化学实验方案设计
高中化学实验方案设计

高中化学实验方案设计引言化学实验是高中化学教学中的重要组成部分,它不仅能够帮助学生加深对化学知识的理解,还能培养学生的实验技能和科学探究精神。
本文档旨在提供一个高中化学实验方案的设计框架,以指导教师和学生进行有效的实验教学活动。
一、实验目标知识理解:通过实验加深学生对化学概念和原理的理解。
技能培养:培养学生的实验操作技能和科学探究能力。
科学态度:培养学生严谨的科学态度和实验安全意识。
二、实验内容选择2.1 实验主题基础实验:如物质的量、化学反应速率、酸碱滴定等。
探究性实验:如不同条件下的化学反应、物质的制备等。
2.2 实验难易度入门级:适合初学者,操作简便,安全风险低。
提高级:适合有一定基础的学生,需要一定的实验技巧和理论知识。
三、实验材料与设备3.1 材料清单化学试剂:列出所需的所有化学试剂及其浓度、纯度等信息。
实验器材:包括试管、烧杯、酒精灯、天平等基本实验器材。
3.2 设备需求安全设备:如防护眼镜、手套、口罩等。
测量工具:如pH计、温度计、电子天平等。
四、实验步骤4.1 实验准备安全教育:向学生介绍实验安全规则和紧急处理措施。
器材检查:确保所有器材完好无损,可以正常使用。
4.2 实验操作步骤1:按照实验指南准备实验材料和设备。
步骤2:在教师的监督下,学生进行实验操作。
步骤3:记录实验数据,进行实验现象的观察和分析。
4.3 实验结束清理现场:实验结束后,学生需清理实验台,清洗器材。
废物处理:按照规定处理实验过程中产生的废物。
五、实验结果分析5.1 数据处理数据记录:确保实验数据的准确性和完整性。
数据处理:运用图表、曲线等形式对数据进行展示和分析。
5.2 结果讨论现象解释:对实验现象进行科学解释,与化学理论相联系。
问题探讨:讨论实验中出现的问题,提出可能的改进措施。
六、实验报告撰写6.1 报告结构标题:准确反映实验内容。
摘要:简要介绍实验目的、方法和主要结果。
正文:包括实验材料、方法、结果和讨论等部分。
高三化学化学实验方案的设计教案(精选3篇)

高三化学化学实验方案的设计教案(精选3篇)教案一:酸碱滴定实验方案一、实验目的:1. 学会使用滴定管和酸碱指示剂进行酸碱滴定实验;2. 熟悉酸碱滴定反应的特点及滴定终点的判断方法;3. 掌握实际应用中酸碱滴定分析的方法及技巧。
二、实验器材与试剂:1. 实验器材:滴定管、烧杯、容量瓶等;2. 试剂:盐酸、硫酸、氢氧化钠、氨水等。
三、实验步骤:1. 准备工作:a. 清洗实验器材,保持清洁;b. 使用滴定管精确地量取指定体积的试剂。
2. 确定滴定前找到试剂的适量取样点,并装入滴定瓶中。
3. 酸溶液的滴定:a. 用滴定瓶从底部滴加盐酸到溶液中,同时轻轻摇动容器,使试剂均匀混合;b. 滴加过程中,每滴1-2滴,摇动的幅度适度,注意加滴速度;c. 当滴定剂滴加到一定程度时,即滴定终点。
4. 确定滴定终点的判定:a. 通过颜色变化来判定滴定终点,使用酸碱指示剂;b. 一般滴定终点为溶液中颜色的明显改变。
5. 滴定计算:a. 根据滴定初始值和体积计算出滴定的一定的体积;b. 根据滴定反应的化学方程式计算含量。
四、注意事项:1. 滴定过程中要保持试剂均匀混合,发现溶液不均匀时,应加以调节。
2. 滴定定量时要用干燥的试剂,并精确地读数。
3. 滴定终点的判定要准确,避免过滴和欠滴的情况。
教案二:制备氢氧化钠的实验方案一、实验目的:1. 学习氢氧化钠的制备方法;2. 了解氧化反应的特点;3. 掌握实际应用中氢氧化钠制备的方法及技巧。
二、实验器材与试剂:1. 实验器材:量筒、容量瓶、玻璃棒等;2. 试剂:氧化铝、金属钠、水等。
三、实验步骤:1. 准备工作:a. 清洗实验器材,保持清洁;b. 准备容量瓶并标定,使其准确度为0.01mol/L。
2. 氧化铝的制备:a. 称取一定质量铝粉放入坩埚中,并在热板上加热燃烧一段时间,得到氧化铝;b. 冷却后,将氧化铝转移到密封瓶中。
3. 氢氧化钠的制备:a. 在准备好的容量瓶中加入一定体积的水,注入一定质量的氧化铝,摇晃溶解;b. 当溶液温度降低到室温时,过滤溶液,得到氢氧化钠溶液。
化学实验方案的设计

化学实验方案的设计实验方案设计:酸碱中和反应的热效应测定一、实验目的:1.了解酸碱中和反应的定义和特点;2.掌握用热效应测定酸碱中和反应的方法;3.培养实验操作和数据处理的能力。
二、实验原理:酸碱中和反应是指酸和碱发生化学反应,生成盐和水的过程。
通常以酸和碱的溶液进行反应,在一定温度下,反应会伴随着一定的热效应。
三、实验器材与试剂:器材:热量计、电子天平、玻璃棒、百口烧杯、分注管等。
试剂:已知浓度的强酸、强碱溶液。
四、实验步骤:1.准备工作:a.将电子天平置于实验台上,待其稳定后,调零;b.将热量计和分注管清洗干净。
2.实验操作:a.在百口烧杯中分别取定量的已知浓度的酸溶液和碱溶液,称量分别为m_1和m_2;b.将酸溶液投入热量计中,将其体积调整为V_1;c.在玻璃棒的帮助下,将碱溶液缓慢地、以几滴为单位地滴入酸溶液中,同时,用热量计测定过程中溶液的最高温度;d.重复上述步骤至少3次,记录下每次反应温度的最高值和最低值。
3.数据处理:a.计算酸溶液的摩尔质量:M_1=m_1/V_1b.计算酸和碱的摩尔数:n_1=m_1/M_1n_2=m_2/M_2c.计算反应的摩尔数:n = min(n_1, n_2)d.计算反应放热的热量:q=C×ΔT其中,C为热量计的热容量,ΔT为反应溶液温度的变化量。
e.计算摩尔焓变:ΔH=q/nf.计算平均摩尔焓变:ΔH_avg = (ΔH_1 + ΔH_2 + ΔH_3) / 3g.计算实际反应的摩尔焓变:ΔH_r = ΔH_avg / n五、安全注意事项:1.实验过程中要佩戴防护眼镜,避免实验液体溅入眼睛;2.注意使用酸碱溶液时的安全操作,避免溶液溅洒;3.小心操作实验仪器,避免热伤害;4.确保通风良好的实验环境,避免吸入有毒气体。
六、实验结果与讨论:根据实验数据,可以得到反应的摩尔焓变以及反应的放热量。
通过比较实验结果与已知的标准值,可以评估实验的准确性和可靠性。
中学化学实验教学设计5篇

中学化学实验教学设计5篇教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。
一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
下面是小编给大家带来的中学化学实验教学设计5篇,以供大家参考!中学化学实验教学设计1教学目标知识与技能:认识燃烧的条件和灭火的原理。
过程与方法:1、通过探究燃烧的条件,认识探究问题的方法2、认识对比实验在化学学习中的作用。
3、体会运用归纳、概括等方法对信息进行分析得出结论的科学方法。
情感态度与价值观:1、利用化学知识解释生活中的问题,使学生对化学保持强烈的好奇心和探究欲。
2、增强日常生活中防范灾害的意识,并注意采取安全措施。
教学重点:1、认识燃烧的条件。
2、认识灭火的原理。
教学方法:实验探究、小组讨论。
课前准备:大烧杯镊子、药匙、试管、胶塞、红磷白磷热水。
中学化学实验教学设计2教学目标知识与技能1、认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、了解常见金属的物理性质及合金的特点。
3、了解物质的性质与用途的关系。
过程与方法1、学习运用观察、实验等方法获取信息。
2、学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。
情感、态度与价值观1、进一步培养学生对生活中的化学现象的好奇心和探究欲,激发学习化学的兴趣。
2、树立事物是普遍联系的观点,逐步形成合理使用物质的观念。
3、树立为社会进步而学习化学的志向。
教学重难点重点1、金属材料的物理性质。
2、物质性质与用途的关系。
难点1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。
2、提高学生综合分析问题的能力。
教学工具投影仪、金属制品(如曲别针、铝箔、铜丝、水龙头等)、金属制品的挂图(如飞机、坦克、轮船等)、铁架台(带铁圈)、大小形状相同的金属片(铁片、铜片、铝片)、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸。
教学过程一、新课导入在上学期我们已经学习了碳、氧等非金属的性质和用途。
但是在一百多种元素中约有80%为金属元素,这些金属元素在生产和生活中有着非常重要和广泛的用途。
化学实验方案

化学实验方案化学实验方案为了确保事情或工作能无误进行,时常需要预先开展方案准备工作,方案可以对一个行动明确一个大概的方向。
你知道什么样的方案才能切实地帮助到我们吗?下面是小编为大家整理的化学实验方案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
化学实验方案1化学是自然科学的一种,在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律;创造新物质的科学。
对于化学实验应该如何改进?“化学是一门以实验为基础的自然科学。
”实验是化学科学赖以生存和发展的基础,同时实验也是化学教学的重要组成部分,通过实验教学,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得实验知识和实验技能,还能培养学生良好的科学精神,并最终成为一名有科学素养的人。
那么实验的改进是值得探索的课题。
有些实验的进行会造成环境的污染,有的实验存在一定的安全隐患,因此对初中化学实验的改进是非常必要的。
一、从污染性角度谈实验的改进环境问题是当今社会发展存在的重大问题,造成环境污染的不仅有工业“三废”,还有某些化学实验。
据20xx年12月18日《厦门日报》《学校化学实验室也是污染源》一文指出,全国数以万计的高校、中学的化学实验室每天都排放着成分复杂的污染物,所以化学实验的绿色化进程应进一步加快,把化学实验造成的污染减少到最低程度。
例如,初三化学中有关燃烧的条件实验中把白磷露置在空气中进行燃烧,产生的大量白烟五氧化二磷将造成环境的严重污染,若把实验改成在三支带胶塞的试管里进行,不仅操作简单而且现象对比明显,又可防止白烟扩散到空气中造成环境污染。
还有众所周知的一氧化碳是一种有毒的气体,是空气中三大污染气体(二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳)之一,若使用不当将造成严重的后果,所以我们把一氧化碳的可燃性和还原性实验改进在一个较大的集气瓶中收集一瓶一氧化碳气体,如入少许澄清石灰水振荡一下,没有现象。
用玻璃片盖住,取一带铜片的胶塞先把铜片在酒精灯上加热到变黑色——氧化铜后趁热塞住集气瓶,一会儿看到黑色氧化铜又变成红色铜,振荡发现澄清石灰水变浑浊,体现了一氧化碳的还原性,接着取下胶塞,点燃上层的剩余气体一氧化碳,可看到蓝色火焰,至火焰熄灭,至火焰熄灭,体现一氧化碳的可燃性。
化学创新实验设计方案

化学创新实验设计方案
以下是 7 条化学创新实验设计方案,请注意,实际实验需在专业指导
和安全条件下进行。
1. 设计一个探究不同金属与酸反应速率的实验怎么样?拿镁条和锌粒举例,把它们分别放入相同浓度的盐酸中,你就会惊讶地发现它们产生气泡的速度大有不同!这就像两个小伙伴比赛跑步,谁跑得快一目了然啊。
2. 来试试制作一个彩色喷泉实验吧。
将装有氨气的烧瓶倒置在装有酚酞试液的水槽中,氨气溶于水后,水槽里的溶液就会像喷泉一样喷出来,而且还是漂亮的红色呢!这多像一场绚丽的魔法表演呀!
3. 做一个自制叶脉书签的实验吧。
把树叶放在碱液里煮一煮,然后小心地刷去叶肉,最后留下的叶脉简直太精美啦!就好像从茂密的森林中找到了独一无二的宝藏。
4. 搞一个自制电池的实验呀。
用一个柠檬,插上铜片和锌片,嘿,还真能产生电流呢!这不就像是水果也有了超能力,能给我们带来能量。
5. 可以设计一个关于沉淀反应的实验嘛。
把硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,哇哦,马上就会有蓝色的沉淀生成,那感觉就像天空突然飘下了蓝色的雪花。
6. 试试进行一个简单的油水分离实验呗。
把油水混合物摇匀,静置一会儿,你会神奇地发现它们自动分层啦!这就好像混乱的局面最终恢复了秩序。
7. 还可以弄一个探究燃烧条件的实验哟。
分别点燃蘸有酒精和水的棉花,眼睁睁看着酒精的那团燃烧起来而水的没事,这多么直观地让我们明白燃烧需要什么条件呀!这不就是活生生的例子摆在眼前嘛。
我觉得这些化学创新实验设计方案都超级有趣,能够让我们更直观地感受化学的奇妙,激发对化学的热爱!。
化学实验方案设计的类型

1.将铝屑分为两份,分别与稀硫酸、浓NaOH溶液反应: 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2.然后,将得到的两种铝盐溶液混合: Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3 ↓+3Na2SO4
设计实验方案的一般思路:
拟定步骤 (周密严谨)
可能途径 (科学合理)
具体方案 (全面细致)
优化选择 (综合评价)
1.先用 稀硫酸与铝屑反应: 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2.再用NaOH溶液(或氨水)与所得溶液反应: Al2(SO4)3+6NaOH==2Al(OH)3↓+3Na2SO4 {或Al2(SO4)3+6NH3H2O== 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4} 离子方程式:2Al+6H+====2Al3++3H2 ↑ Al3++3OH-=== Al(OH)3↓ { 或: Al3++ 6NH3H2O==== Al(OH)3↓+3 NH4+}
制备硫酸亚铁的实验步骤如下:
习题参考方案:
将多股细铜丝缠绕在一根长约40cm的粗铜丝一端,形成螺旋状。在试管中加入4ml乙醇,将铜丝加热到变黑并且下端呈红热状时,迅速伸入到盛有乙醇的试管中,看到附有黑色氧化铜的热铜丝在沸腾的乙醇中又变成光亮的铜后取出。重复2—3次,充分振荡试液。将上述溶液3ml倒入盛有3ml新配制的银氨溶液的试管中,水浴加热,即可观察到有银镜析出。
应选用方案三来制备Al(OH)3,反应流程可设计如下:
化学趣味小实验(五个)

实验设计方案:实验三
从海带中提取碘的实验
实验步骤:
1.称取3g干海带,用刷子把干海带表面的附着物刷净(不要用水洗)。将海带剪碎,用酒精润湿(便于灼烧)后,放在坩埚中,置于三脚架上的泥三角中央,灼烧。
三、实验步骤
1.在试管B中加入少量2% AgNO3溶液,逐滴加入2% 氨水,直至最初产生的白色沉淀消失为止,得到银氨溶液。
2.向试管B中加入适当数量的乙醛,将试管C插入试管B中。
3.在具支试管A中加入约2mL水,在将试管B、C组成的套管装置插入试管A,用胶塞塞紧。如图装置给试管A加热,在蒸气浴的情况下,试管B、C壁上很快出现光亮的银镜。
(三)氢气的性质试验
A氢气的可燃性
在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气观察火焰颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,过一会儿,观察烧杯内壁上有什么现象发生。
[实验现象]纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰。用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯内壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。如图所示
B 氢气还原氧化铜
1,液化:称取50g玉米粉与烧杯中,加水至100ml,用纯碱调节PH到6.2-6.4,再加入适量的氯化钙。使钙离子浓度达到0.01mol╱L,并加入一定量的α-淀粉酶(控制5-8u╱g淀粉) ,搅拌均匀后加热至65℃,保温1.5h’左右,用碘液检验,达到所需的液化程度后升温到100℃,灭菌5-10min
实验现象:黑色氧化铜变为亮红色;试管口部有水珠生成。
制取氢气装置
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实验方案简介实验目的1、系统整理出材质损耗与不同溶液、不同化学反应温度及时间的关系,完善理论依据和标准;2、摆脱偶发性实验的局限性,探索多元化溶液配方,寻找最优参数;3、分析不同因素点对作业结果的影响,优化工艺流程;4、为进一步解决小范围问题提供数据参照,提高工作质量和工作效率。
实验可行性伴随着半导体产业和TFT产业的发展,工业化标准和要求也越来越高,在进行表面处理的过程中也将会遇到更多种类的膜质结构。
与此同时,相应的半导体设备和TFT设备清洗部件的材质和结构也在逐渐的优化和改善,这使得补充实验数据作为参照显得尤为重要。
化学实验成本低廉,设备简单,可控变量多且易发。
在正常的作业过程中经常会遇到诸如印迹、花斑、过腐蚀等难以避免的问题,如果能够整理出一份比较完善的数据资料,不但可以提高作业质量,而且可以提高工作效率。
实验用品和器材材质部件:铝、SUS、石英、陶瓷、石墨、碳纤维、钛、铜、树脂等化学试剂:氢氧化钾、氨水、双氧水、硝酸、氢氟酸、硫酸、盐酸计量用品:数显恒温水浴设备、小型超声波清洗仪、量筒、烧杯、塑料吸管、温度计、千分尺、PH试纸/PH值检测仪测试设备:电子天平、金相显微镜、粗糙度测试仪工业生产中各种化学试剂规格:实验参数质量:衡量化学反应程度最为直观有效的实验参数温度:影响化学反应速率,且对具有钝化膜结构的材质影响很大尺寸:部件多为板材和环形结构,测量部件的厚度或孔径可以确保部件处理后满足工艺要求表面形貌:对比分析不同时间的化学反应前后表面形貌可以得知化学反应对基材的腐蚀方式和腐蚀程度粗糙度:反映化学反应前后基体表面的平整度实验步骤实验整体可以分为两个部分:实验前数据参数和实验后的数据参数,对比实验前后数据变化量来分析化学反应的腐蚀程度。
1.实验前数据测试。
将已知材质的部件划分为若干个小段,分别测试每一小段的数据参数。
如:将一铝材质部件机械切割为20个小段,然后经过纯水浸泡、菜瓜布打磨、冲洗、干燥等步骤后,分别测试重量、厚度、粗糙度、表面形貌等,然后分装在标有不同序号的样品袋中。
2.配溶液。
工业生产中部件大多以合金的形式出现,其物理和化学性质与单质相比,发生了很大的变化。
例如:纯铝的化学稳定性很差,但却有良好的钝化性能,在空气中能迅速生成致密的、具有良好保护性能的氧化膜,故具有良好的耐蚀性能;铝合金的强度一般比纯铝高,但耐蚀性不及纯铝,铝合金对工业大气、海洋大气、淡水、海水有较高的耐蚀性,但可能发生孔蚀。
因此,工业生产中需根据公司实际情况,量身打造化学配方和工艺流程。
酸碱溶液的配比可以从生产中能够获得的最大浓度开始,具体比例和试剂添加情况如3.化学反应过程。
在化学试剂溶度确定的情况下,化学反应过程中最大的两个影响因素分别为化学反应温度和化学反应时间。
实验中可以对化学反应温度和化学反应时间进行控制。
化学反应温度:室温,10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃化学反应时间:10min、30min、50min、70min、90min4.实验后数据测量。
将化学反应处理后的部件部件进行纯水浸泡、吹洗、干燥等流程处理后测试。
测试内容包括重量、厚度、粗糙度、表面形貌等。
5.对比分析实验条件对实验结果的影响。
控制变量,作出线形图、柱状图等对不同因素条件分别进行分析。
调查研究1.金属及合金的耐蚀性对比Al,Mg,Ti及其合金密度小;Au,Cu,Ag及其合金导电性好;Ni,Mo,Nb,Co及其合金耐高温;Cr,Ni,Ti及合金具有优良的耐蚀性。
Cu:在大气中,铜耐蚀,形成CuCO3·3Cu (OH)2保护膜;不耐硫化物腐蚀,在有氨、氨水或CN-等介质中,加速腐蚀。
Al:在大气和中性溶液中,表面形成致密牢固的氧化物保护膜使铝表面钝化;铝在pH 值为4-8的介质中易钝化,膜的组成为Al2O3或Al2O3·nH2O。
Ni:电极电位-0.25V,在非氧化性酸(盐酸、氢氟酸等)中很耐蚀。
在干燥和潮湿空气中都耐蚀。
突出点在碱类溶液中完全稳定,是优良的耐碱材料之一。
Ti:钛很活泼,电极电位为-1.63V,与铝接近。
钛表面易形成保护膜,而且具有良好自修复能力。
2.硝酸对碳钢及不锈钢的腐蚀特性钢铁在低浓度稀硝酸溶液中,发生置换反应而溶解。
其反应过程如下:Fe+2HNO3====Fe(NO3)2+H2(置换反应,溶解)但在浓硝酸溶液中,在常温条件下,主要发生氧化反应而呈现钝化状态,在钢铁表面上形成的钝化膜使溶解过程减缓至终止。
其反应历程如下:2Fe+6HNO3=====Fe2O3+3N2O4+3H2O(氧化反应,不溶解)图1 低碳钢(C 0.03%)的腐蚀速率与硝酸浓度的关系(常温)从图1中,低碳钢在硝酸溶液中的溶解曲线可以看出,硝酸溶液浓度在30%前后时,低碳钢的腐蚀速率达最高值。
之后,随硝酸溶液浓度增加,腐蚀速率迅速下降直至最低点。
然而,当系统温度升高时则随硝酸溶液浓度增加,不锈钢亦会受到不同程度的腐蚀。
图2为几种不锈钢在硝酸达到沸点时的腐蚀速率,可知,在加热的条件下,各种不锈钢的腐蚀速率均会随着硝酸溶度的增加而增大,其表面不会产生钝化而减缓腐蚀。
图2 硝酸中各种不锈钢的腐蚀速率(沸点)硝酸缓蚀剂的研制工作开始较晚,难度较高。
研究发现,肼类、无机盐类、胺类、腙类等均对硝酸具有不同程度的缓蚀效果。
如Sathianandhan.B.以苯并三氮唑、氨基三氮唑等作为低碳钢在硝酸中的缓蚀剂,试验结果表明苯并三氮唑效果最好,缓蚀效率在95%以上;李德福等推出一种固体多用酸洗缓蚀剂“CMD-18”的合成工艺及在10%硝酸中,20℃时,对20号碳钢的缓蚀效率达99.9%的试验结果。
然而,通用的有机缓蚀剂组分本身在高温高浓度的硝酸溶液中,易被氧化、分解,从而不仅降低或失去其缓蚀作用并且其分解产物有可能产生促进金属的腐蚀作用。
因之,进一步加强硝酸缓蚀剂新品种的开发研究应引起关注。
3.不锈钢部件清洗配方镍铬不锈钢酸洗工艺铝和不锈钢的清洗将酸慢慢加入水中,再加入丁酮及表面活性剂。
如果使用冷水,则应将表面活性剂先与3份温水预混。
本剂适用于铝和不锈钢的清洗。
不锈钢表面氧化膜炭黑烧结物的去除4.铜材质部件的清洗工艺工艺流程设计:化学抛光——水洗——退膜——水洗——钝化——水洗——烘干化学抛光配方:双氧水20~27%,纯净水68~75%加温至40~50度浸泡1~3分钟。
退膜配方:10%的稀硫酸钝化配方:包括无机钝化和有机钝化。
无机钝化技术-工业上普遍使用铬酸和铬酸盐钝化,其工艺成熟、处理时间短,经过处理的金属表面上形成彩虹色、银白色、军绿色和黄金色等多种铬酸盐钝化膜,不仅表面光亮美观具有装饰作用,而且抗腐蚀性也有很大的提高。
铬酸盐的钝化作用是在铜表面形成一层致密的铬和铜的氧化膜,膜厚一般为0.1-1微米,阻滞了阳极溶解。
三价铬化合物强度高,在钝化膜中起骨架作用,六价铬化合物易溶于水,依附与三价铬化合物而成膜。
当钝化膜受到轻度损伤时,在潮湿空气中六价铬化合物溶于水形成铬酸,与露出的铜发生反应,再次钝化,实现自修复而维持了膜的抗蚀性。
有机钝化技术-有机缓蚀技术在铜及其合金表面有良好的吸附性,且具有污染小等优点,有助于提高铜及其合金的防变色性能。
目前国内应用的铜缓蚀剂主要有苯丙三氮唑和MBT,前者价格较高,后者价格低廉但水溶性较差,对有机缓蚀剂与其它物质的复配是一个研究热点。
实验中可能出现的问题1.部件表层结构与内部不一致解决方案:选取均匀材质部件作为实验对象,实验前对部件进行预腐蚀处理。
2.随着反应的进行,溶液浓度降低,影响反应速率解决方案:减小部件表面积,增加溶液体积。
在反应前后测试溶液PH值。
3.伴随气候变化,部件投入溶液前后溶液温度产生波动,影响实验结果的准确性解决方案:在气流稳定的通风橱中进行实验,实验前将部件进行预处理,每批实验部件投入溶液前温度保持一致。
前期探索发现1.盐酸与双氧水混合后形成的过氧盐酸具有强烈的腐蚀性,可以用于腐蚀不活泼金属、有机物、碱性物质及还原性物质。
性质不稳定,见光易分解,需现配现用。
Cu + 2HCl + H2O2 === CuCl2 + 2H2O工业中,37%的浓盐酸与30%的双氧水混合比为3:2时,可以得到较浓的过氧盐酸。
由于过氧盐酸水解时反应没有硫酸那样剧烈,可考虑代替过氧硫酸或王水使用。
2.硅半导体中,几种典型的腐蚀液:(1)常用的抛光(非择优)腐蚀剂的配方为:HF:HNO3=1:2.5(2)Sirtl(希尔)腐蚀液的配方:先用CrO3与去离子水配成标准液,标准液=50g CrO3+100g H2OA. 标准液:HF=2:1(慢速液)B. 标准液:HF=3:2(中速液)C. 标准液:HF=1:1(快速液)D. 标准液:HF=1:2(快速液)(3)Dash腐蚀液的配方为:HF:HNO3:CH3COOH=1:3:8用于多个晶面腐蚀。
实验发现,常温下,硅单质在纯HF中的腐蚀速率很小,但在纯HF中加入少量HNO3后,腐蚀速率会大大增加。
Si + 4HNO3 + 6HF === H2SiF6 +4NO2 + 4H2O该反应生成的氟硅酸易分解为四氟化硅和氟化氢,四氟化硅遇水将部分水解为硅酸,硅酸微溶于水,反应后包覆在硅的表面,这可能是1:1:2的硝氟酸与硅反应速率慢的主要原因。
生产过程1.确定薄膜种类。
可以从薄膜颜色、成膜部件、部件来源等各方面分析缩小薄膜的种类范围,通过化学反应现象预判材料种类,EDS能谱仪定性分析薄膜种类。
2.分析部件材质及性质。
一般从物理和化学两个方面分析部件。
物理方面需要了解部件的密度、质地、结构、硬度等,化学方面准确判断该材质部件能够存在的酸碱性环境。
3.确定液洗工艺。
对比部件可以存在的环境和膜层可以反应去除的环境,寻找既不损伤母材,又能提高效率的工艺方案。
4.统计数据,结果分析。
通过化学反应过程中出现的化学现象,确定反应速率和范围;根据化学反应前后的参数测量分析材质损耗程度和薄膜去除情况;对比分析不同方案工艺优缺点,确定最优工艺流程。