1、氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)江蘇化學(xué)夏令營(yíng)江蘇化學(xué)夏令營(yíng) 電化學(xué)電化學(xué)是研究是研究電能和化學(xué)能電能和化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化之間相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。電化學(xué)工業(yè)及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。電化學(xué)工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中最重要的一類是化學(xué)反應(yīng)中最重要的一類, 反應(yīng)的基本特點(diǎn)是在反應(yīng)物之間發(fā)生反應(yīng)的基本特點(diǎn)是在反應(yīng)物之間發(fā)生電子的電子的傳遞傳遞，即反應(yīng)物的原子或離子發(fā)生氧化數(shù)的，即反應(yīng)物的原子或離子發(fā)生氧化數(shù)的改變改變 。 氧化氧化本來是指物質(zhì)與氧化合，本來是指物質(zhì)與氧化合，還原還原是是指

2、從氧化物中去掉氧恢復(fù)到未被氧化前指從氧化物中去掉氧恢復(fù)到未被氧化前的狀態(tài)的反應(yīng)。的狀態(tài)的反應(yīng)。 任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可看作是任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可看作是兩兩個(gè)半反應(yīng)之和個(gè)半反應(yīng)之和。例如，銅的氧化反應(yīng)可。例如，銅的氧化反應(yīng)可以看成是兩個(gè)半反應(yīng)的總和結(jié)果：以看成是兩個(gè)半反應(yīng)的總和結(jié)果：Cu(s)-2e- =Cu2+ O2(g)+2e- =O2-一、氧化還原反應(yīng)1. 氧化與還原進(jìn)一步擴(kuò)展：完全的進(jìn)一步擴(kuò)展：完全的得失得失部分的部分的偏偏移。移。當(dāng)電子云密度遠(yuǎn)離（靠近）一個(gè)原當(dāng)電子云密度遠(yuǎn)離（靠近）一個(gè)原子時(shí)，該原子即是氧化（還原）。子時(shí)，該原子即是氧化（還原）。金屬銅失去電子，變成銅離子，氧化

3、數(shù)金屬銅失去電子，變成銅離子，氧化數(shù)升高，被氧化；氧得到電子，變成氧離升高，被氧化；氧得到電子，變成氧離子，氧化數(shù)降低，被還原。因此，氧化子，氧化數(shù)降低，被還原。因此，氧化和還原可定義為：和還原可定義為：氧化是失去電子，還原是得到電子。氧化是失去電子，還原是得到電子。它們總是同時(shí)相伴發(fā)生。它們總是同時(shí)相伴發(fā)生。一、氧化還原反應(yīng)1. 氧化與還原2. 氧化還原電對(duì)氧化還原電對(duì) 我們把一個(gè)還原型物種我們把一個(gè)還原型物種(電子給體電子給體)和和一個(gè)氧化型物種一個(gè)氧化型物種(電子受體電子受體)稱為氧化還稱為氧化還原電對(duì)：原電對(duì)： 在書寫在書寫半反應(yīng)半反應(yīng)時(shí)，要把時(shí)，要把電對(duì)電對(duì)的氧化型的氧化型物種寫在左

4、邊，還原型物種寫在右邊。物種寫在左邊，還原型物種寫在右邊。即寫成即寫成還原反應(yīng)還原反應(yīng)，與還原電極電勢(shì)相對(duì)與還原電極電勢(shì)相對(duì)應(yīng)應(yīng)。氧化型氧化型+ ze- 還原型還原型 一、氧化還原反應(yīng)2. 氧化還原電對(duì) 對(duì)于對(duì)于Fe2，當(dāng)它作為還原劑和氧化劑物種，當(dāng)它作為還原劑和氧化劑物種時(shí)，書寫半反應(yīng)時(shí)分別出現(xiàn)在不同一側(cè)：時(shí)，書寫半反應(yīng)時(shí)分別出現(xiàn)在不同一側(cè)： Fe3+(aq)+e- Fe2+(aq) Fe2+(aq)+2e- Fe(s) 還原劑和氧化劑之間的反應(yīng)是一個(gè)氧化還還原劑和氧化劑之間的反應(yīng)是一個(gè)氧化還原反應(yīng)原反應(yīng)。氧化劑氧化劑(O2)氧化其他物質(zhì)，它本氧化其他物質(zhì)，它本身得到電子被還原；還原劑身得到

5、電子被還原；還原劑(Cu)還原其他還原其他物質(zhì)，它本身失去電子被氧化。物質(zhì)，它本身失去電子被氧化。Cu(s)-2e- =Cu2+ O2(g)+2e- =O2-一、氧化還原反應(yīng)2. 氧化還原電對(duì) 3. 元素的氧化數(shù)元素的氧化數(shù) 指某元素一個(gè)原子形式上所帶的電荷指某元素一個(gè)原子形式上所帶的電荷數(shù)，這種電荷數(shù)是假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中數(shù)，這種電荷數(shù)是假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得（即將電子的（即將電子的“偏移偏移”近似為近似為“得得失失” ）。）。一、氧化還原反應(yīng)3. 元素的氧化數(shù)確定氧化數(shù)的一般原則是：確定氧化數(shù)的一般原則是： 一、氧化還原反應(yīng)3.

6、 元素的氧化數(shù) d. 在在共價(jià)共價(jià)化合物中，可按照元素電負(fù)化合物中，可按照元素電負(fù)性的大小，把性的大小，把共用電子對(duì)歸屬共用電子對(duì)歸屬于電負(fù)性于電負(fù)性較大的那個(gè)原子，然后再由各原子的電較大的那個(gè)原子，然后再由各原子的電荷數(shù)確定它們的氧化數(shù)。荷數(shù)確定它們的氧化數(shù)。 e. 氫氫在化合物中的氧化數(shù)一般為在化合物中的氧化數(shù)一般為+1，但在金屬氫化物中，氫的氧化數(shù)為但在金屬氫化物中，氫的氧化數(shù)為-1。氧氧在化合物中的在化合物中的 氧化數(shù)一般為氧化數(shù)一般為-2，但在，但在過氧化物為過氧化物為-1, 在超氧化物中為在超氧化物中為-1/2（平（平均氧化數(shù)）。均氧化數(shù)）。 f. 氟氟在化合物中的氧化數(shù)皆為在化合

7、物中的氧化數(shù)皆為-1 。 一、氧化還原反應(yīng)3. 元素的氧化數(shù)4. 氧化還原方程式的配平氧化還原方程式的配平 以高錳酸鉀和氯化鈉在硫酸溶液中的以高錳酸鉀和氯化鈉在硫酸溶液中的反應(yīng)為例，說明用反應(yīng)為例，說明用氧化數(shù)法氧化數(shù)法配平氧化還配平氧化還原反應(yīng)方程式的具體步驟。原反應(yīng)方程式的具體步驟。 a. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定反應(yīng)物和產(chǎn)物確定反應(yīng)物和產(chǎn)物的化學(xué)的化學(xué)式：式：KMnO4+ NaCl + H2SO4 Cl2 +MnSO4+K2SO4+Na2SO4 + H2O一、氧化還原反應(yīng)4. 氧化還原方程式的配平 b.找出找出氧化數(shù)升高及降低氧化數(shù)升高及降低的元素。錳的元素。錳的氧化數(shù)降低的氧化數(shù)降低5；氯

8、的氧化數(shù)升高；氯的氧化數(shù)升高1，氯，氯氣以雙原子分子的形式存在，氣以雙原子分子的形式存在，NaCl的化的化學(xué)計(jì)量數(shù)至少應(yīng)為學(xué)計(jì)量數(shù)至少應(yīng)為2；KMnO4+NaCl+H2SO4Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4 氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低5氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高2+H2O一、氧化還原反應(yīng)4. 氧化還原方程式的配平 c. 計(jì)算氧化數(shù)降低與升高的計(jì)算氧化數(shù)降低與升高的最小公倍最小公倍數(shù)數(shù)（即使（即使電子得失數(shù)相等電子得失數(shù)相等），上述反），上述反應(yīng)式中應(yīng)式中5和和2的最小公倍數(shù)為的最小公倍數(shù)為10，可知，可知高錳酸鉀的系數(shù)為高錳酸鉀的系數(shù)為2，而氯氣的系數(shù)為，而氯氣的系數(shù)為5，氯化鈉的系數(shù)為，氯化

9、鈉的系數(shù)為10:KMnO4+NaCl+H2SO4Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低52氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高25+H2O一、氧化還原反應(yīng)4. 氧化還原方程式的配平 d. 配平配平反應(yīng)前后反應(yīng)前后氧化數(shù)沒有變化氧化數(shù)沒有變化的原的原子數(shù)。子數(shù)。 e. 最后最后核對(duì)核對(duì)氧原子數(shù)。該等式兩邊氧原子數(shù)。該等式兩邊的氧原子數(shù)相等，說明方程式已配平。的氧原子數(shù)相等，說明方程式已配平。 2KMnO4+10NaCl+8H2SO4 =5Cl2+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O一、氧化還原反應(yīng)4. 氧化還原方程式的配平二、原電池和電極二、原電池和電極1. 原電池原電池

10、 在硫酸銅溶液中放入一片鋅，將發(fā)在硫酸銅溶液中放入一片鋅，將發(fā)生下列氧化還原反應(yīng)：生下列氧化還原反應(yīng)： 這個(gè)反應(yīng)同時(shí)有熱量放出，這是這個(gè)反應(yīng)同時(shí)有熱量放出，這是化學(xué)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苣苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿慕Y(jié)果。的結(jié)果。 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu這種裝置將這種裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能，稱，稱原電池原電池。 KCl(aq)二、原電池和電極1.原電池 在兩電極上進(jìn)行的反應(yīng)分別是：在兩電極上進(jìn)行的反應(yīng)分別是： 負(fù)負(fù)極反應(yīng)：極反應(yīng)：Zn - 2e- = Zn2+ 氧化氧化反應(yīng)反應(yīng), 陽(yáng)極陽(yáng)極正正極反應(yīng)：極反應(yīng)：Cu2+ + 2e- = Cu 還原還原反應(yīng)，反應(yīng)，陰極陰極電池反應(yīng)

11、：電池反應(yīng)：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 自發(fā)自發(fā)二、原電池和電極1.原電池 正極和負(fù)極正極和負(fù)極：根據(jù)：根據(jù)電位高低電位高低來判斷，來判斷，電位高的為正極，低的為負(fù)極，電流電位高的為正極，低的為負(fù)極，電流方向由正極向負(fù)極，電子由負(fù)極向正方向由正極向負(fù)極，電子由負(fù)極向正極移動(dòng)。極移動(dòng)。 陰極和陽(yáng)極陰極和陽(yáng)極：根據(jù)：根據(jù)電極反應(yīng)電極反應(yīng)判斷，判斷，發(fā)生氧化反應(yīng)的為陽(yáng)極，發(fā)生還原反發(fā)生氧化反應(yīng)的為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為陰極。應(yīng)的為陰極。二、原電池和電極1.原電池2. 原電池的表示方法原電池的表示方法 原電池由兩個(gè)半電池組成，在上述銅原電池由兩個(gè)半電池組成，在上述銅鋅原電池中，燒杯鋅原

12、電池中，燒杯中的鋅和鋅鹽溶液中的鋅和鋅鹽溶液組成一個(gè)半電池，燒杯組成一個(gè)半電池，燒杯 中的銅和銅鹽中的銅和銅鹽溶液組成另一個(gè)半電池，兩個(gè)半電池用溶液組成另一個(gè)半電池，兩個(gè)半電池用鹽橋連接。為了方便，在電化學(xué)中通常鹽橋連接。為了方便，在電化學(xué)中通常表示為：表示為： Cu)L/mol1 (CuSO)L/mol1 (ZnSOZn44二、原電池和電極2.原電池的表示方法c. 單垂線單垂線“”表示界面；表示界面；d. 雙垂線雙垂線“?”表示鹽橋；表示鹽橋；f. 標(biāo)注標(biāo)注所有影響電極電勢(shì)所有影響電極電勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)）的（電動(dòng)勢(shì)）的因素因素，如物質(zhì)狀態(tài)，電解質(zhì)濃度等。，如物質(zhì)狀態(tài)，電解質(zhì)濃度等。e. 標(biāo)注溫度和

13、壓力；標(biāo)注溫度和壓力；二、原電池和電極2.原電池的表示方法3. 電極及電極種類電極及電極種類 原電池總是由原電池總是由兩個(gè)半電池兩個(gè)半電池組成，半組成，半電池又可稱為電池又可稱為電極電極。常見電極可分。常見電極可分為三大類：為三大類： 二、原電池和電極3.電極及電極種類第一類電極：第一類電極：金屬與其陽(yáng)離子組成的電極金屬與其陽(yáng)離子組成的電極氫電極氫電極氧電極氧電極鹵素電極鹵素電極汞齊電極汞齊電極 二、原電池和電極3.電極及電極種類二、原電池和電極3.電極及電極種類第二類又稱難溶鹽電極：第二類又稱難溶鹽電極：二、原電池和電極3.電極及電極種類第三類又稱氧化第三類又稱氧化-還原電極：還原電極：二、

14、原電池和電極3.電極及電極種類 書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意物量物量和和電量電量的的同時(shí)平衡同時(shí)平衡。例如原電池：。例如原電池：(-) (Pt) I2(s)I-(a1)Fe3+(a2), Fe2+(a3) (Pt) (+) Fe3+(a2) + 2I-(a1) I2(s) + Fe2+(a3) 以下電池反應(yīng)是以下電池反應(yīng)是不正確不正確的：的： 而應(yīng)使兩半反應(yīng)中而應(yīng)使兩半反應(yīng)中得失電子數(shù)相同得失電子數(shù)相同(2)： 2Fe3+(a2) + 2I-(a1) I2(s) + 2Fe2+(a3)二、原電池和電極3.電極及電極種類三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用

15、電流方向電流方向鋅鋅電極電極電勢(shì)較電極電極電勢(shì)較低低銅銅電極電極電勢(shì)較電極電極電勢(shì)較高高1. 電極電勢(shì)電極電勢(shì) 原電池中有電流，表明原電池有電位差原電池中有電流，表明原電池有電位差構(gòu)成兩電極的電位不等構(gòu)成兩電極的電位不等(電極電勢(shì)之差電極電勢(shì)之差)：原電池電動(dòng)勢(shì)原電池電動(dòng)勢(shì)等于兩電極的電極電勢(shì)之等于兩電極的電極電勢(shì)之差：差：E = (+) (-)= (Cu2+/Cu) (Zn2+/Zn) 當(dāng)電極反應(yīng)中所涉及的物質(zhì)處于各當(dāng)電極反應(yīng)中所涉及的物質(zhì)處于各自的自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，此時(shí)電極電勢(shì)為時(shí)，此時(shí)電極電勢(shì)為“標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)電極電勢(shì)”( )。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用1.電極電勢(shì)氣體氣體：p（10105

16、 5 Pa Pa），理想氣體，理想氣體固體固體：p，純純態(tài)態(tài)溶液溶液：p，溶劑：溶劑：純純態(tài)態(tài)溶質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)濃度（溶質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)濃度（ c =1 mol/L, =1 mol/L, m =1 mol/kg=1 mol/kg等等），符合），符合Henry定律定律三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用1.電極電勢(shì)l標(biāo)準(zhǔn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 若能測(cè)出若能測(cè)出各電極的電極電勢(shì)各電極的電極電勢(shì)，即可計(jì)算任意兩電極構(gòu)成的原電池即可計(jì)算任意兩電極構(gòu)成的原電池的電動(dòng)勢(shì)?？上?，的電動(dòng)勢(shì)?？上В瑔蝹€(gè)電極單個(gè)電極的電勢(shì)的電勢(shì)值的絕對(duì)值值的絕對(duì)值無法測(cè)得無法測(cè)得。 但在實(shí)際中，只要測(cè)得各個(gè)電但在實(shí)際中，只要測(cè)得各個(gè)電極對(duì)于極對(duì)于同一基準(zhǔn)電極同一基準(zhǔn)電極的相

17、對(duì)值，就的相對(duì)值，就可以計(jì)算出任意兩個(gè)電極所組成的可以計(jì)算出任意兩個(gè)電極所組成的電池的電動(dòng)勢(shì)。（類似電池的電動(dòng)勢(shì)。（類似“海拔海拔”）三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用1.電極電勢(shì)氫氣壓力為氫氣壓力為1標(biāo)準(zhǔn)壓力、溶液中標(biāo)準(zhǔn)壓力、溶液中H+活度活度為為1時(shí)的氫電極。時(shí)的氫電極。Pt|H2(p)| H+ (a=1) 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)電極的電極電勢(shì)為為零零。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用2.標(biāo)準(zhǔn)氫電極 規(guī)定規(guī)定：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極，待：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極，待測(cè)電極為測(cè)電極為正極正極（發(fā)生（發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)），組成），組成電池：電池：Pt|H2(p)| H+ (a=1) | |待測(cè)電極待測(cè)電極此電池

18、的電動(dòng)勢(shì)即為待測(cè)電極的此電池的電動(dòng)勢(shì)即為待測(cè)電極的氫標(biāo)準(zhǔn)氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)還原電極電勢(shì)。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)E = (Cu2+/Cu) - ( H+/H2) = +0.340 V (Cu2+/Cu) = 0.340 V三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表（標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表（ ）三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)工作電源電位計(jì)檢流計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電池待

19、測(cè)電池三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)電池反應(yīng)：(-) Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-凈反應(yīng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用3. 氫標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)當(dāng)當(dāng)T298.15 K (25oC)時(shí)，可近似為：時(shí)，可近似為：lnGGRT 氧化型氧化型+ ze- 還原型還原型 zFRTln還原型還原型氧化型氧化型Gz F GzF = -z0.0592lg還原型還原型氧化型氧化型三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用4.能斯特方程lnBvBBRTazFBvBBa應(yīng)用能斯特

20、方程式時(shí)，注意：應(yīng)用能斯特方程式時(shí)，注意： 式中式中氧化型氧化型 、還原型還原型的濃度（活的濃度（活度）應(yīng)包括半反應(yīng)中的度）應(yīng)包括半反應(yīng)中的所有物質(zhì)所有物質(zhì)； 濃度（活度）上要有與計(jì)量數(shù)相同的濃度（活度）上要有與計(jì)量數(shù)相同的指數(shù)指數(shù)； = +z0.0592lg氧化型氧化型還原型還原型三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用4.能斯特方程活度計(jì)算活度計(jì)算：氣體：氣體：a = f / p = p/p p/p ；純固體、純液體：純固體、純液體：a 1；稀溶液：稀溶液：溶劑，溶劑，a 1； 溶質(zhì)，溶質(zhì)， ac = cc/c c/c am = mm/m m/m 如對(duì)于如對(duì)于Fe3+ + eFe2+ 或或電對(duì)電對(duì) Fe3+/

21、Fe2+ 的的電極電勢(shì)電極電勢(shì)c(Fe3+)/c(Fe2+)的比值的比值改變，可使改變，可使 改變改變(-) Pt| Fe3+(0.001 M),Fe2+(1M) | | Fe3+(1M) ,Fe2+(0.001M)|Pt (+)0.3552 V = -z0.0592lg還原型還原型氧化型氧化型三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用4.能斯特方程l濃差電池：濃差電池：E ？電池反應(yīng)？電池反應(yīng)？ + lg0.05925 MnO4 H+8Mn2+ AgCl(s) + e = Ag + Cl-(c)0lnAgClAgCla aRTFaCl0clnFRT三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用4.能斯特方程 在銅鋅原電池銅電極中引入硫化物

22、在銅鋅原電池銅電極中引入硫化物沉淀沉淀劑劑，由于，由于CuS難溶于水，導(dǎo)致其中銅難溶于水，導(dǎo)致其中銅離子濃離子濃度度降低，銅電極降低，銅電極電極電勢(shì)電極電勢(shì)減小，進(jìn)而使原電減小，進(jìn)而使原電池池電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)減小，由電動(dòng)勢(shì)的能斯特方程分析減小，由電動(dòng)勢(shì)的能斯特方程分析可得到同樣的結(jié)論?？傻玫酵瑯拥慕Y(jié)論。 在原電池系統(tǒng)中引入在原電池系統(tǒng)中引入絡(luò)合劑絡(luò)合劑其作用與加入其作用與加入沉淀劑相同，即都是通過影響某一沉淀劑相同，即都是通過影響某一離子的濃離子的濃度度而影響其而影響其電極電勢(shì)電極電勢(shì)，進(jìn)而影響所形成原電，進(jìn)而影響所形成原電池的池的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用4.能斯特方程(1) 判斷氧化劑

23、、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱。判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱。 值越大，值越大，G G越負(fù)越負(fù)，發(fā)生還原反應(yīng)的發(fā)生還原反應(yīng)的趨勢(shì)越強(qiáng)趨勢(shì)越強(qiáng)，電對(duì)中氧化型物質(zhì)電對(duì)中氧化型物質(zhì)(氧化劑氧化劑)的氧的氧化能力越強(qiáng)，還原型物質(zhì)的還原能力越弱?；芰υ綇?qiáng)，還原型物質(zhì)的還原能力越弱。如如: Cu2+/Cu氧化型氧化型+ ze- 還原型還原型 Gz F 三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用 值越小，電對(duì)中還原型物質(zhì)值越小，電對(duì)中還原型物質(zhì)(還還原劑原劑 )的還原能力越強(qiáng)，氧化型物質(zhì)的的還原能力越強(qiáng)，氧化型物質(zhì)的氧化能力越弱。氧化能力越弱。 電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型物質(zhì)電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型物質(zhì)越容易被氧化；越

24、容易被氧化；電極電勢(shì)越高，電對(duì)中電極電勢(shì)越高，電對(duì)中氧化型物質(zhì)越容易被還原氧化型物質(zhì)越容易被還原。(1) 判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱。判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱。Zn2+/Zn三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用判斷判斷H2O2的氧化性的氧化性用用。比。比Cu2+強(qiáng)強(qiáng)( 較大較大)。(2) 對(duì)既有氧化性又有還原性的物質(zhì)，應(yīng)對(duì)既有氧化性又有還原性的物質(zhì)，應(yīng)選用不同的電對(duì)的電極電勢(shì)選用不同的電對(duì)的電極電勢(shì) 判斷判斷H2O2的還原性的還原性用用。比。比Zn弱弱( 較大較大)。 三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用 (+) (-) 反應(yīng)可自發(fā)反應(yīng)可自發(fā)(3) 氧化還原反應(yīng)對(duì)應(yīng)的原電池電動(dòng)勢(shì)氧化

25、還原反應(yīng)對(duì)應(yīng)的原電池電動(dòng)勢(shì)大于大于0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。即即 (+) (-) 反應(yīng)可自發(fā)反應(yīng)可自發(fā)E = (+) (-) 0 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)GzEF 三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用z：電池反應(yīng)式中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)：電池反應(yīng)式中的電子轉(zhuǎn)移數(shù) 0(+) 、 0(-)：電池中兩電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：電池中兩電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)lnRTEKzF$rmlnGRTK $rmGzE F $E = (+) (-)三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用例例: 設(shè)計(jì)電池計(jì)算設(shè)計(jì)電池計(jì)算AgCl(s)的溶解度。的溶解度。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)

26、用() Ag|Ag+(1mol L-1)Cl(1mol L-1)|AgCl|Ag(+) 正極反應(yīng)正極反應(yīng) AgCl(s) + e- = Ag + Cl 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng) Ag = Ag+ + e- 測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì) E = E = 0.577VCl可換為可換為X電池反應(yīng)電池反應(yīng) AgCl(s) = Ag+ + ClAgCl(s)的溶解度：的溶解度：c = K1/2 = 1.34105 mol/L三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用 對(duì)于這類沉淀反應(yīng)，若將金屬離子設(shè)為對(duì)于這類沉淀反應(yīng)，若將金屬離子設(shè)為還原反應(yīng)，含有難溶鹽物質(zhì)的設(shè)為氧化反應(yīng)，還原反應(yīng)，含有難溶鹽物質(zhì)的設(shè)為氧化反應(yīng)

27、，則則2222ClHgCl2HgHg2e2Hg2222ClHge2Cl2Hg2組成電池為組成電池為Hg)m(Hg)m(Cl) s (ClHgHg222122三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用b. 測(cè)中和反應(yīng)的平衡常數(shù)測(cè)中和反應(yīng)的平衡常數(shù)(K = 1/ KW, KW為為水的離子積水的離子積)：OHOHH2A. 用氫氣電極用氫氣電極Pt)p, g(H)m(H)m(OH)p, g(HPt2212正極反應(yīng)正極反應(yīng) 2H+ + 2e- H2 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng) H2 + 2OH- - 2e- 2H2O三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用B. 用氧氣電極用氧氣電極Pt)p, g(O)m(H)m(OH)

28、p, g(OPt2212正極反應(yīng)正極反應(yīng) 4H+ + O2 + 4e- = 2H2O 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng) 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用5.電極電勢(shì)的應(yīng)用 如果一種元素有幾種氧化態(tài)，就可形成如果一種元素有幾種氧化態(tài)，就可形成多種氧化還原電對(duì)。如鐵有多種氧化還原電對(duì)。如鐵有0，+2，+3和和+6等氧化態(tài)，因此就有下列幾種電對(duì)及相應(yīng)的等氧化態(tài)，因此就有下列幾種電對(duì)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖及其應(yīng)用元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖及其應(yīng)用半反應(yīng)半反應(yīng) 三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 把同種元素不同氧化態(tài)間的標(biāo)準(zhǔn)電把同種元素不同氧化態(tài)

29、間的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按照氧化數(shù)由高到低的順序排成極電勢(shì)按照氧化數(shù)由高到低的順序排成圖解：圖解： 這種表示一種元素各種氧化態(tài)之間標(biāo)這種表示一種元素各種氧化態(tài)之間標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)關(guān)系的圖解叫做準(zhǔn)電極電勢(shì)關(guān)系的圖解叫做元素電勢(shì)圖元素電勢(shì)圖，又稱拉蒂默又稱拉蒂默(Latimer)圖。圖。FeFeO42-Fe3+2.20V0.771VFe2+-0.447V0.037V三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 以錳在酸性以錳在酸性(pH0)和堿性和堿性(pH14)介介質(zhì)中的電勢(shì)圖為例：質(zhì)中的電勢(shì)圖為例： (1) 判斷氧化劑的強(qiáng)弱判斷氧化劑的強(qiáng)弱酸性溶液酸性溶液1.679V1.507V1.224VMnO4-Mn

30、O42-MnO2Mn3+Mn2+0.558V2.24V0.907V1.541VMn-1.185V三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 堿性溶液堿性溶液-0.045VMnO4-MnO42-MnO2Mn(OH)3Mn(OH)20.558V0.60V-0.2V0.15V0.595VMn-1.55V 電極電勢(shì)越低，低價(jià)態(tài)的物質(zhì)電極電勢(shì)越低，低價(jià)態(tài)的物質(zhì)越容易被氧化；越容易被氧化；電極電勢(shì)越高，高電極電勢(shì)越高，高價(jià)態(tài)的物質(zhì)越容易被還原。價(jià)態(tài)的物質(zhì)越容易被還原。三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 (2) 判斷是否發(fā)生歧化反應(yīng)判斷是否發(fā)生歧化反應(yīng) 歧化反應(yīng)是指元素本身發(fā)生氧化還原歧化反應(yīng)是

31、指元素本身發(fā)生氧化還原反應(yīng)。根據(jù)元素電勢(shì)圖可判斷能否發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)元素電勢(shì)圖可判斷能否發(fā)生歧化反應(yīng)，一般來說，對(duì)于：歧化反應(yīng)，一般來說，對(duì)于：左左右右即能發(fā)生歧化反應(yīng)。即能發(fā)生歧化反應(yīng)。 左左 右右ABC 右右 左左三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 例如根據(jù)錳的電勢(shì)圖可以判斷，在酸例如根據(jù)錳的電勢(shì)圖可以判斷，在酸性溶液中性溶液中MnO4 2-可以發(fā)生歧化反應(yīng)：可以發(fā)生歧化反應(yīng)： 在堿性溶液中在堿性溶液中Mn(OH)3可發(fā)生歧化可發(fā)生歧化反應(yīng)：反應(yīng)：3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O2Mn(OH)3 = Mn(OH)2+MnO2+2H2O三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6.

32、 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 (3) 從相鄰電對(duì)的電極電勢(shì)求另一電從相鄰電對(duì)的電極電勢(shì)求另一電對(duì)的電極電勢(shì)：對(duì)的電極電勢(shì)：例如，在堿性溶液中溴的電極電勢(shì)：例如，在堿性溶液中溴的電極電勢(shì)：0.54V0.45V1.066VBrO3-BrO-Br2Br-？電對(duì)電對(duì)BrO3-/Br-的半反應(yīng)：的半反應(yīng)：BrO3-+3H2O 6e- Br-+ 6OH- 0(BrO3-/Br-)=(40.54)+(10.45)+(11.066)6V 0.61V三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖同一種金屬同一種金屬CuCu，找出其不同的氧化態(tài)，找出其不同的氧化態(tài)CuCu+ +和和CuCu2+2+的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)之間的關(guān)

33、系。的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)之間的關(guān)系。解：2+r,1+r,22+r,3(1) Cu2Cu(s) ; 2(2) CuCu(s) ; (1)(2)(3)(3) CuCu ; mmmeGFeGFeGF 112233$因?yàn)閞,3r,1r,2mmmGGG $帶入 與 的關(guān)系式得:rmG$2312$z z 間的加減關(guān)系間的加減關(guān)系三、電極電勢(shì)及其應(yīng)用6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖1. 電解池電解池負(fù)極負(fù)極：Cu22e Cu，發(fā)生還原反應(yīng)，為發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極陰極；正極：正極：4OH4e 2H2OO2，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極。發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極。 四、電解及電鍍1.電解池 2. 電解過程法拉第定律電解過程法拉第定律

34、（1）電極上發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量與）電極上發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量與通人的電量成正比通人的電量成正比;（2）若幾個(gè)電解池）若幾個(gè)電解池串聯(lián)串聯(lián), 各電解池發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量相同各電解池發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量相同（z相同時(shí)）。相同時(shí)）。本質(zhì)：本質(zhì)：各電極反應(yīng)的各電極反應(yīng)的得失電子數(shù)得失電子數(shù)及電路及電路中中通過的電子數(shù)通過的電子數(shù)(電量電量)必然都相等必然都相等。四、電解及電鍍2. 電解過程法拉第定律 指電解過程中析出一定數(shù)量的某物質(zhì)指電解過程中析出一定數(shù)量的某物質(zhì)理論所需電量（電流）與實(shí)際消耗電量理論所需電量（電流）與實(shí)際消耗電量（電流）之比。（電流）之比。 3. 電流效率（電能效率）電流效率（電

35、能效率）四、電解及電鍍3.電流效率 4.分解電壓分解電壓 使用Pt電極電解H2O，加入中性鹽或酸等用來導(dǎo)電，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。逐漸增加外加電壓，由安培計(jì)G和伏特計(jì)V分別測(cè)定線路中的電流強(qiáng)度I 和電壓E，畫出I-E曲線。四、電解及電鍍4.分解電壓外加電壓很小時(shí)，幾乎無電流通過，陰、陽(yáng)極上無H2氣和氧氣放出。隨著E的增大，電極表面產(chǎn)生少量氫氣和氧氣，但壓力低于大氣壓，無法逸出。所產(chǎn)生的氫四、電解及電鍍4.分解電壓當(dāng)外壓增至2-3段，氫氣和氧氣的壓力等于大氣壓力，呈氣泡逸出，反電動(dòng)勢(shì)達(dá)極大值 Eb,max。再增加電壓，使I 迅速增加。將直線外延至I =0處，得E(分解)值，這是使電解池不斷工作所必需

36、外加的最小電壓，稱為分解電壓。四、電解及電鍍4.分解電壓 電解質(zhì)溶液發(fā)生電解時(shí)所必須加的最電解質(zhì)溶液發(fā)生電解時(shí)所必須加的最小電壓，稱為分解電壓。產(chǎn)生的小電壓，稱為分解電壓。產(chǎn)生的原因原因：電解反應(yīng)（以酸介質(zhì)為例）：電解反應(yīng)（以酸介質(zhì)為例）：4H+(aq) + 4e- 2H2(g)2H2O(l) 4H+(aq) + O2(g) + 4e-總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) 四、電解及電鍍4.分解電壓是電解反應(yīng)的是電解反應(yīng)的逆過程逆過程，電動(dòng)勢(shì)與外加電，電動(dòng)勢(shì)與外加電壓方向相反。要使電解順利地進(jìn)行，外壓方向相反。要使電解順利地進(jìn)行，外加電壓必須克服這一相反方向的電動(dòng)勢(shì)。

37、加電壓必須克服這一相反方向的電動(dòng)勢(shì)。因此，理論上的分解電壓可通過原電池因此，理論上的分解電壓可通過原電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算出來電動(dòng)勢(shì)計(jì)算出來(p下約為下約為1.23V)。2H2(g) 4H+(aq) +4e-此電池反應(yīng)為：此電池反應(yīng)為：4H+(aq) + O2(g) + 4e- 2H2O(l) 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) 四、電解及電鍍4.分解電壓 實(shí)際實(shí)際 測(cè)得的分解電壓是測(cè)得的分解電壓是1.67 V，比理，比理論分解電壓高很多，這種現(xiàn)象稱為論分解電壓高很多，這種現(xiàn)象稱為極化極化作用。作用。四、電解及電鍍4.分解電壓 電解產(chǎn)物的判別：電解時(shí)若陽(yáng)極和陰電解產(chǎn)物的判別

38、：電解時(shí)若陽(yáng)極和陰極可能發(fā)生多種反應(yīng)，則極可能發(fā)生多種反應(yīng)，則陽(yáng)極優(yōu)先析出陽(yáng)極優(yōu)先析出析出電勢(shì)低的物質(zhì)析出電勢(shì)低的物質(zhì)；陰極優(yōu)先析出析出陰極優(yōu)先析出析出電勢(shì)高的物質(zhì)電勢(shì)高的物質(zhì)。即所需。即所需分解電壓小分解電壓小的反的反應(yīng)應(yīng)先先發(fā)生。發(fā)生。 極化作用是指實(shí)際極化作用是指實(shí)際析出電勢(shì)析出電勢(shì)偏離理論偏離理論析出電勢(shì)的現(xiàn)象。一般來說，析出固體析出電勢(shì)的現(xiàn)象。一般來說，析出固體極化作用很小；而析出極化作用很小；而析出氣體氣體的極化作用的極化作用很大。很大。5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別極化作用及電解產(chǎn)物的判別四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別lnaRTzFa還原態(tài)氧化態(tài)$氧化態(tài)+ ze-還原態(tài)

39、陰極：由于濃差極化，使a氧化態(tài)減?。ɑ?a還原態(tài)增大），所以減小。所以更難發(fā)生還原反應(yīng)。陽(yáng)極：由于發(fā)生濃差極化，使a還原態(tài)減小（或 a氧化態(tài)增大），所以 增大，所以更難發(fā)生氧化反應(yīng)。四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別 在某一電流密度下，實(shí)際發(fā)生電解的電極電勢(shì)與平衡電極電勢(shì)之間的差值稱為超電勢(shì)。 為了使超電勢(shì)都是正值，把陰極超電勢(shì)和陽(yáng)極超電勢(shì)分別定義為： ()陰 (,) (,)(,)(,() EEEE陰不可逆陽(yáng)不平可逆陽(yáng)陰陽(yáng)陰 平 陽(yáng)極上由于超電勢(shì)使電極電勢(shì)變大，陰極上由于超電勢(shì)使電極電勢(shì)變小。 四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別四、電解

40、及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別 金屬在電極上析出時(shí)超電勢(shì)很小，通?？珊雎圆挥?jì)。而氣體，特別是氫氣和氧氣，超電勢(shì)值較大。 影響超電勢(shì)的因素很多，如電極材料、電極表面狀態(tài)、電流密度、溫度、電解質(zhì)的性質(zhì)、濃度及溶液中的雜質(zhì)等。四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別 氫氣在幾種電極上的超電勢(shì)如圖所示?？梢娫谑凸炔牧仙希妱?shì)很大，而在金屬Pt，特別是鍍了鉑黑的鉑電極上，超電勢(shì)很小，所以標(biāo)準(zhǔn)氫電極中的鉑電極要鍍上鉑黑。四、電解及電鍍5.極化作用及電解產(chǎn)物的判別6.電鍍電鍍 電鍍是電解的實(shí)際應(yīng)用的一種，電鍍電鍍是電解的實(shí)際應(yīng)用的一種，電鍍的典型應(yīng)用主

41、要有以下幾種：的典型應(yīng)用主要有以下幾種：金屬的電鍍：防腐及增加機(jī)械強(qiáng)度等；金屬的電鍍：防腐及增加機(jī)械強(qiáng)度等；鋁及其合金的電化學(xué)氧化及表面著色；鋁及其合金的電化學(xué)氧化及表面著色；塑料電鍍塑料電鍍 四、電解及電鍍6.電鍍五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐 金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)及電化金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)作用而遭受破壞，叫做金屬腐蝕。金學(xué)作用而遭受破壞，叫做金屬腐蝕。金屬表面與介質(zhì)如氣體或非電解質(zhì)液體等屬表面與介質(zhì)如氣體或非電解質(zhì)液體等因發(fā)生化學(xué)作用因發(fā)生化學(xué)作用 而引起的腐蝕，叫做而引起的腐蝕，叫做化化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕作用進(jìn)行時(shí)沒有電流，化學(xué)腐蝕作用進(jìn)行時(shí)

42、沒有電流產(chǎn)生。金屬表面與介質(zhì)如潮濕空氣、電產(chǎn)生。金屬表面與介質(zhì)如潮濕空氣、電解質(zhì)溶液等因發(fā)生電化學(xué)作用而引起的解質(zhì)溶液等因發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕，叫做腐蝕，叫做電化學(xué)電化學(xué) 腐蝕。腐蝕。1.金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕2. 電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因 當(dāng)兩種金屬或者兩種不同的金屬制成當(dāng)兩種金屬或者兩種不同的金屬制成的物體相接觸，同時(shí)又與其他介質(zhì)的物體相接觸，同時(shí)又與其他介質(zhì)(如潮如潮濕空氣、其他潮濕氣體、水或電解質(zhì)溶濕空氣、其他潮濕氣體、水或電解質(zhì)溶液等液等)相接觸時(shí)，就形成了一個(gè)相接觸時(shí)，就形成了一個(gè)原電池原電池，進(jìn)行原電池的電化學(xué)作用。進(jìn)行原電池的電化學(xué)作用。五、金屬的電

43、化學(xué)腐蝕與防腐2.電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐2.電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐2.電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因鐵銹的組成：鐵在酸性介質(zhì)中只能氧化成二價(jià)鐵：鐵在酸性介質(zhì)中只能氧化成二價(jià)鐵：Fe Fe2+ + e二價(jià)鐵被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵，三價(jià)二價(jià)鐵被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵，三價(jià)鐵在水溶液中生成鐵在水溶液中生成Fe(OH)Fe(OH)3 3 沉淀，沉淀， Fe(OH)Fe(OH)3 3 又可能部分失水生成又可能部分失水生成FeFe2 2O O3 3所以鐵銹是一個(gè)由Fe、Fe、Fe(OH)3、Fe2O3 等化合物組成的疏松的混雜物質(zhì)。五

44、、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐2.電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因3. 析氫腐蝕與吸（耗）氧腐蝕析氫腐蝕與吸（耗）氧腐蝕陽(yáng)極上陽(yáng)極上Fe發(fā)生氧化作用：發(fā)生氧化作用： 陰極發(fā)生的反應(yīng)可能是氫離子被還原陰極發(fā)生的反應(yīng)可能是氫離子被還原成成H2析出：析出：陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為析氫腐蝕析氫腐蝕。Fe 2e- = Fe2+2H+ +2e- = H2(g)五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐3.析氫腐蝕與耗氧腐蝕 另一種反應(yīng)可能是大氣中的氧氣在陰另一種反應(yīng)可能是大氣中的氧氣在陰極上取得電子，在電極上發(fā)生還原反應(yīng)：極上取得電子，在電極上發(fā)生還原反應(yīng)：陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為吸（耗）氧腐蝕吸（耗）氧腐蝕

45、。 由于氧氣的電極電勢(shì)比氫氣更正，說由于氧氣的電極電勢(shì)比氫氣更正，說明有氧氣存在時(shí)腐蝕更嚴(yán)重。明有氧氣存在時(shí)腐蝕更嚴(yán)重。O2(g)+4H+(aq)+4e- = 2H2O(l)五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐3.析氫腐蝕與耗氧腐蝕 Fe2與溶液中的與溶液中的OH結(jié)合，生成氫氧結(jié)合，生成氫氧化亞鐵化亞鐵Fe(OH)2，然后又和潮濕空氣中，然后又和潮濕空氣中水分和水分和 氧發(fā)生作用，最后生成鐵銹：氧發(fā)生作用，最后生成鐵銹： 金屬的電化學(xué)腐蝕，實(shí)際上是形成了金屬的電化學(xué)腐蝕，實(shí)際上是形成了許多微電池，它和前面所述的原電池，許多微電池，它和前面所述的原電池，并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。4Fe(OH

46、)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐3.析氫腐蝕與耗氧腐蝕4. 金屬的防腐金屬的防腐常用的有下列幾種方法：常用的有下列幾種方法： 非金屬保護(hù)層非金屬保護(hù)層 金屬保護(hù)層金屬保護(hù)層 陽(yáng)極保護(hù)層陽(yáng)極保護(hù)層 陰極保護(hù)層陰極保護(hù)層電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù) 保護(hù)器保護(hù)保護(hù)器保護(hù) 陰極電保護(hù)陰極電保護(hù) 陽(yáng)極電保護(hù)陽(yáng)極電保護(hù)加緩蝕劑保護(hù)加緩蝕劑保護(hù)五、金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐4.金屬的防腐1. 一次電池一次電池普通鋅錳電池普通鋅錳電池鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅普通鋅- -錳干電池的結(jié)構(gòu)錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等負(fù)極負(fù)極正極正極電池反應(yīng)：電池反

47、應(yīng)：（Zn）：）：Zn 2e- = Zn 2+（MnO2和和C）：）：MnO2(s)+2NH4+(aq)+2e- = Mn2O3(s)+2NH3+H2OZn+MnO2(s)+ 2NH4+(aq) = Zn 2+ + Mn2O3(s)+2NH3+H2O 六、常見化學(xué)電源六、常見化學(xué)電源堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHZnMnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2堿性電池堿性電池 六、常見化學(xué)電源1.一次電池 在電池制作過程在電池制作過程中，為了使電池放電中，為了使電池放電速度快、電位穩(wěn)定，速度快、電位穩(wěn)定，常常在電池中加入汞、常常在電池中加入汞、鎘和鉛等重金屬離子。鎘和鉛等重金屬離子。 六、常見化學(xué)電源1.一次電池鉛蓄電池鉛蓄電池2. 二次電池二