1、電化學(xué)與金屬腐蝕,第4章,氧化還原的基本概念,1. 氧化與還原 得失氧化合價(jià)升降得失電子 氧化還原反應(yīng)電子傳遞反應(yīng)； 氧化半反應(yīng)與還原半反應(yīng),2. 氧化還原電對(duì)：氧化態(tài)/還原態(tài)、Ox/Red 如：Cu2+/Cu、MnO4-/Mn2+、MnO4-/MnO2 MnO2/Mn2+、Fe3+/Fe2+、Fe2+/Fe,3. 氧化數(shù)中學(xué)的化合價(jià) 平均氧化數(shù)、分?jǐn)?shù)氧化數(shù),X,Volta電池的構(gòu)造,Cu-Zn原電池裝置,4.1 原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,鹽橋的作用：補(bǔ)充電荷、維持電荷平衡。鹽橋是一倒插的U型管,內(nèi)含KCl或KNO3溶液，可用瓊脂溶膠或多孔塞保護(hù)，使KCl或KNO3溶液不會(huì)自

2、動(dòng)流出。,鋅極：氧化反應(yīng)，負(fù)極 銅極：還原反應(yīng)，正極,一、原電池,(1) 半電池電極；半電池反應(yīng)電極反應(yīng),電池反應(yīng)： Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s),(2) 半反應(yīng)（電極反應(yīng)）涉及同一元素的氧化態(tài)和還原態(tài)(需配平),式中n是所寫電極反應(yīng)中電子的化學(xué)計(jì)量數(shù),(3) 兩個(gè)氧化還原電對(duì)：不表示電極液的組成,負(fù)極“”在左邊，正極“”在右邊 物相界面用“”，鹽橋用“”表示 同相不同物種用“，”分開，溶液、氣體要注明ci，pi 液相中的多種離子及氣體需使用惰性電極,金屬電極如 Cu、Zn、Ag 惰性電極如 Pt、石墨棒,如：Pt|H2(p)|H+(c)Pt,H2(p

3、)|H+(c) 、Pt|Fe3+(c)，F(xiàn)e2+(c)、Ag|AgCl|Cl-(c) 例3：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并寫出原電池符號(hào),為何負(fù)極導(dǎo)體不用Fe？,電極類型,第一類電極：金屬電極和氣體電極 第二類電極：難溶鹽和難溶氧化物電極 第三類電極：氧化還原電極,二、原電池的熱力學(xué),1.電池反應(yīng)的rGm與電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系,對(duì)電動(dòng)勢(shì)為E的電池反應(yīng)： Cu2+ZnZn2+Cu 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)，可求得(298.15K時(shí))：,任一自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以組成一個(gè)原電池。 電池的電動(dòng)勢(shì)E0，對(duì)外輸出電功，電池反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；那么E和rGm的關(guān)系？,rGm= wmax = -QE =

4、-nFE,rGm= -nFE,由于rGm是系統(tǒng)可用來(lái)做非體積功的那部分能量 ,1.電池反應(yīng)的rGm與電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系,電動(dòng)勢(shì)(V),法拉第常數(shù)，1mol電子電量。 F=NAe=96485 Cmol-1,電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量,2. 電池反應(yīng)的K與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系,以上討論可知，電化學(xué)方法實(shí)際上是熱力學(xué)方法的具體運(yùn)用。,按電池書面表示式寫出的電池反應(yīng)在熱力學(xué)上自發(fā)時(shí)， rGm0，E為正值，即只有自發(fā)反應(yīng)，電池才能做有用功；反之，若寫出的電池反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)， rGm0，E為負(fù)值，不可能對(duì)外做功。,如果電極有個(gè)類似于生成焓的電勢(shì)就好了,4.2 電極電勢(shì),一、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),1. 電極電勢(shì)的產(chǎn)

5、生雙電層理論,當(dāng)溶解與沉積的速度相等時(shí)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，形成雙電層(double electric layer)。 在金屬與溶液間由于電荷不均等產(chǎn)生了電勢(shì)差。實(shí)際上雙電層結(jié)構(gòu)的溶液一側(cè)，由于離子的熱運(yùn)動(dòng)而呈現(xiàn)一種梯次分布，即形成擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)。,4.2 電極電勢(shì),一、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),如: (Zn2+/Zn); (Cu2+/Cu); (O2/OH); (MnO4/Mn2+); (Cl2/Cl)等。,1. 電極電勢(shì)：此電勢(shì)差即為電極電勢(shì)。用符號(hào):(氧化態(tài)/還原態(tài))表示。,兩電極的值大小(高低)不同，其差值即為電池的電動(dòng)勢(shì)E。,E= (正極)- (負(fù)極),單個(gè)電極的電極電勢(shì)無(wú)法測(cè)定。在實(shí)際應(yīng)用中只需知道

6、的相對(duì)值而不必去追究它們的絕對(duì)值。,國(guó)際上統(tǒng)一(人為)規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì) 為零,2.標(biāo)準(zhǔn)氫電極,H+(c)H2(p)Pt,標(biāo)準(zhǔn)氫電極：鉑黑電極、a(H+) = 1(活度，濃度) 、室溫、入p(H2) =100kPa的純氫氣流,4.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),3. 參比電極,甘汞電極或氯化銀電極,如：右圖的甘汞電極：PtHgHg2Cl2Cl-,5. 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表(附錄10),表的物理意義和注意事項(xiàng),1) 表中代數(shù)值按從小到大順序編排。,代數(shù)值越大，表明電對(duì)的氧化態(tài)越易得電子，即氧化態(tài)就是越強(qiáng)的氧化劑；代數(shù)值越小，表明電對(duì)的還原態(tài)越易失電子，即還原態(tài)就是越強(qiáng)的還原劑；,如: (Cl2/Cl-)=1.3

7、583V，(Br2/Br-)=1.066V，(I2/I-) =0.5355V，可知：Cl2氧化性較強(qiáng)，而I-還原性較強(qiáng)。,2) 與Ka越大為強(qiáng)酸，共軛堿為弱堿類似，越大，則其氧化態(tài)為強(qiáng)氧化劑，還原態(tài)為弱還原劑，反之亦然。 金屬活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱：由小到大 非金屬活動(dòng)性順序由弱到強(qiáng)：由小到大,表的物理意義和注意事項(xiàng),3) 類似于：較強(qiáng)酸+較強(qiáng)堿=較弱酸+較弱堿 較強(qiáng)氧化劑+較強(qiáng)還原劑=較弱氧化劑+較弱還原劑 即值較高的氧化態(tài)物質(zhì)能和值較低的還原態(tài)物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)(對(duì)角線規(guī)則),4) 代數(shù)值與電極反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)的選配無(wú)關(guān),代數(shù)值是反映物質(zhì)得失電子傾向的大小，它與物質(zhì)的數(shù)量無(wú)關(guān)。,5) 代數(shù)值

8、與半反應(yīng)的方向無(wú)關(guān),如Cu2+2e- = Cu與Cu = Cu2+2e- 數(shù)值相同,IUPAC規(guī)定，表中電極反應(yīng)以還原反應(yīng)表示（故有稱之謂“還原電勢(shì)”），無(wú)論電對(duì)物質(zhì)在實(shí)際反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化方向如何，其代數(shù)值不變。,表的物理意義和注意事項(xiàng),6) 一些電對(duì) 與介質(zhì)酸堿性有關(guān)： 酸表和堿表：,均以還原反應(yīng)表示時(shí)，電池反應(yīng)=正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)，電池電動(dòng)勢(shì)正極電勢(shì)負(fù)極電勢(shì)，電子可消掉,7) 查閱標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)據(jù)時(shí)，要注意電對(duì)的具體存在形式、狀態(tài)和介質(zhì)條件等都必須完全符合。,H2O2(aq)+2H+(aq)+2e- = 2H2O (H2O2/H2O)=1.776V O2(g)+2H+(aq) + 2e-= H2

9、O2(aq) (O2/H2O2)= 0.695V,表的物理意義和注意事項(xiàng),二、表示電極電勢(shì)的Nernst方程,1. Nernst方程式,正極：aOx1 + ne- = cRed1 負(fù)極：dOx2 + ne- = bRed2 電池：aOx1 + bRed2 = cRed1 + dOx2,電池反應(yīng)的Nernst方程,正極：aOx1 + ne- = cRed1 負(fù)極：dOx2 + ne- = bRed2 電池：aOx1 + bRed2 = cRed1 + dOx2,電極電勢(shì)的Nernst方程,正極：aOx1 + ne- = cRed1 負(fù)極：dOx2 + ne- = bRed2 電池：aOx1 +

10、bRed2 = cRed1 + dOx2,Q：電極反應(yīng)的反應(yīng)商 還原電勢(shì)對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng) 包含其它參與電極反應(yīng)的物質(zhì)的影響,不推薦記此公式 與電極電勢(shì)定義 不匹配 其它物質(zhì)呢,中性條件下：E=0.85V,3. 影響濃度的因素 (1) 電極物質(zhì)自身(氧化型或還原型)的濃度或分壓變化,二、表示電極電勢(shì)的Nernst方程,例1 計(jì)算OH-濃度為0.100moldm-3時(shí)，氧的電極電勢(shì) (O2/OH-)。已知：p(O2)=101.325kPa，T=298.15K。,解：從附錄10中可查得氧的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：,當(dāng)c(OH -)=0.100moldm-3時(shí)，氧的電極電勢(shì)為,= 0.460V,濃差電池,負(fù)極發(fā)生

11、氧化反應(yīng)，其氧化態(tài)位于電池反應(yīng)方程式的右邊,(2) 介質(zhì)的酸堿性,說(shuō)明介質(zhì)的酸堿性對(duì)含氧酸鹽氧化性的影響較大。,解：半反應(yīng)式為： Cr2O72-+14H+6e-=2Cr3+7H2O Nernst方程為：,例2：計(jì)算當(dāng)pH=5.00，c(Cr2O72-)=0.0100moldm-3，c(Cr3+)=1.00 10-6 moldm-3時(shí)，重鉻酸鉀溶液中的(Cr2O72-/ Cr3+)值。,=0.639V,電勢(shì)pH圖：pH,只考慮pH對(duì)電極電勢(shì)的影響,水作為氧化劑的E-pH圖,水作為還原劑的E-pH圖,由于動(dòng)力學(xué)等因素的影響，實(shí)測(cè)值要比理論值偏差0.5 V，為圖中a、b虛線。 利用水的EpH圖可以判

12、斷氧化劑和還原劑能否在水溶液中穩(wěn)定存在。,水的pH圖,氧化態(tài)上+還原態(tài)下 = 還原態(tài)上+氧化態(tài)下,(3) 生成沉淀、 生成配合物、或 生成弱電解質(zhì),似乎Cu2+不能氧化I-為I2，但CuI為難溶電解質(zhì),正負(fù)，Cu2+可能氧化I-為I2,金屬難溶鹽電極,派生電極,派生電極,(3) 生成沉淀、 生成配合物、或 生成弱電解質(zhì),例4：298K時(shí)，在Ag+/Ag電極中加入過量I-，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)c(I-)=0.10 molL-1，另一個(gè)電極為Cu2+/Cu，c(Cu2+)=0.010 molL-1，現(xiàn)將兩電極組成原電池，寫出電池的符號(hào)、電池反應(yīng)式。,解：欲寫電池符號(hào)，需先確定正負(fù)極，即需要計(jì)算電極電勢(shì)，根

13、據(jù)Nernst方程：,可見，生成沉淀、配合物或弱電解質(zhì)對(duì)對(duì)和E的影響是巨大的，甚至改變?cè)瓉?lái)氧化還原反應(yīng)的反向,4.3 電極電勢(shì)在化學(xué)上的應(yīng)用,一、氧化劑和還原劑相對(duì)強(qiáng)弱的比較,已知 值大的氧化態(tài)物質(zhì)是強(qiáng)氧化劑； 值小的還原態(tài)物質(zhì)是強(qiáng)還原劑。 對(duì)角線規(guī)則：左下方氧化劑可與右上方還原劑反應(yīng),1. 氧化劑的選擇： 例7：Cl-、Br-、I-混合溶液鑒定I-：,一、氧化劑和還原劑相對(duì)強(qiáng)弱的比較,2. 濃度和pH對(duì)氧化還原性的影響： 例5：下列電極在標(biāo)準(zhǔn)條件下誰(shuí)是最強(qiáng)的氧化劑？若MnO4/Mn2+的電極改為在pH=5.00的條件下，其氧化性相對(duì)強(qiáng)弱次序?qū)⒃鯓痈淖?？已?MnO4-/Mn2+) = 1.5

14、07V， (Br2/Br-) = 1.066V， (I2/I-) = 0.5355V,解：(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下可用的大小進(jìn)行比較。 (MnO4-/Mn2+) (Br2/Br-) (I2/I-) 所以在上述物質(zhì)中MnO4-是最強(qiáng)的氧化劑，I-是最強(qiáng)的還原劑，即氧化性的強(qiáng)弱次序是MnO4-Br2I2,(2) pH=5.0時(shí)，計(jì)算得 (MnO4/Mn2+) = 1.034V。電極電勢(shì)相對(duì)大小次序?yàn)?(Br2/Br-) (MnO4-/Mn2+) (I2/I-)，這就是說(shuō)，當(dāng)KMnO4溶液的酸性減弱成pH=5.00時(shí)，氧化性強(qiáng)弱的次序變?yōu)锽r2MnO4-I2,(1) K2Cr2O7在酸性介質(zhì)中能氧化哪些物

15、質(zhì)？寫出反應(yīng)方程式 (2) 欲使CrO2-在堿性介質(zhì)中氧化，選擇哪種氧化劑為好？寫出反應(yīng)方程式 (3) K2Cr2O7在1molL-1 HCl中能否使Cl-氧化？為什么？如在12molL-1濃HCl中，反應(yīng)能否進(jìn)行？通過計(jì)算說(shuō)明,解：(1) K2Cr2O7在酸性介質(zhì)中可氧化：,(3) K2Cr2O7在1molL-1 HCl中不能使Cl-氧化。,(2) 欲使CrO2-在堿性介質(zhì)中氧化，應(yīng)選擇：,二、氧化還原反應(yīng)方向的判斷,只要E0，當(dāng) (正) (負(fù))時(shí)，即：作為氧化劑電對(duì)的電極電勢(shì)代數(shù)值大于作為還原劑電對(duì)的電極電勢(shì)代數(shù)值時(shí)，就能滿足反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件。,反應(yīng)方向判據(jù)：rGm,rGm0 (正) (

16、負(fù)) 正向自發(fā) rGm0 Q/K1 QK E0 (正) (負(fù)) 逆向自發(fā) rGm=0 Q/K=1 Q=K E=0 (正)= (負(fù)) 化學(xué)平衡,例7：試判斷以下反應(yīng)在H濃度為1.00105moldm-3溶液中進(jìn)行時(shí)的方向(其余物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài))。 2Mn2+ + 5Cl2 +8H2O = 2MnO4- + 16H+ + 10Cl-,介質(zhì)(H+濃度)對(duì)該反應(yīng)影響很大， 當(dāng)c(H+)10-5 moldm-3時(shí)，由于其它物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，則根據(jù)能斯特方程式計(jì)算可得：,解: 若用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)作為判據(jù)，,(MnO4/Mn2+)值(1.507V)大于(Cl2/Cl-)值(1.358V)，似乎氧化態(tài)物質(zhì)Cl2

17、與還原態(tài)物質(zhì)Mn2+ 不能發(fā)生反應(yīng)。,二、氧化還原反應(yīng)方向的判斷,(1) 電極電勢(shì)的能斯特方程,Cl2 + 2e- = 2Cl Mn2+ 4H2O = MnO4- + 5e- + 8H+,= 1.034 V,c(H+)對(duì)(Cl2/Cl-)無(wú)影響，對(duì)(MnO4-/Mn2+) 有重大影響,(Cl2/Cl-) (MnO4-/Mn2+)，故而pH=5.00時(shí)，Cl2可以氧化Mn2+為MnO4-。,(2) 電池電動(dòng)勢(shì)的能斯特方程,= 0.324 V 0，正向自發(fā),三、氧化還原反應(yīng)進(jìn)行程度的衡量,氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度也就是氧化還原反應(yīng)在達(dá)到平衡時(shí)，生成物相對(duì)濃度與反應(yīng)物相對(duì)濃度之比，由氧化還原反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平

18、衡常數(shù)K的大小來(lái)衡量。,K106，完全反應(yīng),一般地，E0.20.4V，氧化還原反應(yīng)可定量進(jìn)行。濃度難以逆轉(zhuǎn)反應(yīng)方向(不包括pH、弱電解質(zhì)、沉淀、配合物的生成),解：先設(shè)想按上述氧化還原反應(yīng)組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)條件下的原電池：,負(fù)極 Cu2+(aq)2e- Cu(s) (Cu2+/Cu)0.3419V,正極 2Ag+(aq)2e-2Ag(s) (Ag/Ag)0.7996V,例8： 計(jì)算下列反應(yīng)在298.15K時(shí)的K。 Cu(s)2Ag+(aq) Cu 2+(aq)2Ag(s),= 0.7996V-0.3419V= 0.4577V,根據(jù)公式：,K=3.0 1015,結(jié)果表明：該反應(yīng)進(jìn)行的程度是相當(dāng)徹底的。

19、,不能,在20、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否向右進(jìn)行？,欲使反應(yīng)正向進(jìn)行，至少需要多大濃度的HCl？,在20、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否向右進(jìn)行？,難以達(dá)到,減小Cl2的分壓，并加熱促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行,四、相關(guān)常數(shù)的求得,由E求： 準(zhǔn)確度,例7：已知下列電池電動(dòng)勢(shì)E=0.34V，求AgCl的,任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都能組成一個(gè)自發(fā)電池，但作為實(shí)用的化學(xué)電源，還需考慮反應(yīng)速率、反應(yīng)的穩(wěn)定性和可控性、輸出電壓高、電容量大、便攜性等問題。因此實(shí)用化學(xué)電源不多。 按使用特點(diǎn)可分為： 一次性電池 蓄電池 燃料電池等。,4.4 化學(xué)電源,1. 一次性電池,電解液：ZnCl2和NH4Cl糊狀混合物 正極：MnO2 + 2NH4+ + 2e

20、- MnO(OH) + 2NH3 負(fù)極：Zn Zn2+ + 2e-,(2) 堿性電池 電解液：濃KOH 負(fù)極：Zn+4OH-=Zn(OH)42-+2e-,公稱電壓1.5V,(1) 鋅錳干電池,(3) 氧化銀電池,電解液：濃KOH 正極：Ag2O、AgO、HgO Ag2O + 2H2O+2e- 2Ag+2OH- 負(fù)極：Zn +2OH- Zn(OH)2+2e-,公稱電壓1.5V,1. 一次性電池,(1) 鉛蓄電池,電解液：H2SO4 正極：PbO2+3H+HSO4-+2e- PbSO4+2H2O 負(fù)極：Pb + HSO4- PbSO4+H+2e-,公稱電壓2.0V,充電反應(yīng)： 陽(yáng)極：PbSO4+2

21、H2O PbO2+3H+HSO4-+2e- 陰極：PbSO4+H+2e- Pb + HSO4-,2. 蓄電池,(2) 鎳鎘電池和鎳鐵電池：電壓1.2V,正極(NiO2)：NiO2 + 2H2O + 2e- Ni(OH)2 + 2OH- 負(fù)極(Cd)：Cd + 2OH- Cd(OH)2 + 2e-,2. 蓄電池,(3) 鎳氫電池：電壓1.2V ()Ti-NiH2(p)KOH NiO(OH)C(石墨)(+),2. 蓄電池,(4) 鋰電池：電壓3.6V 正極：鋰合金金屬氧化物為；負(fù)極：石墨；使用非水電解質(zhì) LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2 +LixC6 正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電

22、時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí)：LiFePO4 Li1-xFePO4+ xLi+ + xe-放電時(shí)：Li1-xFePO4+ xLi+ + xe- LiFePO4 負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入,(5) 燃料電池：,2. 蓄電池,能量轉(zhuǎn)換效率？,實(shí)際達(dá)到效率5070%，柴油發(fā)電機(jī)效率40%,氫氧燃料電池 直接甲醇燃料電池 鈉硫電池,4.5 電 解,利用外加電能的方法迫使反應(yīng)進(jìn)行的過程叫電解。在電解過程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。,電解池,外電源:,正極 負(fù)極,電解池:,陽(yáng)極,陰極,反應(yīng)類型: 氧化 還原,通過兩極離子放電氧化態(tài)物質(zhì)得到電子或還原態(tài)物質(zhì)失電子過程將一類導(dǎo)體和二類導(dǎo)體聯(lián)系起來(lái)。,電解

23、池示意圖,一、分解電壓和超電勢(shì),陽(yáng)極反應(yīng)：4OH- 4e- 2H2O + O2 陽(yáng)= 0.815V,陰極反應(yīng)：2H+ + 2e- H2 陰= 0.414V,以鉑作電極，電解0.100moldm-3Na2SO4溶液為例。實(shí)質(zhì)為電解水,由電解產(chǎn)物組成的氫氧原電池，H2為負(fù)極、O2為正極。E =1.23V。,該原電池的電子流方向與外加直流電源電子流的方向相反。因而至少需要外加一定值的電壓以克服該原電池所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，才能使電解順利進(jìn)行。表明分解電壓是由于電解產(chǎn)物在電極上形成某種原電池，產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)而引起的。,一、分解電壓和超電勢(shì),觀看分解電壓,因此，上述實(shí)驗(yàn)至少外電源提供的電動(dòng)勢(shì)1.23V電解才可

24、發(fā)生，此值(1.23V)稱理論分解電壓E(理)。,事實(shí)上，上述實(shí)驗(yàn)至少需1.7V才能使其發(fā)生電解。此值(1.7V)稱實(shí)際分解電壓E(實(shí))。,電解時(shí)電解池的實(shí)際分解電壓E(實(shí))與理論分解電壓E(理)之差稱為超電壓E(超)，即E(超)= E(實(shí))- E(理),E(超)= (陰)+ (陽(yáng)),超電壓是由超電勢(shì)構(gòu)成的。由于兩極的超電勢(shì)均取正值，所以電解池的超電壓：,一、分解電壓和超電勢(shì),超電勢(shì)導(dǎo)致： 陽(yáng)極析出電勢(shì)升高，即(析,陽(yáng))=(陽(yáng) +); 陰極析出電勢(shì)降低，即(析,陰)=(陰 -)。,綜合考慮電極電勢(shì)和超電勢(shì)的因素得出：,在陰極上進(jìn)行還原反應(yīng)的首先是析出電勢(shì)代數(shù)值較大的氧化態(tài)物質(zhì)。,在陽(yáng)極上進(jìn)行氧

25、化反應(yīng)的首先是析出電勢(shì)(考慮超電勢(shì)因素后的實(shí)際電極電勢(shì))代數(shù)值較小的還原態(tài)物質(zhì)；,簡(jiǎn)單鹽類水溶液電解產(chǎn)物歸納如下:,陽(yáng)極析出的物質(zhì)：析出小的還原態(tài)物質(zhì),依次為： 金屬電極, S2-, X- ,OH-,含氧酸根 電極反應(yīng) M-ne-Mn+ 2X-2e-X2 4OH- 4e-2H2O+O2,依次為：不活潑金屬正離子(如Cu2+、Zn2+)，H+，(活潑金屬離子(如Na+、Mg2+)在水溶液中不放電) 電極反應(yīng) 2H+2e-H2 M2+2e-M,陰極析出的物質(zhì)： 析出大的氧化態(tài)物質(zhì),二、電解池中兩極的電解產(chǎn)物,三、電解的應(yīng)用,1. 電鍍：,電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過

26、程,一般將鍍件作為陰極(連接電源負(fù)極)，鍍層金屬(如Ni-Cr合金、Au等)作為陽(yáng)極(連接電源正極)。,電鍍液一般為含鍍層金屬配離子的溶液。,電鍍工作原理示意圖,如：電鍍鋅，被鍍零件作為陰極材料，金屬鋅作為陽(yáng)極材料，在鋅鹽(如Na2Zn(OH)4)溶液中進(jìn)行電解,2. 陽(yáng)極氧化,用電解的方法通以陽(yáng)極電流，使金屬表面形成氧化膜以達(dá)到防腐耐蝕目的的一種工藝。,鋁的陽(yáng)極氧化,陽(yáng)極(Al) 2Al + 3H2O 6e- = Al2O3 + 6H+ 主要 2H2O 4e- = 4H+ + O2 次要 陰極(Pb) 2H+ + 2e- = H2 陽(yáng)極氧化可采用稀硫酸、鉻酸或草酸溶液。,3. 電刷鍍 觀看動(dòng)畫,4.6 金屬的腐