表鍍上一側(cè)層其他金屬 反響特征 自發(fā)反響 非自發(fā)反響
46、 非自發(fā)反響 裝置特征 無(wú)電源,兩級(jí)材料不同 有電源,兩級(jí)材料可同可不同 有電源 形成條件 活動(dòng)性不同的兩極 電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 兩電極連接直流電源 兩電極插入電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 1鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接負(fù)極;2電鍍液必須含有鍍層金屬的離子 電極名稱(chēng) 負(fù)極:較活潑金屬 正極:較不活潑金屬〔能導(dǎo)電非金屬〕 陽(yáng)極:與電源正極相連 陰極:與電源負(fù)極相連 名稱(chēng)同電解,但有限制條件 陽(yáng)極:必須是鍍層金屬 陰極:鍍件 電極反響 負(fù)極:氧化反響,金屬失去電子 正極:復(fù)原反響,溶液中的陽(yáng)離子的電子或
47、者氧氣得電子〔吸氧腐蝕〕 陽(yáng)極:氧化反響,溶液中的陰離子失去電子,或電極金屬失電子 陰極:復(fù)原反響,溶液中的陽(yáng)離子得到電子 陽(yáng)極:金屬電極失去電子 陰極:電鍍液中陽(yáng)離子得到電子 電子流向 負(fù)極→正極 電源負(fù)極→陰極 電源正極→陽(yáng)極 同電解池 溶液中帶電粒子的移動(dòng) 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 陰離子向負(fù)極移動(dòng) 陽(yáng)離子向陰極移動(dòng) 陰離子向陽(yáng)極移動(dòng) 同電解池 聯(lián)系 在兩極上都發(fā)生氧化反響和復(fù)原反響 ☆☆原電池與電解池的極的得失電子聯(lián)系圖: 陽(yáng)極(失) e- 正極〔得〕 e-
48、負(fù)極〔失〕 e- 陰極〔得〕 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù) 一、金屬的電化學(xué)腐蝕 〔1〕金屬腐蝕容: 〔2〕金屬腐蝕的本質(zhì):都是金屬原子 失去 電子而被氧化的過(guò)程 〔3〕金屬腐蝕的分類(lèi): 化學(xué)腐蝕— 金屬和接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕 電化學(xué)腐蝕— 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反響。比擬活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比擬 電化腐蝕 化學(xué)腐蝕 條件 不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 金屬與非電解質(zhì)直接接觸 現(xiàn)象 有微弱
49、的電流產(chǎn)生 無(wú)電流產(chǎn)生 本質(zhì) 較活潑的金屬被氧化的過(guò)程 金屬被氧化的過(guò)程 關(guān)系 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化腐蝕更加普遍,危害更嚴(yán)重 〔4〕、電化學(xué)腐蝕的分類(lèi): 析氫腐蝕——腐蝕過(guò)程中不斷有氫氣放出 ①條件:潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強(qiáng)〔水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體〕 ②電極反響:負(fù)極: Fe – 2e- = Fe2+ 正極: 2H+ + 2e- = H2↑ 總式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ 吸氧腐蝕——反響過(guò)程吸收氧氣 ①條件:中性或弱酸性溶液 ②電極反響:負(fù)極:
50、2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正極: O2+4e- +2H2O = 4OH- 總式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 離子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空氣中的O2氧化,生成 Fe(OH)3 ,F(xiàn)e(OH)2+ O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脫去一局部水就生成Fe2O3·x H2O〔鐵銹主要成分〕 規(guī)律總結(jié): 金屬腐蝕快慢的規(guī)律:在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下: 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>
51、化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下: 外接電源的陰極保護(hù)法>犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法>有一般防腐條件的腐蝕>無(wú)防腐條件的腐蝕 二、金屬的電化學(xué)防護(hù) 1、利用原電池原理進(jìn)展金屬的電化學(xué)防護(hù) 〔1〕、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 原理:原電池反響中,負(fù)極被腐蝕,正極不變化 應(yīng)用:在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上假如干鋅塊,腐蝕鋅塊保護(hù)鋼鐵設(shè)備 負(fù)極:鋅塊被腐蝕;正極:鋼鐵設(shè)備被保護(hù) 〔2〕、外加電流的陰極保護(hù)法 原理:通電,使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子,使金屬原電池反響產(chǎn)生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕 應(yīng)用:把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極,惰性電極作為輔助陽(yáng)極,均存在于電解質(zhì)溶液中,接上外加直流電源。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累,抑制了鋼鐵失去電子的反響。 2、改變金屬結(jié)構(gòu):把金屬制成防腐的合金 3、把金屬與腐蝕性試劑隔開(kāi):電鍍、油漆、涂油脂、外表鈍化等 14 / 14
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