第一篇:西施與電化學(xué)反應(yīng)
西施與電化學(xué)反應(yīng)
請(qǐng)細(xì)想一下感覺(jué)發(fā)生的科學(xué)理論意味著什么。我們看到西施翩若驚鴻,但我們“實(shí)際上”看到的卻只是從視網(wǎng)膜傳遞到皮質(zhì)的一串電化學(xué)反應(yīng)??死锟苏f(shuō):“你看到的東西并不真正存在,而是你的大腦認(rèn)為它存在” 33頁(yè)。當(dāng)然,也不能說(shuō)西施不存在,只不過(guò)她“實(shí)際上”是一堆原子、夸克,或不知什么物自體,美目盼兮巧笑倩兮則都是我們的主觀感覺(jué),別說(shuō)不長(zhǎng)眼睛的X光線,西施東施照出來(lái)都是一個(gè)樣子,就算豬狗長(zhǎng)了眼睛,仍然分不出西施東施?!矎牡厍蛏夏硞€(gè)角度來(lái)看到星星是這個(gè)樣子,這純屬偶然?!?/p>
那西施本身是什么樣子?西施本身談不上樣子不樣子,她只在觀看者的眼睛里有樣子。即使我們不說(shuō)本來(lái)無(wú)一物,但至少可以說(shuō):本來(lái)無(wú)樣子。電視里模擬狗所感受到的世界。當(dāng)然,我們先不要急著說(shuō)“主觀感覺(jué)”。我們以后再來(lái)討論“主觀”這個(gè)概念?,F(xiàn)在只說(shuō):通常情況下,感覺(jué)和主觀感覺(jué)有別。最淺近的區(qū)別是這樣:你們都覺(jué)得西施比我的情人漂亮多了,可我情人眼里出西施,偏覺(jué)得我的情人和西施一樣漂亮,你們就會(huì)說(shuō),那只是我的主觀感覺(jué)而已。那么說(shuō),人多就客觀啦?人們經(jīng)常會(huì)舉出例子來(lái)說(shuō)明有時(shí)候多數(shù)人的感覺(jué)是錯(cuò)的,少數(shù)人的感覺(jué)倒是對(duì)的。
還有,你一時(shí)的感覺(jué)和持久的感覺(jué)。我可以堅(jiān)持說(shuō),不管西施本身是什么樣子,但她在我看來(lái)是這樣的,而且總是這樣。這樣就區(qū)別于幻覺(jué)了。然而,不是這樣,人老珠黃。主觀感覺(jué)和幻覺(jué)有何區(qū)別?無(wú)論感覺(jué)多么區(qū)別于幻覺(jué),感覺(jué)的確是易變的,無(wú)論易變是不是個(gè)缺陷。
西施漂亮不漂亮,也許可以爭(zhēng)論,但西施長(zhǎng)得是這個(gè)樣子,是這樣的鼻子,這樣的眼睛,似乎是些無(wú)可爭(zhēng)論的事實(shí)。西施是美的,是,真。到底在哪個(gè)層次上有“是”、“存在”。
兩種建構(gòu)
羅素和克里克都談感覺(jué)的建構(gòu)。但它們顯然非常不同的建構(gòu)??死锟苏f(shuō)西施由光子和電化學(xué)反應(yīng)建構(gòu)起來(lái)的,羅素說(shuō)西施是由一些簡(jiǎn)單感覺(jué)建構(gòu)起來(lái)的??死锟怂v的建構(gòu)是機(jī)制的建構(gòu),克里克并不是主張我們實(shí)際上能看見(jiàn)光子或鈉離子濃度的漲落,他不會(huì)說(shuō)我們實(shí)際上看到的是神經(jīng)的電化學(xué)反應(yīng),除非是在一種轉(zhuǎn)義上使用“看見(jiàn)”,他會(huì)說(shuō),是電化學(xué)反應(yīng)使我們看到了天安門,無(wú)論我們看見(jiàn)西施還是東施,在看這種心理活動(dòng)的下面都有一個(gè)生理/物理機(jī)制。這個(gè)機(jī)制是怎么工作的,這一點(diǎn)我們雖然有時(shí)可以放開(kāi)膽子去想象,但絕大多數(shù)時(shí)候猜和想是不管用的,我們得觀察、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算,得和物理學(xué)、化學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等多種學(xué)科打交道。羅素的理論則顯然不是這樣,他沒(méi)有去作實(shí)驗(yàn),沒(méi)有去計(jì)算,從簡(jiǎn)單感覺(jué)到復(fù)合感覺(jué)的學(xué)說(shuō),不是一個(gè)科學(xué)理論,而是一種邏輯理論或哲學(xué)理論。我們?cè)谶@里有一個(gè)典型事例可借以了解科學(xué)理論和哲學(xué)理論的不同之處。
那么,能不能說(shuō)這兩種建構(gòu)是不同層次上的建構(gòu)?生理學(xué)研究下層建構(gòu),直到我們產(chǎn)生了原子感覺(jué),羅素接過(guò)來(lái)繼續(xù)研究原子感覺(jué)到復(fù)雜感覺(jué)的建構(gòu)?顯然,不是我拿電化學(xué)反應(yīng)建構(gòu)起了紅色和鵝蛋臉的曲線。――是誰(shuí)?咱們?cè)僬f(shuō)。那么,是不是我用紅色和鵝蛋臉的曲線建構(gòu)出了西施的形象?的確,有各種層次的建構(gòu)?!策@是索緒爾的結(jié)構(gòu)主義中的一條主要原則。當(dāng)今的解構(gòu)主義者混淆是非,不分層次地解構(gòu)。〕建構(gòu)一個(gè)理論解釋依賴于無(wú)需建構(gòu)的事實(shí),就像建構(gòu)一個(gè)事實(shí)依賴于無(wú)需建構(gòu)的看見(jiàn)的東西。我用我看到的一些局部建構(gòu)一個(gè)故事,這和克里克所說(shuō)的感覺(jué)建構(gòu)不在一個(gè)層次上。然而,生理學(xué)家從來(lái)沒(méi)有為原子感覺(jué)提供過(guò)證據(jù),他也無(wú)法提供,我們直接看到了什么,直接看到了紅色還是直接看到了西施,生理學(xué)家并不比我們知道得更多。不管我看到西施這件事是不是由光子和我的視網(wǎng)膜等等建構(gòu)
起來(lái)的,對(duì)于我來(lái)說(shuō),看到西施似乎是親知,是原始情況。這里是羅素混淆了科學(xué)還原論和邏輯還原論。
〔建構(gòu)是個(gè)認(rèn)識(shí)論概念,我用結(jié)構(gòu)談物質(zhì)結(jié)構(gòu)。〕〔感覺(jué)的建構(gòu)是另一個(gè)層次的,和概念建構(gòu)不是一個(gè)層次。概念層次的建構(gòu),原型。一般意義上,不能說(shuō)西施由光子和電化學(xué)反應(yīng)建構(gòu)起來(lái)?!?/p>
我們?yōu)槭裁匆?gòu)
不過(guò),對(duì)于這兩種(如果真有所謂從原子感覺(jué)開(kāi)始的建構(gòu))建構(gòu)來(lái)說(shuō),倒是有一個(gè)共同的問(wèn)題,那就是,我們?yōu)槭裁匆?gòu)?之所以提出這個(gè)問(wèn)題,是因?yàn)閮煞N建構(gòu)理論都試圖告訴我們什么是實(shí)際所是,也同時(shí)告訴我們,建構(gòu)是會(huì)出錯(cuò)的,從建構(gòu)的一般原則就能看到,建構(gòu)的確會(huì)出錯(cuò),我們當(dāng)然希望建成的結(jié)構(gòu)是正確的,但不能不考慮及時(shí)性,經(jīng)濟(jì)性等等。既然要建構(gòu),就沒(méi)有辦法保證永遠(yuǎn)正確。那么,我們?yōu)槭裁床恢苯尤タ吹綄?shí)際所是,而要費(fèi)力去進(jìn)行一番建構(gòu),結(jié)果反而可能弄出錯(cuò)來(lái)?我們?yōu)槭裁床恢苯訉?duì)光子進(jìn)行反應(yīng),或直接反映原子感覺(jué)?既然在這個(gè)層次上我們不會(huì)錯(cuò)。
讓我們?cè)O(shè)想,我們不在西施的水平上和現(xiàn)實(shí)打交道,而是在光子的水平上作出反應(yīng)。這當(dāng)然是一種奇怪的設(shè)想,然而,光子屏幕就是在這個(gè)層次上作出反應(yīng)的。鐵見(jiàn)著氧就化合,見(jiàn)著氫就不化合,在這個(gè)意義上,它也會(huì)“識(shí)別”,而且,鐵原子不犯錯(cuò)誤,它的“識(shí)別”永遠(yuǎn)是正確的。當(dāng)然,我們會(huì)給“識(shí)別”打上引號(hào),但為什么?草履蟲(chóng)或螺旋桿菌直接對(duì)某種光線的強(qiáng)弱、某種氣味、某種化學(xué)刺激作出反應(yīng),它們會(huì)犯錯(cuò)誤嗎?它們正確嗎?
我們?yōu)槭裁匆?gòu)?一張臉出現(xiàn)在十字窗欞后面,為什么不滿足于看到四個(gè)一小塊臉而要“想象”出一張完整的臉呢?因?yàn)橹挥姓麖埖哪槻庞幸饬x,我們對(duì)整張臉作出反應(yīng)。〔在某個(gè)局部是這樣,例如滴了鹽酸肌肉收縮,這時(shí)候這種刺激和反應(yīng)不在我們的意義層面上。〕然而,我們?yōu)槭裁匆幸饬x地作出反應(yīng)呢?我們?yōu)槭裁床幌裉荚幽菢幼鞒龇磻?yīng)?這不是一個(gè)問(wèn)題。我們就是我們的所是,不為什么。你可以發(fā)現(xiàn)我們是怎樣進(jìn)化到這種反應(yīng)方式的,但這不是這里的關(guān)心所在。你要是進(jìn)一步論證這種反應(yīng)方式帶來(lái)物種存活的優(yōu)勢(shì),那我要說(shuō)你錯(cuò)了,不過(guò),這仍然不是關(guān)心所在。我現(xiàn)在關(guān)心的是,我們是對(duì)“完形”作出反應(yīng),而完形是由意義來(lái)定義的。〔語(yǔ)言意義也在這里,我們?cè)谡Z(yǔ)言層面上確定所是,確定意義。〕當(dāng)然,我們會(huì)出錯(cuò)。但我們只會(huì)在完形的層面上出錯(cuò)。我們只在同一平面上比較對(duì)錯(cuò),你看見(jiàn)騾子,我看成了馬,我看錯(cuò)了。說(shuō)鐵原子從來(lái)不出錯(cuò)而我們會(huì)出錯(cuò)或比較我們和螺旋桿菌哪個(gè)容易出錯(cuò)毫無(wú)意義。我們從來(lái)不說(shuō)病毒比我們更少犯錯(cuò)誤。當(dāng)然,草履蟲(chóng)在另一個(gè)意義上遠(yuǎn)比我們?nèi)菀追稿e(cuò)誤,就是說(shuō),我們很容易欺騙它,讓它出錯(cuò)。
我們總是在意義-完形的層次上看,被看到的東西總是作為某種東西被看到的,或者尚未作為某種東西被看到。我們看到妻子或女人,騾子或驢子,星星或燈光,或者看到好像是騾子又好像是驢子,或看到不知是驢子還是騾子的一頭牲畜,或看見(jiàn)不知是牲畜、草垛還是石頭的什么,看見(jiàn)不知什么東西。在邏輯上,女人和妻子是含蘊(yùn)的關(guān)系,在感覺(jué)領(lǐng)域,看作女人卻和看作妻子卻是不相容的,她要么作為妻子顯象,要么作為女人顯象,不是作為很多女人的共相顯象,而是說(shuō),這個(gè)形象的意蘊(yùn)較為貧寡。你可以說(shuō),我們從來(lái)看不見(jiàn)女人或人,我們看到的永遠(yuǎn)是一個(gè)個(gè)具體的人,你妻子,你妹妹或一個(gè)陌生的女人。然而這種說(shuō)法卻仍然太邏輯化了。人也是一個(gè)完形。你我合伙偷竊,我撬門你放風(fēng),你看見(jiàn)一個(gè)人,你說(shuō)“有人來(lái)了”,這時(shí)候,人是有意義的,男人女人熟人陌生人都不打緊。你我到火車站接個(gè)半生不熟的客人,你說(shuō),“有人來(lái)了”,我不知道你在說(shuō)什么。
在邏輯上,我看到我妻子就一定看見(jiàn)了一個(gè)女人,但我看到一個(gè)女人不一定看到了我妻子,但這不能推出實(shí)際上我看到我妻子之前必須先看到一個(gè)女人。我就是看見(jiàn)妻子走過(guò)來(lái),而不是看見(jiàn)一個(gè)一般的女人或一個(gè)影子走過(guò)來(lái),然后把她看作我妻子,盡管我承認(rèn)有時(shí)把一個(gè)陌生女人錯(cuò)看成了自己的妻子。我們不是逐步看見(jiàn)影子,然后看見(jiàn)人,看見(jiàn)女人,最后看見(jiàn)妻子。當(dāng)然有這樣的情況:我看見(jiàn)一個(gè)女人,有點(diǎn)像我妻子,但我不能確定,也有這樣的情況,我看見(jiàn)一個(gè)人影,有點(diǎn)像個(gè)女人,但我不能確定她是個(gè)女人,但至少能確定那是個(gè)影子?!具@樣的過(guò)程有時(shí)會(huì)發(fā)生。然而,就像有時(shí)候出現(xiàn)騙著不意味著步步都是騙著一樣,有時(shí)候我們逐步看清不意味著我們總是以上述方式來(lái)看?!俊策@一切是隨環(huán)境而定的,出差在外,在人群里看見(jiàn)妻子令我吃驚,是她突然出現(xiàn),在街口等她,是我在把好多人往我妻子那里看。我正在行竊,這時(shí)我要留意的層次是有沒(méi)有人走過(guò)來(lái),至于誰(shuí)走過(guò)來(lái)倒在其次;我站在街口等我妻子,這時(shí)我要看的是我妻子,有人走過(guò)來(lái),有好多人走過(guò)來(lái),都不是我要看的?!澄也环裾J(rèn),的確有這樣的時(shí)候,我在暮色中看見(jiàn)一頭牛,后來(lái)發(fā)現(xiàn)那不是牛,是個(gè)草垛,我會(huì)承認(rèn),我當(dāng)時(shí)沒(méi)有真正看到牛,我當(dāng)時(shí)真正看到的是草垛。這話是什么意思我不解釋了,但它肯定不等于我當(dāng)時(shí)就看清了那是個(gè)草垛,否則一開(kāi)始我就會(huì)說(shuō)我看見(jiàn)一頭牛。
看到一頭牛后來(lái)發(fā)現(xiàn)自己看錯(cuò)了是一種情況,看見(jiàn)一個(gè)影子特別想弄清楚是另一種情況。我們?cè)谄叫械囊饬x上說(shuō)“視作”。我可以把一只狗視作寵物,意思是說(shuō),不只是看作一個(gè)小畜生。從看不清是什么東西的東西到看清是頭牛,不是并列,是縱列。但和感覺(jué)材料仍不一樣,它是還原的,但不是分析的。不是影子構(gòu)成了牛。
形象就是有意義的形象,只有有意義的我們才叫作形象。我們是把一個(gè)小白點(diǎn)視作啟明星或星星嗎?或:我們真正看見(jiàn)的只是個(gè)小白點(diǎn)嗎?你不是既看到一個(gè)亮點(diǎn),又看到一顆星星,仿佛星星是在亮點(diǎn)之上又加上了一點(diǎn)什么,你要就看到一顆星星,要就只看到一個(gè)亮點(diǎn)。我妻子不是一個(gè)女人再加上某些特征。我妻子是一個(gè)完形。
你可以把一個(gè)圖形既看作一只兔子頭又看作一個(gè)鴨頭,這時(shí)一般說(shuō)有時(shí)有時(shí),但你不能既把它看作一個(gè)感覺(jué)的原始材料又把它看作一個(gè)構(gòu)建形象,當(dāng)然,在有時(shí)有時(shí)的意義上有一點(diǎn)可能,但不是那么回事。
如果我們的眼睛是這樣設(shè)計(jì)的:只能看見(jiàn)女人而不能看出妻子,那么在邏輯上,我們的確可以少犯錯(cuò)誤。就像草履蟲(chóng)的分辨能力。但這種少犯錯(cuò)誤有什么意義呢?胡錦濤永遠(yuǎn)說(shuō)些錯(cuò)不了的話,他有個(gè)目的,就是熬到國(guó)家主席。我們不肯犯錯(cuò)誤是為了哪一樁呢?我還是非常感謝我們眼睛實(shí)際上的設(shè)計(jì),它們?cè)试S我辨認(rèn)美人和丑人,辨認(rèn)有才的人和庸才,辨認(rèn)高尚的敵人和無(wú)聊的吹捧者,它們讓這個(gè)世界以諸多繽紛的形象映入眼簾,雖然它們同時(shí)也會(huì)看錯(cuò)。
但是,草履蟲(chóng)真的比我們更容易保持正確嗎?這里完全失去了標(biāo)準(zhǔn)。原則上,只有我說(shuō)那是金星你說(shuō)那是火星,才有誰(shuí)正確的問(wèn)題,如果我說(shuō)那是星星,或那是一個(gè)亮點(diǎn),我有什么可更正確的?
我說(shuō)我看見(jiàn)一顆星星,結(jié)果我錯(cuò)了,如果當(dāng)時(shí)我說(shuō)看見(jiàn)一個(gè)亮點(diǎn),我是否就避免了錯(cuò)誤?可是,我當(dāng)時(shí)的確以為自己看見(jiàn)了一顆星星,而不是看見(jiàn)一個(gè)普普通通的亮點(diǎn)。不說(shuō)看到星星而說(shuō)看到亮點(diǎn),這不是感覺(jué)得更切實(shí)了,只是說(shuō)話更謹(jǐn)慎或更迂腐或更刁滑了。在這些例子里經(jīng)常摻雜語(yǔ)言的因素,我們眼下盡可能不去考慮它。我們將在討論語(yǔ)言的時(shí)候再次討論這個(gè)問(wèn)題?,F(xiàn)在要說(shuō)的是,這肯定不只是個(gè)語(yǔ)言的表達(dá)問(wèn)題,并非我看見(jiàn)的東西就是那么些東西,只是我有時(shí)把它叫作白點(diǎn)有時(shí)把它叫作啟明星。為了避免出錯(cuò),我每次都不說(shuō)我看見(jiàn)了星星而說(shuō)我看見(jiàn)了白點(diǎn),并不能讓我在心里避免錯(cuò)誤,至少,盡管科學(xué)家必須在某一方面比常人嚴(yán)謹(jǐn),但你肯定不是靠每次都說(shuō)白點(diǎn)不說(shuō)星星變成科學(xué)家的。但若我真的不看到星星
而只看到亮點(diǎn)呢?那當(dāng)然需要一番修煉,只不過(guò)這種修煉仍然不是讓我感覺(jué)得更切實(shí)了,而只是讓我越來(lái)越?jīng)]有感覺(jué)了。感覺(jué)隨著意義一起流失了。
總的說(shuō)來(lái),建構(gòu)的目標(biāo)是獲得有意義的形象。然而,有意義就一定正確嗎?有意義的形象都是真相嗎?實(shí)際上,上面談到的幾條建構(gòu)原則已經(jīng)表明,合理的建構(gòu)或解釋要求滿足多項(xiàng)要求,正確性不是唯一的標(biāo)準(zhǔn)?!埠侠?,合情合理,必須滿足這些要求,而不是邏輯上唯一正確的。這些條件,迅速和經(jīng)濟(jì)等,不只是外在的,雖然在和邏輯對(duì)偶的意義上是外在的。)但是,我們還要追問(wèn),正確性本身的標(biāo)準(zhǔn)是什么?這是一個(gè)具有普遍性的問(wèn)題,〔這一點(diǎn)的一種表達(dá)是:主觀不一定對(duì),但提供意義,客觀反之?!澄疫€會(huì)不斷從各種角度返回這個(gè)問(wèn)題。就眼下來(lái)說(shuō),我想我們的初步結(jié)論是,我們?cè)诟鱾€(gè)層次上進(jìn)行建構(gòu),并且在各個(gè)層次上都可能會(huì)有多種合理建構(gòu)?!灿捎谛畔⒉蛔悖腥さ氖怯捎跓o(wú)論多少信息都可能有多種不同解釋?!?/p>
你在什么意義上談?wù)撜_呢?草履蟲(chóng)的反應(yīng)更正確還是人的反應(yīng)更正確?這是個(gè)沒(méi)有意義的問(wèn)題。人的認(rèn)識(shí)沒(méi)有絕對(duì)的根據(jù)。這話是說(shuō)人的認(rèn)識(shí)無(wú)所謂對(duì)錯(cuò)或“歸根到底”無(wú)所謂對(duì)錯(cuò)?是說(shuō)相對(duì)于上帝的全知,人的認(rèn)識(shí)會(huì)犯錯(cuò)誤?不是相對(duì)于上帝的絕對(duì)正確而言。上帝怎么認(rèn)識(shí)的,我們不知道。人出錯(cuò),簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單相對(duì)于正確的正當(dāng)?shù)娜祟愓J(rèn)識(shí)。
如果意義要從情境加以說(shuō)明,人生還有沒(méi)有終極意義?祓除了絕對(duì)怎樣不陷入“相對(duì)主義”呢?往大里說(shuō),這是我們時(shí)代最具普遍性的問(wèn)題。宗教、道德、藝術(shù)、政治甚至科學(xué),都面臨相應(yīng)的挑戰(zhàn)。
有限性是人必須承擔(dān)起來(lái)的天命。其實(shí),只因?yàn)槲覀兪怯邢薜?,才?huì)出現(xiàn)意義問(wèn)題,也只有從有限出發(fā),才能解答意義問(wèn)題。我們不再?gòu)慕^對(duì)的出發(fā)點(diǎn),用上帝的全知的眼睛來(lái)看待世界,而是用人的眼睛來(lái)看待世界。
圖畫(huà)在哪里,副現(xiàn)象
這幅圖畫(huà),一個(gè)較高層次上的符號(hào)描述,必須在大腦中的某處產(chǎn)生。但不知道腦如何把各種刺激組合為一個(gè)圖象。164頁(yè),更不知道大腦如何把不同視相理解為同一物體,56頁(yè)。(胡塞爾對(duì)這個(gè)問(wèn)題極感興趣。)極復(fù)雜的視覺(jué)機(jī)器也遠(yuǎn)不能作到這一點(diǎn)。這件事邏輯上可能,這意味著畫(huà)面潛在于暗含于信息之中,大腦高層次要賦予這些潛在因素以明晰的形式,“神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)放必須能較為直接地表征這種信息,因此,要看?景物?,我們就需要它的明晰的、多層次的符號(hào)化解釋”,35頁(yè)。
但這一切都沒(méi)有說(shuō)明屏幕上有一個(gè)象。對(duì)于電視屏幕來(lái)說(shuō),畫(huà)面是副現(xiàn)象。就是說(shuō),畫(huà)面只是消極地隨著電子的活動(dòng)改變,但它不影響電子的活動(dòng),即使根本不安裝屏幕,一個(gè)熟練的打字員仍可以正常操作。但出現(xiàn)直線仍然是副現(xiàn)象。然而人所看見(jiàn)的畫(huà)面卻不是副現(xiàn)象,它將指導(dǎo)我們下一步怎樣行動(dòng)。我們看是為了反應(yīng)。
要有象,還還需要經(jīng)驗(yàn)和目的。只因?yàn)橛辛宋覀儯虐哑聊辉O(shè)計(jì)成這樣,使它像世界一樣成象。
我們實(shí)際上看到了什么,視作現(xiàn)在來(lái)面對(duì)我們的核心問(wèn)題:我們實(shí)際上看到了什么。這個(gè)“實(shí)際上”(包括“其實(shí)”、“真正說(shuō)來(lái)”等等)是個(gè)捉摸不定的詞兒,然而在哲學(xué)、科學(xué)和日常對(duì)話中到處都會(huì)碰上它們:人實(shí)際上是機(jī)器,存在其實(shí)是被感知,其實(shí)并不是太陽(yáng)在轉(zhuǎn),你別看他對(duì)你兇,其實(shí)他很愛(ài)你,等等等等。亞里士多德說(shuō),哲學(xué)是關(guān)于真的科學(xué),如果這個(gè)“真正”不是個(gè)真正讓人困惑的詞兒,這個(gè)問(wèn)題就太容易了,就用不著為它建立一門科學(xué)了。哲學(xué)就要在各個(gè)層次各個(gè)角落來(lái)察看什么是真正的。在這里就是要問(wèn):更一般的問(wèn)題
是,哪些是我們實(shí)際看見(jiàn)的,哪些是我們推論出來(lái)的。羅素說(shuō)得很明確,我們實(shí)際上看到的是簡(jiǎn)單感覺(jué),真正看到的是簡(jiǎn)單感覺(jué),復(fù)合感覺(jué)是從簡(jiǎn)單感覺(jué)推論出來(lái)的?!矒Q言之,哪個(gè)是直接給予的,直接性與間接性。從哪里開(kāi)始?!?/p>
說(shuō)西施是由一些簡(jiǎn)單感覺(jué)建構(gòu)起來(lái)的是正確地使用了建構(gòu)概念,這里發(fā)生的不是關(guān)于實(shí)體機(jī)制的爭(zhēng)論,而是哲學(xué)爭(zhēng)論或邏輯爭(zhēng)論,就像懷疑主義者說(shuō),當(dāng)一個(gè)人說(shuō)他知道某事的時(shí)候,他實(shí)際上說(shuō)的是他以為他知道某事。原子感覺(jué)不是感覺(jué),而是有所感覺(jué)所依賴的邏輯前提,邏輯上在先的東西。
所謂邏輯建構(gòu),就是說(shuō),一定的前提蘊(yùn)含著某些結(jié)論,〔這里還不用涉及是否必然蘊(yùn)含的問(wèn)題,〕也就是進(jìn)行了一定的推論。
羅素是一種邏輯建構(gòu),但不是從我們實(shí)際所看到的原子感覺(jué)推論出復(fù)雜感覺(jué),而是從我們實(shí)際上原始具有的復(fù)雜感覺(jué)推論出原子感覺(jué)。這種推論有什么意義?作為一個(gè)理論毫無(wú)意義。這只是一種夸張。因?yàn)樵谟行r(shí)候,我們可以追問(wèn):你真正親見(jiàn)的是什么,而這個(gè)什么,是更基礎(chǔ)的感覺(jué)。更有甚者,可以通過(guò)推論指出我們看錯(cuò)了,例如太陽(yáng)。
我們實(shí)際上看到了什么?Cornelia親眼看見(jiàn)Jacky開(kāi)槍打到Simon腿上,然而,她還是看錯(cuò)了。她真正親眼看到的是什么呢?你親眼看見(jiàn)A用刀殺了B,A仍然可能不是B殺的。你上過(guò)哲學(xué)課,你變得謹(jǐn)慎了,也許,看見(jiàn)Jacky打傷了Simon這話太粗糙了,Cornelia應(yīng)該說(shuō)她親眼看見(jiàn)Jacky開(kāi)了槍,看見(jiàn)Simon的腿部流出好多紅色液體來(lái),〔后來(lái)表明,那的確不是血,而是紅墨水,〕或者更精確一點(diǎn),她親眼看見(jiàn)一個(gè)如此這般相貌的人〔你不能斷定那人是Jacky,也不能斷定那人是個(gè)女人,她只是像個(gè)女人,像Jacky,〕掏出了如此這般的一個(gè)器物,右手食指板動(dòng)槍機(jī),不,還是不太好,應(yīng)當(dāng)說(shuō),那個(gè)像食指似的東西以如此這般的速度沿著如此這般的路線移動(dòng)了一毫米,又移動(dòng)了一毫米,然后……。我親眼看見(jiàn)他用一個(gè)閃亮的似乎堅(jiān)硬而鋒利的器具向她的心臟那個(gè)方向一次又一次移動(dòng),一個(gè)如此這般的色塊和如此那般的色塊以如此這般的組合如此這般地移動(dòng)了一毫米,在同樣的方向上又移動(dòng)了一毫米,然后向右轉(zhuǎn)0.05度又移動(dòng)了0.4毫米,然后……。這比較精確了,但離原子感覺(jué)還差得遠(yuǎn)??墒且_到哪里才是原子感覺(jué)呢,一微米?一納米?我們分辨不出一微米,Cornelia也沒(méi)有看見(jiàn)手指一毫米一毫米地移動(dòng),既沒(méi)有好像看見(jiàn)?裁揮惺導(dǎo)噬峽醇?nbsp;
如果是這樣,你還敢說(shuō)你親眼看到任何東西嗎?我親眼看見(jiàn)蘇東帝國(guó)的崩潰,不,你只看到柏林墻的倒塌,不,你只看到一小段柏林墻的倒塌,不,你只看到……。廢話,誰(shuí)能同時(shí)看到幾十公里的墻倒塌。
Cornelia實(shí)際上看見(jiàn)了什么?她看見(jiàn)Jacky開(kāi)槍。與其說(shuō)她從手指一毫米一毫米的移動(dòng)推論出開(kāi)槍這個(gè)整體事實(shí),不如說(shuō)她可以從開(kāi)槍這個(gè)事實(shí)推論出那手指一定曾移動(dòng)過(guò),并且是一毫米一毫米地移動(dòng)過(guò)。
然而,Cornelia的確看錯(cuò)了。她在哪兒錯(cuò)了?如果她說(shuō)她看見(jiàn)的是一個(gè)如此這般形狀的活動(dòng)物體作了如此這般的動(dòng)作是不是能避免作出錯(cuò)誤的證詞?〔那根本不是證詞。〕Cornelia親眼看見(jiàn)Jacky開(kāi)槍打到Simon腿上,然而,她還是看錯(cuò)了。她真正親眼看到的是什么呢?她是從她真正親眼看見(jiàn)的東西推論出Jacky打了Simon一槍嗎?這顯然是個(gè)很奇怪的說(shuō)法。Poirot不會(huì)說(shuō):你推論錯(cuò)了,而只會(huì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單說(shuō):你看錯(cuò)了,或你被蒙騙了。兩個(gè)互相無(wú)關(guān)的證人都眼看到他捅了她幾刀,這是一個(gè)直接的證據(jù),不是從這個(gè)場(chǎng)面推斷是他殺的。Cornelia看到的,就是通常開(kāi)了一槍打傷了腿的樣子。然而這一次看卻節(jié)外生
枝。是個(gè)圈套,或是在排戲,或是在演魔術(shù),等等。平常我們說(shuō)殺人就是這個(gè)意思,捅了幾刀而人接著死了是殺人這一概念的主要內(nèi)容,那我們有沒(méi)有辦法看得更正確?當(dāng)然,例如有時(shí)你看得太潦草,那你可以看得更仔細(xì)些,例如你是一個(gè)校對(duì)員,經(jīng)過(guò)審稿的特殊訓(xùn)練,或其他人在其他感覺(jué)方面受過(guò)特殊訓(xùn)練。但是沒(méi)有什么辦法讓你一定不看錯(cuò)。
那我們有沒(méi)有辦法知道自己這一次看錯(cuò)了?當(dāng)然,Poirot就讓Cornelia知道她自己看錯(cuò)了。他不是通過(guò)看得更仔細(xì),實(shí)際上他被Jacky的蒙汗藥迷得昏睡一夜,什么都沒(méi)看見(jiàn)?;蛘哂腥烁嬖V你那是在演戲,也許你自己后來(lái)看出那是在演戲,或看到了其它未經(jīng)注意的線索。
有各種各樣的看錯(cuò),我是說(shuō),看錯(cuò)包含著各種各樣的問(wèn)題,有各種各樣的修正解決途徑。最接近“感覺(jué)分析”的,大概是這樣一種情況。把中提琴聽(tīng)成小提琴了。〔我在人家客廳里和主人聊天,音響里放出背景音樂(lè),我說(shuō),這段小提琴挺憂傷的,主人問(wèn):你再聽(tīng)聽(tīng),那是小提琴嗎?我注意聽(tīng)了一下,才想起那是一段中提琴?!澄覀儧](méi)有作什么別的事情,只是更認(rèn)真地聽(tīng),更認(rèn)真地看,注意以后發(fā)現(xiàn)。但這和一直注意看到原子感覺(jué)還有很大距離。再比較接近的是牛,有時(shí)候只要看得再仔細(xì)一點(diǎn)就可以了,但通常,光看得更仔細(xì)還不夠,還需要走得再近些,等等。筷子彎,太陽(yáng)動(dòng),則再仔細(xì)也沒(méi)用。
心靈也有普遍的錯(cuò)覺(jué)。這恰是哲學(xué)在其中工作的領(lǐng)域。哲學(xué)無(wú)意于糾正各種錯(cuò)誤意見(jiàn),哲學(xué)努力確定心靈的普遍錯(cuò)覺(jué)并試圖把它們定位(指出為什么會(huì)有這些錯(cuò)覺(jué)),正因?yàn)榇?,哲學(xué)既是治療性的(維特根斯坦)又是建構(gòu)性的。
第二篇:磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)
《磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告
遼寧省營(yíng)口市 遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)營(yíng)口分校高二二班張啟明。指導(dǎo)教師:黃滿龍
摘要
現(xiàn)有制造電池、蓄電池的原理是電化學(xué)反應(yīng)。電極是不同種元素、不同種化合物構(gòu)成,產(chǎn)生電流不需要磁場(chǎng)的參與。目前有磁性材料作電極的鐵鎳蓄電池(注1),但鐵鎳蓄電池放電時(shí)沒(méi)有外加磁場(chǎng)的參與。通過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)證明,在磁場(chǎng)中是可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告是研究電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在磁場(chǎng)中,電極是用同種元素、同種化合物。磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)不同于燃料電池、磁流體發(fā)電。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí),產(chǎn)生電流與磁場(chǎng)有關(guān),電流流動(dòng)的方向與磁體的位置有關(guān)。電極的兩極是用的同種金屬,當(dāng)負(fù)極消耗后又補(bǔ)充到正極,由于兩極是同種金屬,所以總體來(lái)說(shuō),電極沒(méi)有發(fā)生消耗。這是與以往的電池的區(qū)別所在。而且,正極與負(fù)極可以隨磁體位置的改變而改變,這也是與以往的電池區(qū)別所在。
磁場(chǎng)中電化學(xué)反應(yīng)電源的正極與負(fù)極可以循環(huán)使用。
二、實(shí)驗(yàn)器材:
1、長(zhǎng)方形塑料容器一個(gè)。約長(zhǎng)100毫米、寬40毫米、高50毫米。
2、磁體一塊,上面有一根棉線,棉線是作為掛在墻上的釘子上用。還有鐵氧體磁體Φ30*23毫米二塊、稀土磁體Φ12*5毫米二塊、稀土磁體Φ18*5毫米一塊。
3、塑料瓶一個(gè),內(nèi)裝硫酸亞鐵,分析純。
4、鐵片兩片。(對(duì)鐵片要進(jìn)行除銹處理,用砂紙除銹、或用刀片除銹、或用酸清洗。)用的罐頭鐵皮,長(zhǎng)110毫米、寬20毫米。表面用砂紙?zhí)幚怼?/p>
5、電流表,0至200微安。
用微安表,由于要讓指針能向左右移動(dòng),用表頭上的調(diào)0螺絲將指針向右的方向調(diào)節(jié)一定位置。即通電前指針在50微安的位置作為0,或者不調(diào)節(jié)。
“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”裝置是直流電源,本實(shí)驗(yàn)由于要使用電流表,一般的電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向是按照電流流動(dòng)方向來(lái)設(shè)計(jì)的,(也有隨電流流動(dòng)方向改變,電流表指針可以左右偏轉(zhuǎn)的電流表。電流流動(dòng)方向改變,電流表指針可以向左或向右偏轉(zhuǎn)的電流表)。因此本演示所講的是電流流動(dòng)方向,電流由“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”裝置的正極流向“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”裝置的負(fù)極,通過(guò)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向,可以判斷出“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”裝置的正極、負(fù)極。
三、實(shí)驗(yàn)步驟:
1、手拿磁體,靠近塑料瓶,明顯感到有吸引力,這是由于塑料瓶中裝了硫酸亞鐵,說(shuō)明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。
2、將塑料瓶中的硫酸亞鐵倒一些在紙上,壓碎硫酸亞鐵晶體,用磁體靠近硫酸亞鐵,這時(shí)有一部分硫酸亞鐵被吸引在磁體上,進(jìn)一步說(shuō)明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。
3、將磁體用棉線掛在墻上一個(gè)釘子上讓磁體懸空垂直不動(dòng),用裝有硫酸亞鐵的塑料瓶靠近磁體,當(dāng)還未接觸到懸空磁體時(shí),可以看到懸空磁體已開(kāi)始運(yùn)動(dòng),此事更進(jìn)一步說(shuō)明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。(注:用另一個(gè)塑料瓶裝入硫酸亞鐵飽和溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象同樣)
4、通過(guò)步驟1、2、3我們得到這樣的共識(shí),硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。
5、將塑料瓶中的硫酸亞鐵適量倒在燒杯中,加入蒸溜水溶解硫酸亞鐵??梢杂蔑柡偷牧蛩醽嗚F溶液,然后倒入一個(gè)長(zhǎng)方形的塑料容器中。實(shí)驗(yàn)是用的飽和硫酸亞鐵溶液。裝入長(zhǎng)方形容器中的液面高度為40毫米。
6、將鐵片分別放在塑料容器中的硫酸亞鐵溶液兩端中,但要留大部分在溶液之上,以便用電流表測(cè)量電流。由于兩個(gè)電極是用的同種金屬鐵,沒(méi)有電流的產(chǎn)生。
7、然后,在塑料容器的外面,將鐵氧體磁體放在某一片鐵片的附近,讓此鐵片處在磁埸中。用電流表測(cè)量?jī)善F片之間的電流,可以看到有電流的產(chǎn)生。(如果用單方向移動(dòng)的電流表,注意電流表的正極應(yīng)接在放磁體的那一端),測(cè)量出電流強(qiáng)度為70微安。為什么同種金屬作電極在酸、堿、鹽溶液中有電流的產(chǎn)生?電位差是怎樣形成的?我是這樣看這個(gè)問(wèn)題的:由于某一片鐵片處在磁埸中,此鐵片也就成為磁體,因此,在此鐵片的表面吸引了大量的帶正電荷的鐵離子,而在另一片鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子的數(shù)量少于處在磁埸中的鐵片的帶正電荷的鐵離子數(shù)量,這兩片鐵片之間有電位差的存在,當(dāng)用導(dǎo)線接通時(shí),電流由鐵離子多的這一端流向鐵離子少的那一端,(電子由鐵離子少的那一端鐵片即電源的負(fù)極流向鐵離子多的那一端鐵片即電源的正極)這樣就有電流產(chǎn)生??梢杂没瘜W(xué)上氧化-還原反應(yīng)定律來(lái)看這個(gè)問(wèn)題。處在磁埸這一端的鐵片的表面由于有大量帶
正電荷的鐵離子聚集在表面,而沒(méi)有處在磁埸的那一端的鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子數(shù)量沒(méi)有處在磁埸中的一端多,當(dāng)接通電路后,處在磁埸這一端的鐵片表面上的鐵離子得到電子(還原)變?yōu)殍F原子沉淀在鐵片表面,而沒(méi)有處在磁埸那一端的鐵片失去電子(氧化)變?yōu)殍F離子進(jìn)入硫酸亞鐵溶液中。因?yàn)樵谕饨拥碾娏鞅盹@示,有電流的流動(dòng),可以證明有電子的轉(zhuǎn)移,而電子流動(dòng)方向是由電源的負(fù)極流向電源的正極,負(fù)極鐵片上鐵原子失去電子后,就變成了鐵離子,進(jìn)入了硫酸亞鐵溶液中。
8、確定“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”的正、負(fù)極,確認(rèn)正極是處在磁體的位置這一端。這是通過(guò)電流表指針移動(dòng)方向來(lái)確定的。
9、改變電流表指針移動(dòng)方向的實(shí)驗(yàn),移動(dòng)鐵氧體磁體實(shí)驗(yàn),將第7步驟中的磁體從某一片上移開(kāi)(某一片鐵片可以退磁處理,如放在交變磁埸中退磁,產(chǎn)生的電流要大一些)然后放到另一片鐵片附近,同樣有電流的產(chǎn)生,注意這時(shí)正極的位置發(fā)生了變化,電流表的指針移動(dòng)方向產(chǎn)生了變化。
如果用稀土磁體,由于產(chǎn)生的電流強(qiáng)度較大,電流表就沒(méi)有必要調(diào)整0為50毫安處。而用改變接線的方式來(lái)讓電流表移動(dòng)。
改變磁體位置:如果用磁體直接吸引鐵片電極沒(méi)有浸在液體中的部份的方式來(lái)改變磁體位置,鐵片電極不退磁處理也行。
磁體位置改變,電流表指針偏轉(zhuǎn)方向改變。證明電流流動(dòng)方向改變,磁場(chǎng)中電化學(xué)反應(yīng)成立。電流流動(dòng)方向說(shuō)明了磁體在電極的正極位置。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
此演示實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的電流是微不足道的,我認(rèn)為此演示的重點(diǎn)不在于產(chǎn)生電流的強(qiáng)度的大小,而重點(diǎn)是演示出產(chǎn)生電流流動(dòng)的方向隨磁體的位置變動(dòng)而發(fā)生方向性的改變,這就是說(shuō)此電源的正極是隨磁體在電源的那一極而正極就在磁體的那一極。因此,可以證明,“磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)”是成立的,此電化學(xué)反應(yīng)是隨磁體位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的可逆的電化學(xué)反應(yīng)。請(qǐng)?zhí)貏e注意“可逆”二字,這是本物理現(xiàn)象的重點(diǎn)所在。
通過(guò)磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)證實(shí):物理學(xué)上原電池的定律在恒定磁場(chǎng)中是不適用的(原電池兩極是用不同種金屬,而本實(shí)驗(yàn)兩極是用相同的金屬)。
通過(guò)磁場(chǎng)中的電化學(xué)反應(yīng)證實(shí):物理學(xué)上的洛侖茲力(洛倫茲力)定律應(yīng)修正,洛侖茲力對(duì)磁性運(yùn)動(dòng)電荷是吸引力,而不是偏轉(zhuǎn)力。并且洛侖茲力要做功。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí),產(chǎn)生電流與磁場(chǎng)有關(guān),電流流流動(dòng)的方向與磁體的位置有關(guān)。電極的兩極是用的同種金屬,當(dāng)負(fù)極消耗后又補(bǔ)充到正極,由于兩極是同種金屬,所以總體來(lái)說(shuō),電極沒(méi)有發(fā)生消耗。這是與以往的電池的區(qū)別所在。而且,正極與負(fù)極可以隨磁體位置的改變而改變,這也是與以往的電池區(qū)別所在。
磁場(chǎng)中電化學(xué)反應(yīng)電源的正極與負(fù)極可以循環(huán)使用。
產(chǎn)生的電能大小所用的計(jì)算公式應(yīng)是法拉弟電解定律,法拉第電解第一定律指出,在電解過(guò)程中,電極上析出產(chǎn)物的質(zhì)量,和電解中
通入電流的量成正比,法拉第電解第二定律指出:各電極上析出產(chǎn)物的量,與各該物質(zhì)的當(dāng)量成正比。法拉第常數(shù)是1克當(dāng)量的任何物質(zhì)產(chǎn)生(或所需)的電量為96493庫(kù)侖。而移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極所消耗的功應(yīng)等于移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極所用的力乘以移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極的距離。
參考文獻(xiàn)
注1: 湖南省郵電管理局《蓄電池的使用和維護(hù)》編寫組,《蓄電池的使用和維護(hù)》, 人民郵電出版社,1979年北京第2版,統(tǒng)一書(shū)號(hào):15045總2031-有514。
第三篇:第七章 氧化還原反應(yīng) 電化學(xué)基礎(chǔ)
第七章 氧化還原反應(yīng) 電化學(xué)基礎(chǔ)
(7-3)
(1)2KMnO4(aq)+5H2O2(aq)+3H2SO4(aq)→2MnSO4(aq)+5O2(g)+K2SO4(aq)+8H2O(l)
這一氧化反應(yīng)有事被錯(cuò)誤地寫作下列形式:
2KMnO4+H2O2+3H2SO4→2MnSO4+3O2+K2SO4+4H2O
從反應(yīng)方程式看,兩邊各元素的原子數(shù)目都相等,電荷也是平衡的,似乎沒(méi)有錯(cuò)誤。但實(shí)驗(yàn)證明,酸性溶液中KMnO4與H2O2反應(yīng)生成的O2都來(lái)自于H2O2,而不是KMnO4。所以采用觀察法配平時(shí)會(huì)出現(xiàn)
上述錯(cuò)誤結(jié)果,即KMnO4作為氧化劑將H2O2氧化為O2,同時(shí)自身又分解出O2,部分地作為還原劑。
應(yīng)用離子-電子法配平時(shí)則不會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果。相應(yīng)的半反應(yīng)為:
MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-→ Mn2+(aq)+4H2O(l)
H2O2(aq)→ O2(g)+2H+(aq)+2e-
2-類似的情況還有酸性溶液中Cr2O7與H2O2的反應(yīng)為:
2Cr2O72-+8H2O2+16H+ = 2Cr3++3O2+7H2O
若寫作2Cr2O72-+8H2O2+16 = 4Cr3++7O2+16H2O是錯(cuò)誤的。
---2-(3)3As2S3(aq)+14ClO3(aq)+18H2O(l)=14Cl(aq)+6H2AsO4(aq)+9SO4(aq)+24
H+(aq)
2-+3+(6)3CH3OH(aq)+Cr2O7(aq)+8H(aq)= 3CH2O(aq)+2Cr(aq)+7H2O(l)
(8)P4(s)+10HClO(aq)+6H2O(l)=4H3PO4(aq)+10Cl-(aq)+10(aq)
配平酸性溶液中的氧化還原反應(yīng)方程式時(shí),反應(yīng)物和產(chǎn)物中都不能出現(xiàn)OH-。如果采用離子-電子法,在半反應(yīng)中也不能出現(xiàn)OH-。
(7-4)
(2)3ClO-(aq)+2Fe(OH)3(s)+4OH-(aq)= 3Cl-(aq)+2FeO42-(aq)+5H2O(l)
(3)2CrO42-(aq)+3CN-(aq)+5H2O(l)= 2Cr(OH)3(s)+3CNO-(aq)+4OH-(aq)
--2-(5)3Ag2S(s)+2Cr(OH)3+7OH(aq)= 6Ag+3HS(AQ)+2CrO4(aq)+5H2O(l)
(6)2CrI3(s)+27Cl2(g)+64OH-(aq)= 2CrO42-(aq)+32H2O(l)+6IO4-(aq)+54Cl-(aq)
(7)以離子-電子半反應(yīng)來(lái)配平:
氧化劑的半反應(yīng)為:
Ce4+(aq)+3OH-+e-→ Ce(OH)3(s)
還原劑的半反應(yīng)為:
Fe(CN)64-(aq)+75OH-(aq)-61e-→ Fe(OH)3(s)+6CO32-(aq)+6NO3-(aq)+36H2O(l)在配平還原劑的半反應(yīng)中一個(gè)還原劑離子Fe(CN)64-比轉(zhuǎn)化為一個(gè)Fe(OH)3(s),6個(gè)CO32-,6個(gè)NO3-。
2---O,H的配平:6個(gè)CO3,6個(gè)NO3中共36個(gè)O,應(yīng)有72個(gè)OH提供它們所需要的36個(gè)O,并轉(zhuǎn)化為36個(gè)H2O。
--一個(gè)需3個(gè)OH,則該半反應(yīng)方程的左邊共75個(gè)OH,方程式右邊18個(gè)負(fù)電荷,左邊79個(gè)負(fù)電荷,應(yīng)再減
去61e-,電荷才能平衡。
兩半反應(yīng)得時(shí)電子的最小公倍數(shù)為61。最后得到:
4-4+-Fe(CN)6(aq)+61Ce(aq)+258OH →
Fe(OH)3(s)+61Ce(OH)3(s)+6CO32-(aq)+6NO3-(aq)+36H2O(l)
由此不難看出離子-電子半反應(yīng)發(fā)將一個(gè)復(fù)雜的配平問(wèn)題簡(jiǎn)化了。同樣,應(yīng)注意配平堿性溶液中氧化還
原反應(yīng)方程式時(shí),反應(yīng)物和產(chǎn)物中都不能出現(xiàn)H+。采用離子-電子發(fā)配平時(shí),半反應(yīng)中也不應(yīng)出現(xiàn)H+。
(7-5)
(1)電池反應(yīng)為:Zn(s)+Fe2+(aq)→ Zn2+(aq)+Fe(s)
由于該反應(yīng)不再標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行,可以應(yīng)用電池反應(yīng)的Nernst方程式計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)。
θθ2+θ2+EMF =E(Fe/Fe)-E(Zn/Zn)
=-0.4089-(-0.7621)=0.3532V
EMF =EMFθ-(0.0592/2)lg{[c(Zn2+)/cθ]/[c(Fe2+)/cθ]}
=0.3532-(0.0592/2)lg[0.010/0.0010]=0.3236V
應(yīng)用電極反應(yīng)的Nernst方程可以分別計(jì)算正極和負(fù)極電極電動(dòng)時(shí),再計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)。
(2)電池反應(yīng)為:2Fe2+(aq)+Cl2(g)→ 2Fe3+(aq)+2Cl-(aq)
-正極反應(yīng)為:Cl2(g)+2e → 2Cl(aq)
E(Cl2/Cl-)=Eθ(Cl2/Cl-)+(0.0592/2)lg{[p(Cl2)/pθ]/[c(Cl-)/cθ]2}
2=1.360+(0.0592/2)lg(1.0/2.0)=1.342V
負(fù)極反應(yīng)為:Fe3+(aq)+e-→ Fe2+(aq)
E(Fe3+/Fe2+)=Eθ(Fe3+/Fe2+)+0.0592lg{[c(Fe3+)/cθ]/[c(Fe2+)/cθ]}
=0.769+0.0592lg[0.10/0.010]=0.828
EMF=E(Cl2/Cl-)-E(Fe3+/Fe2+)
=1.342-0.828=0.514V
(4)此電池是一個(gè)濃度差電池,其電池反應(yīng)可表示為:
+-1+-1Ag(s)+Ag(0.10mol·L)→ Ag(0.10mol·L)+Ag(s)
EMFθ =Eθ(Ag+/Ag)-Eθ(Ag+/Ag)=0
θAg+θAg+θEMF =EMF-(0.0592/1)lg{[c2()/c]/[c1()/c]}
=0-0.0592lg[0.010/0.10]=0.0592V
(7-6)
(1)電池反應(yīng)的反向是正極的氧化型與負(fù)極的還原型反應(yīng),生成正極的還原型 和負(fù)極的氧化型。
Co(s)+Cl2(g)→ Co2+(g)+2Cl-(aq)
(2)由附表六查得,則Eθ(Cl2/Cl-)=1.360V,則
EMFθ =Eθ(Cl2/Cl-)-Eθ(Co2+/Co)
θ2+θ-θE(Co/Co)=E(Cl2/Cl)-EMF
=1.360-1.642=-0.282
-(3)p(Cl2)增大時(shí),E(Cl2/Cl)將增大,EMF將增大。從正極反應(yīng)的Nernst方程
式或電池反應(yīng)的Nernst方程式都可以得到這一結(jié)果。
(4)當(dāng)c(Co2+)=0.010mol·L-1時(shí),θ2+θ2+2+θE(Co/Co)=E(Co/Co)-(0.0592/2)lg{1/[c(Co)/c]}
=-0.282-(0.0592/2)lg[1/0.010]=-0.341V
-2+EMF=E(Cl2/Cl)-E(Co/Co)
=1.360-(-0.341)=1.701V
(7-10)
(1)查得Eθ(In3+/In+)=-0.445V,Eθ(In+/In)=-0.125V。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)大的電對(duì)氧化型和標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)小的電對(duì)還原型都是In+,所以它能發(fā)生歧化反應(yīng),生成In3+和In。
+3+3In(aq)→ In(aq)+2In(s)
EMFθ =Eθ(In+/In)-Eθ(In3+/In+)
=-0.125-(-0.445)=0.320V
lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×0.320/0.0592=10.811
Kθ=6.47×1010
(2)查得Eθ(Tl3+/Tl+)=1.280V,Eθ(Tl+/Tl)=-0.336V。
θ可以畫(huà)出鉈的元素電勢(shì)圖EA/V:
Tl3+→1.280→Tl+→-0.336→Tl
因?yàn)镋θ(右) 能發(fā)生歧化反應(yīng): +3+3Tl → Tl+2Tl EMFθ =Eθ(Tl+/Tl)-Eθ(Tl3+/Tl+) =-0.336-1.280=-1.616V lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×(-1.616)/0.0592=-54.595 Kθ=2.54×10-55 (3)查得堿性溶液中溴元素有關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極勢(shì),畫(huà)出其元素電勢(shì)圖EBθ/V: θ-θ-因?yàn)镋(Br2/Br)>E(BrO/Br2),所以Br2(l)在堿中能歧化: Br2(l)+ 2OH-(aq)→ BrO-(aq)+Br-(aq)+H2O(l) -BrO能否進(jìn)一步歧化呢?由溴元素的電勢(shì)圖中已知的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可以求出Eθ(BrO-/Br-) 和Eθ(BrO3-/BrO-)。 Eθ(BrO-/Br-)=1/2[Eθ(BrO-/Br2)+Eθ(Br2/Br-)] =1/2(0.4556+1.0774)=0.7665V Eθ(BrO3-/BrO-)=1/4[6Eθ(BrO3-/Br-)-2Eθ(BrO-/Br-)] =1/4(6×0.6126-2×0.7665)=0.5356V θ--θ-----E(BrO/Br)>E(BrO3/BrO),所以BrO能進(jìn)一步歧化為BrO3和Br: 3BrO-(aq)→BrO3-(aq)+2Br-(aq) --由此可見(jiàn),Br2(l)在堿性溶液中歧化的最穩(wěn)定產(chǎn)物是BrO3和Br。從溴的元素電 勢(shì)圖還 可以求出Eθ(BrO3-/Br2)。 Eθ(BrO3-/Br2)=1/5[4Eθ(BrO3-/BrO-)+Eθ(BrO-/Br2)] =1/5×[4×0.5356+0.4556]=0.5196V 由Eθ(Br2/Br-)>Eθ(BrO3-/Br2)也可以判斷出Br2(l)的堿性溶液中能歧化為 --BrO3和Br。 3Br2(l)+6OH-(aq)→5Br-(aq)+BrO3-(aq)+3H2O(l) θθ-θ-EMF =E(Br2/Br)-E(BrO3/Br2) =1.0774-0.5196=0.5578V lgKθ= zEMFθ/0.0592=5×0.5578/0.0592=47.111 Kθ=1.30×1047 那么,BrO3-或Br2能否歧化產(chǎn)生BrO4-呢?從相關(guān)手冊(cè)中查出 Eθ(BrO4-/BrO3-)=0.92V,進(jìn)而計(jì)算出Eθ(BrO4-/Br2)=0.634V,可推斷BrO3-可以歧化或Br2可以歧化為 --BrO4和Br。 但是,實(shí)際上在堿溶液中Br2(l)只能歧化為BrO3-和Br-。這是由于歧化為BrO4-的反應(yīng)速率很慢的緣故。 (7-11) 3+(1)根據(jù)電池反應(yīng),HClO2是氧化劑,HClO2/HClO電對(duì)為正極;Cr是還原劑,電對(duì)Cr2O72-/Cr3+為負(fù)極。查得Eθ(HClO2/HClO)=1.673V,Eθ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V,則 θθθ2-3+EMF =E(HClO2/HClO)-E(Cr2O7/Cr) =1.673-1.33=0.34V +-1(2)當(dāng)PH=0.00時(shí),c(H)=1.00mol·L EMF=EMFθ-(0.0592/6)lg{{[c(HClO)/cθ]3[c(Cr2O72-)/cθ] [c(H+)/cθ]8}/{[c(HClO2)/cθ]3[c(Cr3+)/cθ]2}} ==EMFθ-(0.0592/6)lgJ 0.150=0.34-(0.0592/6)lgJ lgJ=6×(0.34-0.150)/0.0592=19.26 J=1.8×1019 J={0.203×0.80×1.008}/{0.153×[c(Cr3+)/cθ]}=1.8×1019 c(Cr3+)/cθ=3.2×10-10 c(Cr3+)=3.2×10-10mol·L-1 θθ(3)25℃時(shí),lgK= zEMF/0.0592=6×0.34/0.0592=34.46 Kθ=2.9×1034 -13+-1θ(4)混合后,c(HClO2)=0.500mol·L,c(Cr)=0.25mol·L。由于K很大,設(shè)平衡時(shí)c(Cr3+)=xmol·L-1,則各物種的平衡濃度如下: 3HClO2+2Cr3++4H2O → 3HClO+Cr2O72-+8H+ 平衡時(shí)c/cθ 0.500-3/2(0.25-x)x 3/2(0.25-x)1/2(0.25-x)1.0 Kθ={[c(HClO)/cθ]3[c(Cr2O72-)/cθ][c(H+)/cθ]8}/{[c(HClO2)/cθ]3[c(Cr3+)/cθ]2} {[3/2(0.25-x)]3[1/2(0.25-x)]1.08}/{[0.500-3/2(0.25-x)]3x2}=2.9×1034解得x=1.1×10-17,即c(Cr3+)=1.1×10-17mol·L-1; c(Cr2O72-)=0.125mol·L-1。 由于Cr2O72-濃度大,Cr3+濃度很小,所以溶液為橙色。 (7-12) 正極的電極反應(yīng)為:2H+(aq)+2e-→ H2(g) E(1)(H+/H2)=Eθ(H+/H2)-(0.0592/2)lg{[p(H2)/pθ]/[c1(H+)/cθ]2} = 0-(0.0592/2)lg[1.00/[c1(H+)/cθ]2]=-0.0592V 由于是恒定的,所以 EMF(1)-EMF(2)=-0.0592pH(1)-(-0.0592pH(2)) ×0.412-0.427=-0.05924.008+0.0592pH(2) pH(2)=3.75,c2(H+)=1.8×10-4mol·L-1 HA(aq)→ H+(aq)+A-(aq) Kaθ(HA)=[c2(H+)/cθ][c(A-)/cθ]/[c(HA)/cθ] =1.8×10-4×1.0/1.0 =1.8×10-4 此題是可以先求出E(1)(H+/H2),再求出E(-),然后求出E(2)(H+/H2),最后求出c2(H+)及Kaθ(HA)。 (7-13) (1)這是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電池反應(yīng)。查得: Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.1539V,Eθ(Hg2+/Hg)=0.8519 EMFθ =Eθ(Hg2+/Hg)-Eθ(Sn4+/Sn2+) =0.8519V-0.1539V=0.6980V θΔrGm=-zEMFθ=-2×96485×0.6980=-134.7kJ·mol-1 lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×0.6980/0.0592=23.58 Kθ=3.8×1023 EMF=EMFθ-0.0592/2×lg[c2(Sn4+)/cθ]/[c(Sn2+)/cθ][c(Hg2+)/cθ] ×=0.6980-0.0592/2×lg(0.020/(0.100.010))=0.6595 V ΔrGm=-zEMF=-2×96485×0.6595=-127.3kJ·mol-1 θ也可以應(yīng)用公式ΔrGm=ΔrGm+RTlnJ計(jì)算反應(yīng)的ΔrGm。 (3)查出Eθ(Cl2/Cl-)=1.360,Eθ(Ag+/Ag)=0.7991V,Kspθ(AgCl)=1.8×10-10 反應(yīng)Cl2(g)+ 2Ag(s)→ 2AgCl(s)可由下列兩個(gè)電極反應(yīng)相減得到: Cl2(g)+2Ag+(aq)+2e-→ 2AgCl(s) 2Ag+(aq)+2e-→ 2Ag(s) 先求出Eθ(Cl2/AgCl)。將下列兩個(gè)電極反應(yīng)組成原電池: Cl2(g)+2e-→ 2Cl-(aq) +-Cl2(g)+2Ag(aq)+ 2e → 2AgCl(s) 自行推導(dǎo)得出: θθ-E(Cl2/AgCl)=E(Cl2/Cl)+0.0592/2×lg{1/{[c(Ag+)/cθ][c(Cl-)/cθ]}} =Eθ(Cl2/Cl-)+0.0592×lg1/Kspθ(AgCl)=1.360+0.592lg1/(1.8×10-10)=1.937V 電對(duì)的Cl2/Cl-還原型Cl-生成沉淀AgCl,使電極電勢(shì)增大。即 Eθ(Cl2/AgCl)>Eθ(Cl2/Cl-) EMFθ =Eθ(Cl2/AgCl)-Eθ(Cl2/Cl-) =1.937-0.7991=1.138V θθ×ΔrGm=-zEMF=-296485×1.138=-219.6kJ·mol-1 lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×1.138/0.0592=38.446 Kθ=2.79×1038 θθΔrGm=ΔrGm+RTln1/[p(Cl2)/p] =-219.6+8.314×298×ln{1/[10.0/100.0]} =-213.9kJ·mol-1 此題中電池反應(yīng)也可由下列兩個(gè)電極反應(yīng)相減得到: Cl2(g)+2e-→ 2Cl-(aq) 2Ag+(aq)+ 2e-→ 2Ag + 2Cl- θθθθθ先求出(或查出)E(AgCl/Ag),然后再計(jì)算EMF,ΔrGm,K和ΔrGm。 9(7-14)(1)各電池反應(yīng)分別為: (a)Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 3Tl+(aq) (b)兩個(gè)半反應(yīng)為: 3×)Tl3+(aq)+ 2e-→ Tl+(aq) -2×)Tl3+(aq)+ 3e-→ Tl(s) ---------------------------- 3Tl3+(aq)-2Tl3+(aq)→ 3Tl+(aq)-2Tl(s) 或?qū)懽鳎?/p> 3Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 2Tl3+(aq)+ 3Tl+(aq) 3++這就是電池反應(yīng)(b),由此計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)移電子數(shù)(zb)為6,對(duì)應(yīng)的電對(duì)為Tl/Tl 與Tl3+/Tl。 但是,通常把方程式兩邊相同離子消掉,該電池反應(yīng)又可寫為: Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 3Tl+(aq) 3++3+該電池反應(yīng)所對(duì)應(yīng)的電對(duì)是Tl/Tl與Tl/Tl,相應(yīng)的轉(zhuǎn)移電子數(shù)(zb,1)為2。 (c)同理,Tl3+(aq)+ 3e-→ Tl(s) -3×)Tl+(aq)+e-→ Tl(s) Tl3+(aq)+3Tl(s)→ Tl(s)+3Tl+(aq) 反應(yīng)式對(duì)應(yīng)的電對(duì)為和,轉(zhuǎn)移電子數(shù) 1. 我的樣品在做化學(xué)性能測(cè)試時(shí)是用的下面的方法嗎,另外聚四氟乙烯和EC/DMC/EMC的作用分別是什么? 將所制備的活性物質(zhì)CoO/碳雜化微米球與乙炔黑按一定的比例混合研磨均勻后加入60%的聚四氟乙烯乳液(電極材料,乙炔黑,聚四氟乙烯按質(zhì)量比80:10:10混合),再用異丙醇混合均勻,攪拌成粘稠狀,將其用手搖式壓膜機(jī)壓成約0.05 mm厚的有韌性的膜。在80℃下烘干后,取直徑1.4 cm的圓形膜片壓在集流體泡沫鎳網(wǎng)上。然后放在紅外燈下烘干,制成研究電極。以研究電極為工作電極,以金屬鋰片為參比電極和對(duì)電極,1M LiPF6+EC/DMC/EMC(體積比為1:1:1)溶液為電解液,在充滿氬氣的手套箱中裝配成模擬電池(正負(fù)極間用Celgard 2400膜隔開(kāi))。用BTS-55型電池程控測(cè)試儀在0.01~3.0 V的電壓范圍內(nèi)以電流密度為30 mA/g進(jìn)行恒流充放電測(cè)試。 我們實(shí)驗(yàn)室測(cè)試電化學(xué)性能也是這個(gè)方法。聚四氟乙烯乳液是粘接劑,乙炔黑是導(dǎo)電劑(我們制備的材料本身導(dǎo)電性不好),聚四氟乙烯乳液作用就是把你制備的材料和乙炔黑粘到一起方便做成電極,但是不能加太多,因?yàn)殡娮韬艽?,加多了?huì)對(duì)測(cè)試電化學(xué)性能不利。1M LiPF6+EC/DMC/EMC是電解質(zhì)溶液,傳輸離子和電子,這個(gè)是購(gòu)買的,不需要自己配制。 2. 下面這一段話提到“電壓平臺(tái)”,它的作用是什么,為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象? 對(duì)應(yīng)有良好電壓平臺(tái)的電極材料在生成氧化鋰的過(guò)程會(huì)發(fā)生更多的局部晶格應(yīng)變,導(dǎo)致隨著循環(huán)次數(shù)的增加而容量快速的衰減[26]。圖5a表明磷酸化減小了顆粒的晶體尺寸,伴隨著在第一個(gè)區(qū)域有更多的鋰離子插入到電極材料中,導(dǎo)致初始容量比沒(méi)有磷酸化的材料容量更高。這個(gè)過(guò)程縮短了第二個(gè)區(qū)域反應(yīng)的電壓平臺(tái)。 各種材料的電化學(xué)性能都不一樣,如果說(shuō)一個(gè)材料可以商品化,它具有電壓平臺(tái)是一個(gè)必須因素。但我們制備的材料并不是每一個(gè)都具有電壓平臺(tái),我們的研究只是處于基礎(chǔ)理論研究,要根據(jù)具體情況具體分析。簡(jiǎn)單的說(shuō),電壓平臺(tái)對(duì)應(yīng)的電壓就是循環(huán)伏安圖里的電壓,兩者結(jié)合研究材料的充放電機(jī)理。 3.我的樣品在測(cè)試的時(shí)候能否把“循環(huán)伏安”曲線導(dǎo)出來(lái)? 42Current / mA0-2 PMT4 MT4-4-61.01.52.02.53.0Potential / V 電化學(xué)性能是用電池測(cè)試儀器測(cè)試,循環(huán)伏安是用電化學(xué)工作站測(cè)試,二者測(cè)試方法不一樣。但是在測(cè)試的時(shí)候都要組裝成電池后才能測(cè)試。 4.上次的樣品在測(cè)試的時(shí)候只有第一周和第二周的充放電曲線,能否把前30次的充放 電曲線的數(shù)據(jù)一起導(dǎo)出來(lái)? 可以都導(dǎo)出來(lái),但是沒(méi)必要,都導(dǎo)出來(lái)后就是我給你的循環(huán)性能圖了。 原電池 1、定義:將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。 2、構(gòu)成原電池的條件: ①電解質(zhì)溶液 ②兩個(gè)導(dǎo)體做電極 ③形成閉合回路(或在溶液中接觸)④有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 3、原理 本質(zhì):氧化還原反應(yīng) 4、原電池電極的判斷 (1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來(lái)說(shuō),較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負(fù)極,較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池,鎂為負(fù)極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時(shí),由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng),失去電子,因此鋁為負(fù)極,鎂為正極。 (2)根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負(fù)極,電子由負(fù)極流向正極。 (3)根據(jù)內(nèi)電路離子的移動(dòng)方向判斷:在原電池電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷:原電池中,負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng),正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價(jià)的升降來(lái)判斷。 (5)根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質(zhì)量增加,說(shuō)明溶液中的陽(yáng)離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質(zhì)量減輕,說(shuō)明該電極溶解,電極為負(fù)極,活潑性較強(qiáng)。 (6)根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了析出氫的反應(yīng),說(shuō)明該電極為正極,活動(dòng)性較弱。(7)根據(jù)某電極附近pH的變化判斷 A近的pH增大了,說(shuō)明該電極為正極,金屬活動(dòng)性較弱。 5、鹽橋 鹽橋的作用僅僅是導(dǎo)電【相當(dāng)于導(dǎo)線的作用】,將兩個(gè)燒杯形成閉合回路,否則就相當(dāng)于斷開(kāi),而鹽橋的導(dǎo)電是利用了其中的陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)。 鋅銅電池,電解質(zhì)溶液鋅端硫酸鋅,銅端硫酸銅,即兩端不一樣,所以產(chǎn)生電勢(shì)差,于是,電子從負(fù)極Zn失去,沿著導(dǎo)線移向正極Cu,即外面的導(dǎo)線中,電子即負(fù)電荷從 4.非金屬或氣體不導(dǎo)電,因此非金屬元素在不同氧化值時(shí)構(gòu)成的氧化還原電對(duì)作半電池時(shí),需外加惰性導(dǎo)體(如鉑或石墨等)做電極導(dǎo)體。其中,惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng),只起導(dǎo)電(輸送或接送電子)的作用,故稱為“惰性”電極。 按上述規(guī)定,Cu-Zn原電池可用如下電池符號(hào)表示: (-)Zn(s)∣Zn2+(C)‖Cu2+(C)∣ Cu(s)(+) 理論上,任何氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池,例如反應(yīng): Cl2+ 2I-═ 2Cl-+I2 此反應(yīng)可分解為兩個(gè)半電池反應(yīng): 負(fù)極:2I-═ I2+ 2e-(氧化反應(yīng)) 正極:Cl2+2e-═ 2Cl-(還原反應(yīng)) 該原電池的符號(hào)為: (-)Pt∣ I2(s)∣I-(C)‖Cl-(C)∣C2(PCL2)∣Pt(+) 8、常見(jiàn)的原電池 (1)一次電池 ①堿性鋅錳電池 構(gòu)成:負(fù)極是鋅,正極是MnO2,正極是KOH 工作原理:負(fù)極 Zn+2OH—-2e-=Zn(OH)2;正極:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- 總反應(yīng)式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 特點(diǎn):比能量較高,儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng),可適用于大電流和連續(xù)放電。②鈕扣式電池(銀鋅電池)鋅銀電池的負(fù)極是Zn,正極是Ag20,電解質(zhì)是KOH,總反應(yīng)方程式:Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特點(diǎn):此種電池比能量大,電壓穩(wěn)定,儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng),適宜小電流連續(xù)放電。 ③鋰電池 鋰電池用金屬鋰作負(fù)極,石墨作正極,電解質(zhì)溶液由四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOC12)中組成。 鋰電池的主要反應(yīng)為:負(fù)極:8Li-8e—=8Li+ ;正極:3SOC12+8e—=SO32-+2S+6Cl— 總反應(yīng)式為:8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特點(diǎn):鋰電池是一種高能電池,質(zhì)量輕、電壓穩(wěn)定、工作效率高和貯存壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。 負(fù)極:2CH3OH +16OH--12e-=2CO32-+12H2O; 正極:3O2+6H2O+12e-=12OH- 總反應(yīng)方程式為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O 9、原電池的應(yīng)用 1)制作干電池、蓄電池、高能電池; (2)比較金屬腐蝕的快慢(負(fù)極金屬先被腐蝕);(3)防護(hù)金屬腐蝕(被保護(hù)的金屬作正極);(4)比較反應(yīng)速率(如粗鋅與稀硫酸反應(yīng)比純鋅快);(5)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱(被溶解的負(fù)極金屬較活潑); (6)判斷溶液pH變化(如發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),因有正極反應(yīng)O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,使溶液pH值升高,正極附近溶液能使酚酞變紅)。 (7)根據(jù)電池反應(yīng)判斷新的化學(xué)電源的變化,(方法是先分析電池反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)變化,確定原電池正極和負(fù)極,然后根據(jù)兩極變化分析判斷其它指定性質(zhì)的變化)。 電解池 1.電解原理 定義: 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解.借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置,也就是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置,叫做電解池或電解槽(池). 構(gòu)成電解池(電解槽)的條件:(1)有外加直流電源. (2)有電解質(zhì)溶液或熔融的離子化合物. (3)有兩個(gè)電極(材料為金屬或石墨兩極材料可相同或不同): 陰極:與直流電源的負(fù)極直接相連的一極. 陽(yáng)極:與直流電源的正極直接相連的一極.(4)兩個(gè)電極要與電解質(zhì)溶液接觸并形成回路. 注意 電解池的陰、陽(yáng)極完全由外加直流電源的負(fù)、正極確定,與電極材料本身的性質(zhì)無(wú)關(guān).而原電池的正、負(fù)極則由構(gòu)成電極材料本身的性質(zhì)決定. 物質(zhì)類別含氧酸強(qiáng)堿活潑金屬的含氧酸鹽無(wú)氧酸不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽活潑金屬的無(wú)氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽實(shí)例H2SO4 NaOHNa2SO4HClCuCl2NaClCuSO4 電極反應(yīng)pH變化電解類型電解水型(加水還原)陽(yáng)極:4OH—-4e—=O2↑+2H2O減小增大不變陰極:4H++4e—=2H2↑陽(yáng)極2Cl—-2e—=Cl2↑陰極:4H++4e—=2H2↑陽(yáng)極2Cl—-2e-=Cl2↑陰極:Cu2++2e—=Cu陽(yáng)極2Cl—-2e—= Cl2↑陰極:2H2O+2e—=H2↑+2OH-陽(yáng)極:4OH—-4e—=O2↑+2H2O陰極:2Cu2++4e—=2Cu增大分解電解質(zhì)型增大(加電解質(zhì)還原)增大放氫生堿型減小放氧生酸型(加CuO還原)(加HCl還原) 一、金屬的腐蝕 金屬腐蝕是金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。 1.化學(xué)腐蝕 金屬跟接觸到的干燥氣體或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕,這種腐蝕的速率隨著溫度的升高而加快。 2.電化學(xué)腐蝕 不純的金屬接觸電解質(zhì)溶液時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),較活潑的金屬失去電子而被氧化所引起的腐蝕。 二、電化學(xué)腐蝕的分類 以鐵的腐蝕為例(1)析氫腐蝕(酸性較強(qiáng)的溶液)負(fù)極: Fe4e-= 2Fe2+ 正極: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總方程式:2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 進(jìn)一步反應(yīng):4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 三、金屬的防護(hù)第四篇:電化學(xué)--疑問(wèn)
第五篇:電化學(xué)教案