钠离子电池来了,这种电池有何优势?
随着生活的不断进步,电子科技也开始兴盛了起来,而如果说21世纪影响大家最大的一个发明,那莫过于是电子屏幕,手机,电脑平板电视我们的生活之中无时无刻不再使用这些东西,而这些东西他们的身上也都有一个共同点,那就是需要用电,如果需要用电,也不能天天插着玩吧 所以他们需要一块儿电池,也就是我们所说的蓄电池 我们如果学过物理的都知道电池使用的是锂电池。今天小编也就是想讲一种新电池。
钠是什么学过初中化学的,大家都应该知道,他是排在元素周期表中的 前几位的。不仅如此,它也是离锂最近的同金属元素,而且他们两个热最外电子数都是相同的所以他们两个的化学性质也是有一定的相似性的。但是大家有没有考虑过其实钠的电位比锂高,所以它的重量也比较大,这也就导致于钠离子的电池密度不太高,相对性能比较差,寿命也比较短,而且正是因为如此,他并没有出现在我们大众的视野中。
成本优势刚才我们已经说了这么多的缺点了,那为什么还是有人会选择钠电池呢?首先我们需要考虑的那就是成本问题了,但是它的使用时间并不是特别的长,但是随着技术的逐渐革新钠电池也成为了很多行业的新宠儿。
从安全方面来考虑相信大家也都知道 手机会爆炸这件事情吧而且这种事情多数会发生在夏天也正是因为有了电池的原因,而我们常用的锂电池,它的电子比较活跃,所以容易发生爆炸,但是钠电池一般 都不会存在于起火爆炸所以,在这一个方面来考虑,它的安全性也十分的高,也适用于很多的 行业。
能源种类按照属性可分为再生能源和非再生能源两大类。
再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等,它们在自然界可以循环再生。非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。
非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。
一、可再生资源是什么
可再生资源是指消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物。可以在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源。如太阳能、风能,生物能、水能,地热能,氢能等。中国是国际清洁能源的巨头,是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。
二、可再生能源的种类及作用
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。
三、不可再生资源是什么
非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。
四、非可再生能源的种类介绍
1、煤:煤是近代工业最重要燃料之一。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量,以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高,整体而言,现时煤炭之蕴藏量,估计可供我们使用二百年。
2、石油:石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
3、天然气:天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用,如果有剩馀只好燃烧报废,十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。
4、化学能:化学反应所产生的能量称为化学能,除了燃烧煤、木材、石油及其制品产生的燃烧热外,还有电解化发电。电解化发电是将两种不同的金属板隔若干距离,一起浸入电解液中,金属板间会产生电压。两金属对于电解液的离子倾向力或溶解压不相同,发生化学变化,以电解方式放出能量。
电池就是利用这种原理制造成的。电池有两类,一种是用完就丢,不能再用的干电池,视为一次电池。另一种是可再充电,反复使用的蓄电池,即镍镉电池等,称为二次电池。
5、核燃料:核能也称原子能,是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能,将水变成水蒸气,利用这些蒸气来推动发电机发电。
泛指从自然界获取的,可以再生的非化石能源.即通过天然作用或人工活动能再生更新,而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源,又称为更新自然资源,如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。目前主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等自然能源。
不可再生能源
泛指人类开发利用后,在相当长的时间内不可能再生的能源资源。主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等。这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成非常缓慢,与其它资源相比,再生速度很慢,或几乎不能再生。人类对不可再生资源的开发和利用,只会消耗,而不可能保持其原有储量或再生。其中,一些资源可重新利用,如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源;另一些是不能重复利
用的资源,如煤、石油、天然气等化石燃料,当它们作为能源利用而被燃烧后,尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式,但作为原有的物质形态已不复存在,其形式已发生变化。
B.石油是不可再生能源,也是常规能源;
C.天燃气是不可再生能源,也是常规能源;
D.风能是可再生能源,也是新能源;
E.水能是可再生能源,也是新能源;
F.核能是不可再生能源,也是新能源;
G.太阳能是可再生能源,也是新能源;
H.地热能可再生能源,也是新能源;
I.潮汐能可再生能源,也是新能源;
故答案为:DEGHI,ABCF,ABC,DEFGHI.
(2)非再生能源:化工燃料《煤、石油、天然气、油页岩等》核燃料《铀、钍、钚、重氢等》。
所谓生物质能(biomass
energy
),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
(德国之声)电动汽车-尤其是使用可再生能源发电的电动车-被视为是有助全球气候保护的未来模式。但多年来车商在电池技术中采用的是稀有且相对昂贵的锂,拖慢了全球大规模普及电动车的步伐。
虽然电动车、商用车或电动自行车正如火如荼发展,但投入使用的范围有限。高昂的价格、繁琐的充电设施以及需要消耗大量原材料的电池生产过程,阻碍了电动车的快速发展。想要让电动车被广泛使用,车商必须推出更强力持久、更具可持续性以及价格低廉的电池。
钠取代锂
钠离子电池或许是一个可行方案,近期钠离子电池的研发也出现惊人进展。在可预见的未来中,钠离子电池将能取代锂电池被用于电动车、智能手机或笔记型电脑中。
锂和钠这两种碱金属拥有非常相似的化学特性。虽然与较为稀有的锂相比,钠的能量密度较低,但钠的取得更为容易,价格也会相对低廉。
有望取得突破
目前钠离子电池的性能仍比锂电池落后约20年。原因是研究人员在过去十多年间只专注于开发性能更强的锂。
但如今不仅出现了具有开创性的科学出版物,而且也有非常多极具前瞻性的原型:根据一份五月份发表的报告,一颗由韩国研发的钠离子电池在经过约500次完整充电循环后,其电池容量才下降至原先的80%。由一个美中研究小组开发的另一种电池,在相同的电池容量下约能完成450次充电。而一个中国制作的钠离子电池虽然容量较小,但在经过1200次12分钟快充后,还有70%的电池容量。
前两天北向资金逆势抄底。市场情绪在29日得到显著提振,三大股指大幅高开,沪深两市仅370多只个股低开。
在这一波“反攻”中,钠离子电池板块功不可没。
7月28日盘面上,大盘连跌两日,题材概念表现低迷,钠电池板块则是逆势大涨,圣阳股份涨停,华阳股份涨超8%,容百 科技 、宁德时代涨超6%,欣旺达、鹏辉能源等冲高。接着在29日继续Carry全场,整个板块大涨6%。 从年初至今,Wind钠电池指数涨幅已经超过50%。
追本溯源,这场钠电池旋风,因宁德时代而起。
7月29日下午15:30,宁德时代钠离子电池发布会上,董事长曾毓群向市场官宣了公司第一代钠电池产品。
其实早在今年5月份,曾毓群就已经向外界透露了宁德时代的钠电池。在随后的2个月里,市场对于钠电池的讨论也层出不穷。 此次宁德时代发布的钠电池,其应用范围、市场潜力,则是远超市场预期。
不过话又说回来,此次“超预期”的发布会也是意料之中:
对于宁德时代这家公司而言,拥有超强技术创新能力,精准把握市场需求和实现产业安全的关键环节,才能在国际竞争中直面海外巨头,并且撑起现阶段市值。
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市场对钠电池的讨论
此前市场对于钠离子电池的预期,基于几个大前提。
首先在成本端,钠电池成本低于锂电池。 产业链成熟的情况下,无论是电池正负极还是电解液,钠电池成本相比锂电池都更低,而隔膜技术、生产线、生产工序与锂电池相似,发展工艺成本较低。据英国钠离子电池公司FARADION预测,在规模生产后,钠离子电池成本比锂离子电池成本低30%。
钠元素相比于锂元素,在地壳中储量更丰富、分布更均匀。因此除了更易获得之外,还很好规避了此前锂电池供应链对外依存的问题,价格体系更加稳定。
其次在需求端,钠离子电池的理论性能能够满足特定需求。 能量密度方面,钠电池理论上达到100~150Wh/kg,与主要两种电池类型对比,虽然仍然低于锂电池的120~180Wh/kg,但大大超过铅酸电池的30~50Wh/kg。
安全性上,钠离子电池的电阻比锂离子电池高,所以当发生短路等现象时,钠离子电池的安全性能相对更高。钠离子电池的电解液已被证明比锂离子电池更稳定。
此外,钠电池可放电至0V,在储存、运输方面比锂电池更稳定;钠电池回收经济价值较锂电池高,可持续性更强,也可以进一步节约使用成本。
基于上述条件,市场预期 钠电池在电网储能、低速电动车场景下的铅酸电池替换、大型交通设备动力供应等,对能量密度要求略低、对电池稳定性和成本更加敏感的应用场景下,将有广阔前景。
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宁德时代钠电池,超乎预期
宁德时代本次发布的一代钠电池,尽管 大多数内容与市场预测基本相符,但有许多超预期的部分。
在正极材料方面,宁德时代构建了高通量材料集成计算平台,能够在原子级别上对材料进行模拟计算和设计仿真。因而在一代钠电池研发上,公司对普鲁士白、层状氧化物等材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新设计,解决了材料在循环过程中快速衰减的世界性难题,是创新材料具备产业化条件。
负极方面,宁德时代开发了一种硬碳材料,具备优异循环机性能,整体指标与现在主流负极材料石墨相当。
公司还开发了相应的独特电解液系统。
在制造工艺方面,宁德时代一代钠电池的工艺,可以与目前锂电池的制造工艺、设备相兼容。
因此在具体性能参数上,一代钠电池的 能量密度做到了160Wh/kg,与磷酸铁锂电池能量密度相当; 在常温下充电,15分钟电量达到80%,具备快充能力;在系统集成效率方面,可以达到80%以上。总的来说,能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但在低温性能、快充、高功率场景下具有明显优势。
也正是基于以上特征,此前被认为难以应用在新能源 汽车 场景上的钠电池, 宁德时代真就做成了新能源 汽车 的电池包。
在电池集成方面,公司开发了AB电池解决方案,也就是在一套电池中同时采用锂电池、钠电池,按照一定比例排列混搭,再通过算法进行均衡控制,实现两种电池的“取长补短”。
宁德时代已开始进行钠电池产业化布局,计划于2023年形成基本产业链。
此外,在这次发布会还透露了一个重要信息: 下一代钠电池的能量密度将会突破200Wh/kg。
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抓住发展的拐点、痛点
钠电池其实并不是新事物。
对这种技术路线的研究大约开始于19世纪,兴起于20世纪70年代,几乎与锂电池同时起步。但由于在能量密度上与锂电池存在差距,钠电池的发展相对缓慢得多。
时至今日,市场对于电池的需求发生了一些变化,钠元素才再次“被请出山”。
对中国的发展而言,能源更是绕不开的话题。 后工业革命全球工业体系建立在化石能源之上,在近代落后挨打的中国急需完成工业化,因而积极融入全球工业体系,完成了改革开放之后的经济腾飞。
然而时间来到21世纪,“卡脖子”问题成了达摩克利斯之剑;过度排放带来的环境变化,也对可持续发展愿景提出了挑战,由此提出的“碳中和”目标,将为人类 社会 生产力带来深刻的变革,给各行各业带来深层次的影响。
与此同时,经济增长的需要日益紧迫。 能源是人类 社会 发展的物质基础。人们调用化石能源的效率见顶,意味着化石能源革命带来的技术红利期接近尾声,没有更先进的底层技术支持,发展边际效益逐渐减弱。随之而来的是增量市场空间的减少,换言之,内卷。
于是摆脱化石能源依赖,成为实现“双碳”目标,以及确保能源安全、工业体系独立自主、推动产业转型升级促进生产力发展的重要手段。
我们今天看到的一系列趋势,消费电子产品的迭代升级, 汽车 的电气化和电子化,大数据和云计算中心乃至量子计算机的超强算力,无不是这一手段在生活层面上具象化的投影。不过实现这一目标,关键环节还没有解决——如何储能。
能源转化和存储是新能源发展的核心。 现有技术条件下,新能源的成本依然很高。尽管在生产环节,光伏、水电、风电成本在不断下降,发电量节节攀升,但仍不能向需求端提供稳定的电力供应。如何能够将电力储存起来,在发电低估时段输送给需求端?目前最可行的储能路径依然是氢能和电池。由于氢能在储运过程中存在较大技术难题,因此现阶段,更多人将目光聚焦在了电池方案上。
而宁德时代此次公布的钠电池,成本较低而且在储运环节拥有极大优势,不仅有望打通未来新能源体系的关键环节,而且能够满足更下游的应用场景的需求,广阔市场空间更有助于技术研发的变现,形成规模效应,进一步降低技术边际成本。
这也解释了宁德时代钠电池发前夕,资本市场掀起的波澜。
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宁德时代的创新“基因”
针对未来规划,宁德时代在发布会上进行了明确的阐释。
公司将在三个战略方向上做出努力:
以可再生能源发电和储能替代固定式化石能源;以动力电池助力电动车的发展;以电动化和智能化的集成作为一个创新,以加快各领域的新能源替代过程。
结合钠电池发布以及近年来的积极布局,储能作为宁德时代的下一个重要战略版图,已经箭在弦上;动力电池系统业务,也将随着技术进步继续发展壮大。
截至2020年,储能系统业务占比仅为3.86%。而动力电池系统仍是宁德时代最大营收来源,占比78.35%;电池材料业务占比则达到6.81%。但如果拉长回溯的时间尺度,储能业务的营收增长迅速,2018~2020年增速分别达到10.52倍、2.22倍、2.18倍。
展望未来,储能行业即将驶入发展快车道,对应业务板块想象空间巨大。结合券商观点, 宁德时代储能业务营收将在2021~2025年期间,从约60亿增长到400亿元的水平;
电池材料业务同期营收预计由50亿增长到90亿元;
面向产业链末端、目前占比最大的动力电池系统业务,考虑到新能源 汽车 销量增长带来动力电池装机量提升,以及公司技术创新、上游原材料布局带来的成本控制能力,同期预计将由800亿增长至3500亿元。
在此基础上, 采用EV/EBITDA方法进行估算,宁德时代股价将达到500~700元的区间,高于现金流折现和PE相对估值法得到的结果。 事实上,对于宁德时代目前的市值水平来说,后两种方法无疑会造成价格低估,造成“大象起舞”的错觉。
对于宁德时代这种,在减值计提方面过于保守、仍然处在发展早期阶段的“成长股”来说, 创新是公司的“基因”,更是确认其未来业务增长的重要因素。 宁德时代现有超过5500名研发人员,据此前的统计,占员工总数超过19%,远高于业内同行。而在这5500人中,超过百人拥有博士学历,1300多人拥有硕士学历;
研发投入方面,2021Q1,公司研发费用11.81亿元,同比增长84.88%,占营收比重超过6%,同样是行业中研发投入比重的第一梯队。据2020年的统计资料,宁德时代已经掌握2969项境内专利和348项境外专利,正式申请专利合计3454项。
所以回归到此次钠电池发布。
要知道,电池的化学体系非常繁杂,其中需要涉及数十种成分、纳米级材料,在有限空间内进行能量转换,还要保证安全性、循环寿命、倍率性能,这门科学之精妙需要对电池材料拥有全面的理解。另一方面,AB电池集成方案的创意需要其电控系统对不同化学体系精准动态调整。
这些,都需要强大的创新能力作为支撑。
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尾声
短短几年的时间里,宁德时代的产业集群效应,吸引了上汽、格林美、厦钨等50多家上下游企业在福建宁德落户,让这个曾经的18个集中连片特困地区成为全球最大动力电池生产基地,全球1/4电动 汽车 的原产地。
不少千亿市值的电池产业链玩家,踏在这条赛道上获得了资本青睐,而带动行业跑起来的就是宁德时代这批“千里马”。
技术不断创新,也让宁德时代自身从对手中脱颖而出,支撑其万亿市值。
从最早的方形、软包、圆柱电池,到后来2019年通过CTP高集成动力电池开发平台和NCM811电池,再到最近的V2G分布式储能网络和今天的钠离子电池,宁德时代已经建立了涵盖产品研发、工程设计、测试验证、工艺制造等领域的完善研发体系,并不断推动升级。
也正是这种特质,支撑着宁德时代直面海外巨头们的竞争。截至7月29日,宁德时代以29.9%的市占率排名全球动力电池供应商第一名,其次是LG新能源(24.5%)、松下(15%)。
但除了公司自身的发展,更需知创新正是我们这个时代,行稳致远最重要的动力之一。
伟人曾说:“ 科技 就是第一生产力。”
大而言之,每一次 科技 、能源革命、新技术兴起,都会创造出无限的增量空间,将人类 历史 向前推进;于个 社会 和个人来说,技术亦是改变生活方式、生存状态的关键变量。
因此,掌握创新,即掌握未来。
易车讯 日前,工信部针对政协第十三届全国委员会第四次会议第4815号(工交邮电类523号)提案表示,将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定,并在标准立项、标准报批等环节予以支持。具体答复内容如下:
中国提出碳达峰、碳中和宏伟目标,是全球应对气候变化的里程碑事件,将对绿色低碳发展产生深远影响。实现碳达峰、碳中和的关键任务是实施可再生能源替代行动、大幅提升新能源在能源结构中的比重、构建以新能源为主体的新型电力系统。锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石,是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础,也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。
根据将钠离子电池纳入有关发展规划和重点科技支持计划、推动市场化应用、推动标准建立、给予政策扶持等建议,工信部会同有关部门认真吸纳,将积极采取切实有效的措施,在下一步工作中深入研究落实。
一是关于将钠离子电池纳入有关发展规划和重点科技支持计划的建议。我部将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局,从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手,做好顶层设计,健全产业政策,统筹引导钠离子电池产业高质量发展。科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项,并将钠离子电池技术列为子任务,以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化,提升综合性能。
二是关于尽快推动钠离子电池市场化应用的建议。有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化,支持先进产品量产能力建设。同时,根据产业发展进程适时完善有关产品目录,促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用;通过产学研协同创新,推动钠离子电池全面商业化。
三是关于尽快推动钠离子电池标准建立的建议。我部将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定,并在标准立项、标准报批等环节予以支持。同时,根据国家政策和产业动态,结合相关标准研究有关钠离子电池行业规范政策,引导产业健康有序发展。
四是关于对初期进入市场的钠离子电池产品或企业给予扶持的建议。我部将梳理能源电子产业链,统筹资源支持锂离子电池、钠离子电池等新型储能电池发展。相关部门将继续大力支持相关领域科技创新,并以市场化手段为主,推动更加合理、更加高效的商业模式形成,通过建立良性发展机制解决产业发展过程中面临的共性问题。
一、化合反应
1、镁在空气中燃烧:2Mg + O2 点燃 2MgO
现象:(1)发出耀眼的白光(2)放出热量(3)生成白色粉末
2、铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
现象:(1)剧烈燃烧,火星四射(2)放出热量(3)生成一种黑色固体
注意:瓶底要放少量水或细沙,防止生成的固体物质溅落下来,炸裂瓶底。
4、铜在空气中受热:2Cu + O2 △ 2CuO现象:铜丝变黑。
6、铝在空气中燃烧:4Al + 3O2 点燃 2Al2O3
现象:发出耀眼的白光,放热,有白色固体生成。
7、氢气中空气中燃烧:2H2 + O2 点燃 2H2O
现象:(1)产生淡蓝色火焰(2)放出热量(3)烧杯内壁出现水雾。
8、红(白)磷在空气中燃烧:4P + 5O2 点燃 2P2O5
现象:(1)发出白光(2)放出热量(3)生成大量白烟。
9、硫粉在空气中燃烧: S + O2 点燃 SO2现象:A、在纯的氧气中
发出明亮的蓝紫火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。
B、在空气中燃烧
(1)发出淡蓝色火焰(2)放出热量(3)生成一种有刺激性气味的气体。
10、碳在氧气中充分燃烧:C + O2 点燃 CO2
现象:(1)发出白光(2)放出热量(3)澄清石灰水变浑浊
11、碳在氧气中不充分燃烧:2C + O2 点燃 2CO
12、二氧化碳通过灼热碳层: C + CO2 高温 2CO(是吸热的反应)
13、一氧化碳在氧气中燃烧:2CO + O2 点燃 2CO2
现象:发出蓝色的火焰,放热,澄清石灰水变浑浊。
14、二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液):
CO2 + H2O === H2CO3现象:石蕊试液由紫色变成红色。
注意:酸性氧化物+水→酸
如:SO2 + H2O === H2SO3 SO3 + H2O === H2SO4
15、生石灰溶于水:CaO + H2O === Ca(OH)2(此反应放出热量)
注意:碱性氧化物+水→碱
氧化钠溶于水:Na2O + H2O =2NaOH
氧化钾溶于水:K2O + H2O=2KOH
氧化钡溶于水:BaO + H2O ==== Ba(OH)2
16、钠在氯气中燃烧:2Na + Cl2点燃 2NaCl
17、无水硫酸铜作干燥剂:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4•5H2O
二、分解反应:
17、水在直流电的作用下分解:2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
现象:(1)电极上有气泡产生。H2:O2=2:1
正极产生的气体能使带火星的木条复燃。
负极产生的气体能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
18、加热碱式碳酸铜:Cu2(OH)2CO3 △ 2CuO + H2O + CO2↑
现象:绿色粉末变成黑色,试管内壁有水珠生成,澄清石灰水变浑浊。
19、加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2 ↑
20、加热高锰酸钾:2KMnO4 △K2MnO4 + MnO2 + O2↑
21、实验室用双氧水制氧气:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
现象:有气泡产生,带火星的木条复燃。
22、加热氧化汞:2HgO 2Hg + O2↑
23、锻烧石灰石:CaCO3 CaO+CO2↑(二氧化碳工业制法)
24、碳酸不稳定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑
现象:石蕊试液由红色变成紫色。
25、硫酸铜晶体受热分解:CuSO4•5H2O 加热 CuSO4 + 5H2O
三、置换反应:
(1)金属单质 + 酸 -------- 盐 + 氢气 (置换反应)
26、锌和稀硫酸反应:Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑
27、镁和稀硫酸反应:Mg + H2SO4 === MgSO4 + H2↑
28、铝和稀硫酸反应:2Al + 3H2SO4 === Al2(SO4)3 + 3H2↑
29、锌和稀盐酸反应:Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
30、镁和稀盐酸反应:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
31、铝和稀盐酸反应:2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑
26-31的现象:有气泡产生。
32、铁和稀盐酸反应:Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
33、铁和稀硫酸反应:Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑
32-33的现象:有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色。
(2)金属单质 + 盐(溶液) ---另一种金属 + 另一种盐
36、铁与硫酸铜反应:Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
现象:铁条表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成浅绿色。
(古代湿法制铜及“曾青得铁则化铜”指的是此反应)
40、锌片放入硫酸铜溶液中:CuSO4+Zn==ZnSO4+Cu
现象:锌片表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成无色。
41、铜片放入硝酸银溶液中:2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag
现象:铜片表面覆盖一层银白色的物质,溶液由无色变成蓝色。
(3)金属氧化物+木炭或氢气→金属+二氧化碳或水
38、焦炭还原氧化铁:3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑
39、木炭还原氧化铜:C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑
现象:黑色粉未变成红色,澄清石灰水变浑浊。
25、氢气还原氧化铜:H2 + CuO △ Cu + H2O
现象:黑色粉末变成红色,试管内壁有水珠生成
34、镁和氧化铜反应:Mg+CuO Cu+MgO
35、氢气与氧化铁反应:Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O
37、水蒸气通过灼热碳层:H2O + C 高温 H2 + CO
四、复分解反应:
1、碱性氧化物+酸→盐+H2O
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2OFe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O
CuO+H2SO4==CuSO4+H2OZnO+2HNO3==Zn(NO3)3+H2O
2、碱+酸→盐+H2O
Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+2H2OCu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O
NaOH+HCl==NaCl+H2O2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
NaOH+HNO3==NaNO3+H2OMg(OH)2+2HNO3==Mg(NO3)2+2H2O
Ba(OH)2+H2SO4==BaSO4↓+2H2O
3、酸+盐→新盐+新酸
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl
Ba(NO3)2+H2SO4==BaSO4↓+2HNO3NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
4、盐1+盐2→新盐1+新盐2
KCl+AgNO3==AgCl↓+KNO3NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3
Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaClBaCl2+2AgNO3==2AgCl↓+Ba(NO3)2
5、盐+碱→新盐+新碱
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4 FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH NaOH+NH4Cl==NaCl+NH3↑+H2O
五、其它反应:
1、二氧化碳通入澄清石灰水:
CO2 +Ca(OH)2 ==CaCO3↓+ H20现象:澄清石灰水变浑浊。
(用澄清石灰水可以检验CO2,也可以用CO2检验石灰水)
2、氢氧化钙和二氧化硫反应:SO2 +Ca(OH)2 ==CaSO3+ H20
3、氢氧化钙和三氧化硫反应:SO3 +Ca(OH)2 ==CaSO4+ H20
4、氢氧化钠和二氧化碳反应(除去二氧化碳):2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
5、氢氧化钠和二氧化硫反应(除去二氧化硫):2NaOH + SO2 ==== Na2SO3 + H2O
6、氢氧化钠和三氧化硫反应(除去三氧化硫):2NaOH + SO3 ==== Na2SO4 + H2O
注意:1-6都是:酸性氧化物 +碱 -------- 盐 + 水
7、甲烷在空气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
现象:发出明亮的蓝色火焰,烧杯内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊。
8、酒精在空气中燃烧:C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O
现象:发出蓝色火焰,烧杯内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊。
9、一氧化碳还原氧化铜:CO+ CuO 加热 Cu + CO2
现象:黑色粉未变成红色,澄清石灰水变浑浊。
10、一氧化碳还原氧化铁:3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2
现象:红色粉未变成黑色,澄清石灰水变浑浊。(冶炼铁的主要反应原理)
11、一氧化碳还原氧化亚铁:FeO+CO高温Fe+CO2
12、一氧化碳还原四氧化三铁:Fe3O4+4CO高温3Fe+4CO2
13、光合作用:6CO2 + 6H2O光照C6H12O6+6O2
14、葡萄糖的氧化:C6H12O6+6O26CO2 + 6H2O
、初中化学常见物质的颜色
(一)、固体的颜色
1、红色固体:铜,氧化铁
2、绿色固体:碱式碳酸铜
3、蓝色固体:氢氧化铜,硫酸铜晶体
4、紫黑色固体:高锰酸钾
5、淡黄色固体:硫磺
6、无色固体:冰,干冰,金刚石
7、银白色固体:银,铁,镁,铝,汞等金属
8、黑色固体:铁粉,木炭,氧化铜,二氧化锰,四氧化三铁,(碳黑,活性炭)
9、红褐色固体:氢氧化铁
10、白色固体:氯化钠,碳酸钠,氢氧化钠,氢氧化钙,碳酸钙,氧化钙,硫酸铜,五氧化二磷,氧化镁
(二)、液体的颜色
11、无色液体:水,双氧水
12、蓝色溶液:硫酸铜溶液,氯化铜溶液,硝酸铜溶液
13、浅绿色溶液:硫酸亚铁溶液,氯化亚铁溶液,硝酸亚铁溶液
14、黄色溶液:硫酸铁溶液,氯化铁溶液,硝酸铁溶液
15、紫红色溶液:高锰酸钾溶液
16、紫色溶液:石蕊溶液
(三)、气体的颜色
17、红棕色气体:二氧化氮
18、黄绿色气体:氯气
19、无色气体:氧气,氮气,氢气,二氧化碳,一氧化碳,二氧化硫,氯化氢气体等大多数气体。
二、初中化学溶液的酸碱性
1、显酸性的溶液:酸溶液和某些盐溶液(硫酸氢钠、硫酸氢钾等)
2、显碱性的溶液:碱溶液和某些盐溶液(碳酸钠、碳酸氢钠等)
3、显中性的溶液:水和大多数的盐溶液
三、初中化学敞口置于空气中质量改变的
(一)质量增加的
1、由于吸水而增加的:氢氧化钠固体,氯化钙,氯化镁,浓硫酸;
2、由于跟水反应而增加的:氧化钙、氧化钡、氧化钾、氧化钠,硫酸铜;
3、由于跟二氧化碳反应而增加的:氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化钡,氢氧化钙;
(二)质量减少的
1、由于挥发而减少的:浓盐酸,浓硝酸,酒精,汽油,浓氨水;
2、由于风化而减少的:碳酸钠晶体。
四、初中化学物质的检验
(一) 、气体的检验
1、氧气:带火星的木条放入瓶中,若木条复燃,则是氧气.
2、氢气:在玻璃尖嘴点燃气体,罩一干冷小烧杯,观察杯壁是否有水滴,往烧杯中倒入澄清的石灰水,若不变浑浊,则是氢气.
3、二氧化碳:通入澄清的石灰水,若变浑浊则是二氧化碳.
4、氨气:湿润的紫红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则是氨气.
5、水蒸气:通过无水硫酸铜,若白色固体变蓝,则含水蒸气.
(二)、离子的检验.
6、氢离子:滴加紫色石蕊试液/加入锌粒
7、氢氧根离子:酚酞试液/硫酸铜溶液
8、碳酸根离子:稀盐酸和澄清的石灰水
9、氯离子:硝酸银溶液和稀硝酸,若产生白色沉淀,则是氯离子
10、硫酸根离子:硝酸钡溶液和稀硝酸/先滴加稀盐酸再滴入氯化钡
11、铵根离子:氢氧化钠溶液并加热,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口
12、铜离子:滴加氢氧化钠溶液,若产生蓝色沉淀则是铜离子
13、铁离子:滴加氢氧化钠溶液,若产生红褐色沉淀则是铁离子
(三)、相关例题
14、如何检验NaOH是否变质:滴加稀盐酸,若产生气泡则变质
15、检验生石灰中是否含有石灰石:滴加稀盐酸,若产生气泡则含有石灰石
16、检验NaOH中是否含有NaCl:先滴加足量稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl。
17、检验三瓶试液分别是稀HNO3,稀HCl,稀H2SO4?
向三只试管中分别滴加Ba(NO3)2 溶液,若产生白色沉淀,则是稀H2SO4;再分别滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀则是稀HCl,剩下的是稀HNO3
18、淀粉:加入碘溶液,若变蓝则含淀粉。
19、葡萄糖:加入新制的氢氧化铜,若生成砖红色的氧化亚铜沉淀,就含葡萄糖。
五、初中化学之三
1、我国古代三大化学工艺:造纸,制火药,烧瓷器。
2、氧化反应的三种类型:爆炸,燃烧,缓慢氧化。
3、构成物质的三种微粒:分子,原子,离子。
4、不带电的三种微粒:分子,原子,中子。
5、物质组成与构成的三种说法:
(1)、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的;
(2)、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的;
(3)、一个二氧化碳分子是由 一个碳原子和一个氧原子构成的。
6、构成原子的三种微粒:质子,中子,电子。
7、造成水污染的三种原因:(1)工业“三废”任意排放,(2)生活污水任意排放(3)农药化肥任意施放
8、收集方法的三种方法:排水法(不容于水的气体),向上排空气法(密度比空气大的气体),向下排空气法(密度比空气小的气体)。
9、质量守恒定律的三个不改变:原子种类不变,原子数目不变,原子质量不变。
10、不饱和溶液变成饱和溶液的三种方法:
增加溶质,减少溶剂,改变温度(升高或降低)。
11、复分解反应能否发生的三个条件:生成水、气体或者沉淀
12、三大化学肥料:N、P、K
13、排放到空气中的三种气体污染物:一氧化碳、氮的氧化物,硫的氧化物。
14、燃烧发白光的物质:镁条,木炭,蜡烛(二氧化碳和水)。
15、具有可燃性,还原性的物质:氢气,一氧化碳,单质碳。
16、具有可燃性的三种气体是:氢气(理想),一氧化碳(有毒),甲烷(常用)。
17、CO的三种化学性质:可燃性,还原性,毒性。
18、三大矿物燃料:煤,石油,天然气。(全为混合物)
19、三种黑色金属:铁,锰,铬。
20、铁的三种氧化物:氧化亚铁,三氧化二铁,四氧化三铁。
21、炼铁的三种氧化物:铁矿石,焦炭,石灰石。
22、常见的三种强酸:盐酸,硫酸,硝酸。
23、浓硫酸的三个特性:吸水性,脱水性,强氧化性。
24、氢氧化钠的三个俗称:火碱,烧碱,苛性钠。
25、碱式碳酸铜受热分解生成的三种氧化物:氧化铜,水(氧化氢),二氧化碳。
26、实验室制取CO2不能用的三种物质:硝酸,浓硫酸,碳酸钠。
27、酒精灯的三个火焰:内焰,外焰,焰心。
28、使用酒精灯有三禁:禁止向燃着的灯里添加酒精,禁止用酒精灯去引燃另一只酒精灯,禁止用嘴吹灭酒精灯。
29、玻璃棒在粗盐提纯中的三个作用:搅拌、引流、转移
30、液体过滤操作中的三靠:(1)倾倒滤液时烧杯口紧靠玻璃棒,(2)玻璃棒轻靠在三层滤纸的一端,(3)漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
31、固体配溶液的三个步骤:计算,称量,溶解。
32、浓配稀的三个步骤:计算,量取,溶解。
33、浓配稀的三个仪器:烧杯,量筒,玻璃棒。
34、三种遇水放热的物质:浓硫酸,氢氧化钠,生石灰。
35、过滤两次滤液仍浑浊的原因:滤纸破损,仪器不干净,液面高于滤纸边缘。
36、药品取用的三不原则:不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口闻药品的气味,不得尝任何药品的味道。
37、金属活动顺序的三含义:(1)金属的位置越靠前,它在水溶液中越容易失去电子变成离子,它 的活动性就越强;(2)排在氢前面的金属能置换出酸里的氢,排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢;(3)排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
38、温度对固体溶解度的影响:(1)大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增大,(2)少数固体物质的溶解度受温度影响变化不大(3)极少数固体物质的溶解度随着温度的升高而减小。
39、影响溶解速度的因素:(1)温度,(2)是否搅拌(3)固体颗粒的大小
40、使铁生锈的三种物质:铁,水,氧气。
41、溶质的三种状态:固态,液态,气态。
42、影响溶解度的三个因素:溶质的性质,溶剂的性质,温度。
六、初中化学常见混合物的重要成分
1、空气:氮气(N2)和氧气(O2)
2、水煤气:一氧化碳(CO)和氢气(H2)
3、煤气:一氧化碳(CO)
4、天然气:甲烷(CH4)
5、石灰石/大理石:(CaCO3)
6、生铁/钢:(Fe)
7、木炭/焦炭/炭黑/活性炭:(C)
8、铁锈:(Fe2O3)
七、初中化学常见物质俗称
1、氯化钠 (NaCl) : 食盐
2、碳酸钠(Na2CO3) : 纯碱,苏打,口碱
3、氢氧化钠(NaOH):火碱,烧碱,苛性钠
4、氧化钙(CaO):生石灰
5、氢氧化钙(Ca(OH)2):熟石灰,消石灰
6、二氧化碳固体(CO2):干冰
7、氢氯酸(HCl):盐酸
8、碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3):铜绿
9、硫酸铜晶体(CuSO4 .5H2O):蓝矾,胆矾
10、甲烷 (CH4):沼气
11、乙醇(C2H5OH):酒精
12、乙酸(CH3COOH):醋酸
13、过氧化氢(H2O2):双氧水
14、汞(Hg):水银
15、碳酸氢钠(NaHCO3):小苏打
八、物质的除杂
1、CO2(CO):把气体通过灼热的氧化铜,
2、CO(CO2):通过足量的氢氧化钠溶液
3、H2(水蒸气):通过浓硫酸/通过氢氧化钠固体
4、CuO(C):在空气中(在氧气流中)灼烧混合物
5、Cu(Fe) :加入足量的稀硫酸
6、Cu(CuO):加入足量的稀硫酸
7、FeSO4(CuSO4): 加 入足量的铁粉
8、NaCl(Na2CO3):加 入足量的盐酸
9、NaCl(Na2SO4):加入足量的氯化钡溶液
10、NaCl(NaOH):加入足量的盐酸
11、NaOH(Na2CO3):加入足量的氢氧化钙溶液
12、NaCl(CuSO4):加入足量的氢氧化钡溶液
13、NaNO3(NaCl):加入足量的硝酸银溶液
14、NaCl(KNO3):蒸发溶剂
15、KNO3(NaCl):冷却热饱和溶液。
16、CO2(水蒸气):通过浓硫酸。
九、化学之最
1、未来最理想的燃料是 H2 。
2、最简单的有机物是 CH4 。
3、密度最小的气体是 H2 。
4、相对分子质量最小的物质是 H2 。
5、相对分子质量最小的氧化物是H2O 。
6、化学变化中最小的粒子是 原子 。
7、PH=0时,酸性最 强 ,碱性最 弱 。
PH=14时,碱性最强 ,酸性最弱 。
8、土壤里最缺乏的是 N,K,P 三种元素,肥效最高的氮肥是 尿素 。
9、天然存在最硬的物质是 金刚石 。
10、最早利用天然气的国家是 中国 。
11、地壳中含量最多的元素是 氧 。
12、地壳中含量最多的金属元素是 铝 。
13、空气里含量最多的气体是 氮气 。
14、空气里含量最多的元素是 氮 。
15、当今世界上最重要的三大化石燃料是 煤,石油,天然气。
16、形成化合物种类最多的元素:碳
十、有关不同
1、金刚石和石墨的物理性质不同:是因为 碳原子排列不同。
2、生铁和钢的性能不同:是因为 含碳量不同。
3、一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同:是因为 分子构成不同。
(氧气和臭氧的化学性质不同是因为分子构成不同;水和双氧水的化学性质不同是因为分子构成不同。)
4、元素种类不同:是因为质子数不同。
5、元素化合价不同:是因为最外层电子数不同。
6、钠原子和钠离子的化学性质不同:是因为最外层电子数不同
十一:有毒的物质
1、 有毒的固体:亚硝酸钠(NaNO2),乙酸铅等;
2、 有毒的液体:汞,硫酸铜溶液,甲醇,含Ba2+的溶液(除BaSO4);
3、 有毒的气体:CO,氮的氧化物,硫的氧化物。