电化学专题讲座
课件2：隔膜在电化学中的应用
[突破策略] 1．常见的隔膜 隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分 三类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许 H＋ 和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离 子通过。
三、分离、提纯某些物质 3．工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子 交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子 通过)，其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．阴极材料可以是 Fe，含氧酸根杂质不参与电极反应 B．该电解槽的阳极反应式为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．通电后，该电解槽阴极附近溶液的 pH 会逐渐减小 D．除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口 B 导出来
(3)质子交换膜，只允许 H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子 通过。 2．隔膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化 学反应。 (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
[专题训练] 一、隔离某些物质，防止发生反应 1．(2018·合肥质检)目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，阳(阴) 离子交换膜不允许阴(阳)离子通过。则下列叙述中错误的是( )
解析：选 C。与外加电源正极相连的是电解池的阳极，即 a 电 极是阳极，b 电极是阴极。由题意知阳极区的物质有 KOH、 KI、KIO3、H2O，阳极将发生失电子的氧化反应，失电子能力： I－>OH－>IO－3 ，故发生反应 I－－6e－＋6OH－===IO－3 ＋3H2O， 在阴极区 H＋(H2O)放电，6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－，电解 总反应式为 I－＋3H2O==电=解==IO3－＋3H2↑，故电解时 KOH 浓度 会增大；b 极区 OH－会通过 c 进入 a 极区，c 应为阴离子交换 膜。
电化学基础-PPT课件
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
专题讲座(六) 电解质介质和隔膜在电化学的作用(练)(原卷版)
专题讲座（六） 隔膜在电化学的作用第一部分：高考真题感悟1．（2020·海南·高考真题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A ．电池可用于乙醛的制备B ．b 电极为正极C ．电池工作时，a 电极附近pH 降低D ．a 电极的反应式为O 2+4e - -4H + =2H 2O2．（2020·山东·高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。
现以NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH 3COO -的溶液为例)。
下列说法错误的是A ．负极反应为 -+-322CH COO +2H O-8e =2CO +7HB ．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C ．当电路中转移1mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD ．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:13．（2020·山东·高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A ．阳极反应为222H O 4e 4H O -+-=+↑B ．电解一段时间后，阳极室的pH 未变C ．电解过程中，H +由a 极区向b 极区迁移D ．电解一段时间后，a 极生成的O 2与b 极反应的O 2等量4．（2021·天津·高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O 2生成，Fe 2O 3逐渐溶解，下列判断错误．．的是A ．a 是电源的负极B ．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C ．随着电解的进行，CuCl 2溶液浓度变大D ．当230.01mol Fe O 完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)5．（2022·山东·高考真题）设计如图装置回收金属钴。
基础电化学原理及技术系列讲座
t+=0.8 t-=0.2
15
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
电迁移小结
• 混合溶液 • 什么是电导率 • 电导率与什么有关系 • 离子淌度
• 迁移数
16
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
电迁移vs.扩散
• 扩散系数与淌度（Einstein关系式）
uRT D= zF
• 电导率与扩散系数（Nernst-Einstein关系式）
z F D l= RT
2
2
17
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
对流
• 物质随流动的液体而移动
– 密度差（浓度or温度）→ 自然对流 – 外加搅拌 → 强制对流
渠道式双电极电解池
壁射环盘电极电解池
18
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
对流
• 旋转圆（环）盘电极
i E
ilimt ilimt
界面处
•
高度->E
传质控制
动力学控制
电荷 >传质
7
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
传质三大形式
扩散+对流+电迁移
8
— 电化学原理及技术系列讲座第三讲 —
溶液中vs.界面上
• 不搅拌静止溶液对流=0
• 离电极较远 电迁移
扩散+电迁移 电迁移
• 电极表面薄层液体 扩散+电迁移 • 存在惰性电解质+表面 扩散 惰性电解质：
5e↗ ↘5e （b） 负 Pt/H2/ → +++++++/+ →/H2/Pt / - -/ - - - - - - / （c） Pt/H2/ +++++++ /→ + /H2/Pt / -←/ - - - - - -/
化学名师专题讲座9
C．通入空气的一极是正极，电极反应为： O2＋4e ===2O2
－ －
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
第九章 电化学基础
地理
【解析】
负极反应为 C4H10 － 26e － ＋ 13O2 － ===4CO2
＋5H2O，正极反应为O2＋4e－===2O2－，总反应为2C4H10＋ 13O2===8CO2＋10H2O，故O2－由正极移向负极。 【答案】 C
2 ===PbO2＋4H ＋SO 4 ，A项正确；由题给方程式可判断，
＋ －
当电路中转移0.2 mol，B项正确；
mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2
第九章 电化学基础
地理
电解池工作时，阴离子移向阳极，即d电极，故C项错 充电 误；因Ⅱ池反应为：2PbSO4＋2H2O ===== Pb＋PbO2＋ 2H2SO4，因此K闭合一段时间后，Ⅱ池可作为原电池对外 供电，其中析出的铅附着在c极上作负极，析出的PbO2附着 在d极上作正极，D项正确。
第九章 电化学基础
地理
一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入 丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶 体，在熔融状态下能传导O2 。下列对该燃料电池说法正确
－
的是 A．在熔融电解质中：O2 由负极移向正极
－
B．电池的总反应是： 2C4H10＋13O2＋16OH ===8CO2 3 ＋18H2O
－
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为 0.2 mol
－ C．K闭合时，Ⅱ中SO2 4 向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极 为正极
第九章 电化学基础
地理
专题讲座(六) 电解质介质和隔膜在电化学的作用(讲)(解析版)
专题讲座（六）电解质介质和隔膜在电化学的作用目录第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆第三部分：典型例题剖析高频考点1考查离子交换膜在原电池中的应用高频考点2考查离子交换膜在电解池中的应用高频考点3 考查介质在燃烧电池中的应用正文第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆知识点一电化学中的隔膜1．常见的离子交换膜离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。
使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。
2．离子交换膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量;防止引发不安全因素。
如在电解饱和食盐水中,利用阳离子交换膜,防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯;防止氯气与阴极产生的氢气混合发生爆炸。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。
该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H 2O 解离成H ＋和OH －并分别通过阳膜和阴膜，作为H ＋和OH －的离子源。
(4)用于物质的制备、分离、提纯等。
3．离子交换膜的类型(1)阳离子交换膜 (只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过)以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开①负极反应式：Zn－2e －===Zn 2＋ ②正极反应式：Cu 2＋＋2e －===Cu③Zn 2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)(2)阴离子交换膜 (只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过 以Pt 为电极电解淀粉KI 溶液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －②阳极反应式：2I －－2e －===I 2③阴极产生的OH －移向阳极与阳极产物反应：3I 2＋6OH －===IO －3＋5I －＋3H 2O④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)(3)质子交换膜 (只允许＋在微生物作用下电解有机废水(含CH 3COOH)，可获得清洁能源H 2①阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑②阳极反应式：CH 3COOH －8e －＋2H 2O===2CO 2↑＋8H ＋③阳极产生的H ＋通过质子交换膜移向阴极④H ＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)(4)电渗析法将含A n B m的废水再生为H n B和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，B n－为含氧酸根离子离子交换膜选择的依据：离子的定向移动。
应用电化学电化学理论基础PPT课件
利用电化学方法将废气中的氮氧化物转化为氮气和水等无害物质。
重金属离子回收技术展示
01
电镀废液处理
通过电解作用将废液中的重金属 离子还原为金属单质，实现重金 属的回收和废液的净化。
02
电池回收技术
03
电化学冶金技术
利用电化学方法将废旧电池中的 重金属离子提取出来，实现资源 的再利用。
通过电解作用从矿石或冶金废渣 中提取金属或其化合物，实现资 源的综合利用。
燃料电池类型
详细介绍质子交换膜燃料电池 （PEMFC）、固体氧化物燃料电池 （SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等 主流燃料电池的特点及应用领域。
锂离子电池工作原理及性能评估
锂离子电池工作原理
深入解析锂离子电池的充放电过程，包括锂离子在正负极之间的 嵌入和脱出机制。
电池性能评估指标
介绍锂离子电池性能评估的主要指标，如能量密度、功率密度、 循环寿命、安全性等。
迁移过程
离子在电场作用下的定向移动，形成 电流。
界面现象及双电层结构
界面现象
不同相之间的界面上发生的特殊现象，如吸附、润湿、电毛细现象 等。
双电层结构
电极与电解质溶液界面上的电荷分布结构，包括紧密层和分散层。 紧密层内电荷密度高，分散层内电荷密度逐渐降低。
02
应用电化学领域概述
能源转换与储存技术
06
总结回顾与拓展思考
关键知识点总结回顾
电化学基本概念
包括电解质、电极、电位等核心概念的定义与性 质。
电化学体系分析
介绍不同类型电化学体系的组成、工作原理及应 用，如原电池、电解池和腐蚀电池等。
电化学反应原理
阐述电化学反应的基本过程，包括电荷转移、物 质传递和界面反应等。
大学化学电化学思政教案
课程名称：大学化学授课对象：大学本科生授课学时：2学时教学目标：1. 知识目标：理解电化学基本概念、原理和规律，掌握原电池、电解池的工作原理和应用。
2. 能力目标：培养学生分析问题和解决问题的能力，提高实验操作技能。
3. 思政目标：通过电化学原理的学习，激发学生的爱国情怀，树立节约资源、保护环境的意识。
教学重点：1. 电化学基本概念和原理。
2. 原电池、电解池的工作原理和应用。
教学难点：1. 电化学原理在实际问题中的应用。
2. 电化学实验操作和数据分析。
教学过程：一、导入1. 结合当前我国新能源产业发展，简要介绍电化学在新能源领域的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 提出问题：什么是电化学？电化学在现实生活中有哪些应用？二、讲授新课1. 电化学基本概念：介绍电化学、原电池、电解池等基本概念。
2. 原电池原理：讲解原电池的构成、工作原理、电极反应和电动势等。
3. 电解池原理：讲解电解池的构成、工作原理、电极反应和电流效率等。
4. 电化学应用：介绍电化学在新能源、电镀、电池制造等领域的应用。
三、思政教育1. 结合我国新能源产业发展，引导学生思考电化学在节能减排、保护环境等方面的积极作用。
2. 引导学生认识到电化学技术对国家能源安全和经济发展的重要性，激发学生的爱国情怀。
3. 强调节约资源、保护环境的重要性，培养学生的社会责任感。
四、课堂小结1. 总结本节课所学内容，回顾电化学基本概念、原理和应用。
2. 强调电化学在新能源、环保等领域的重要作用，培养学生的环保意识。
五、作业布置1. 阅读教材相关章节，巩固电化学基本概念和原理。
2. 查阅资料，了解电化学在新能源领域的最新研究进展。
教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题等。
2. 实验操作：评价学生在实验课中的操作技能和实验数据处理的准确性。
3. 思政教育效果：通过课堂讨论、作业等形式，了解学生对电化学应用、环保等方面的认识。
电化学基础专题讲座
知识点要求
1. 了解原电池、电解池的工作原理，了解常见化 学电源的种类及其工作原理。 2．能写出电极反应式和电池反应式。 3．了解电解原理的实际应用。 4．理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的 危害及防止金属腐蚀的措施。
重点知识整合
一、原电池、电解池电极反应式及总反应式的书写
分析电极材料
【例 3】 (2010·江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统
原理示意图。下列说法正确的是
(C )
A．该系统中只存在 3 种形式的能量转化 B．装置 Y 中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－
===4OH－ C．装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能
1．只有氧化还原反应才有电子的得失，只有自发 的氧化还原反应才可能被设计成原电池如 Fe＋Cu2＋ ===Fe2＋＋Cu，非自发氧化还原反应可能被设计成电
电解 解池如 Cu＋2H2O ===== Cu(OH)2＋H2↑。
[例6] (2010·北京理综)下列有关钢铁腐蚀与防
护的说法正确的是( B )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐 蚀
D ． 钢 铁 发 生 析 氢 腐 蚀 时 ， 负 极 反 应 是 Fe － 3e － ===Fe3＋
惰性电极电解规律：
类型 电极反应特点
实例
电解 电解质 对象 浓度
PH
电解质溶 液复原
电解 水型
阴:4H++4e-=2H2↑ NaOH
阳:4OH--4e-
H2SO4
水
=O2↑+2H2O
第18次全国电化学会议通知
会议注册费请汇至：
户 名、开户行、帐 号：待定（请关注会议网站上面的通知） 注：请在汇款时务必注明“第十八届全国电化学大会注册费+姓名+单位名称”，并将汇款存
根保留，便于报到时查验。同时，请将汇款存根复印件传真或发电子邮件给
（2） 该回执请于 6 月 10 日前发送至： chengxinqun@。
2. 电化学原位研究方法 ………………… 高云智（教 授）/ 哈尔滨工业大学
3. 电极材料结构解析……………………… 谷 林（研究员）/中科院物理研究所
4. 电化学实验技术………………………… 周志有（教 授）/ 厦门大学
培训地点：哈尔滨工业大学第二校区
培训时间：2015 年 8 月 7 日 8:30~17:00
第十八届全国电化学大会
第十八届全国电化学大会
第二轮通知
第十八届全国电化学大会将于2015年8月7日 ~ 8月11日在黑龙江省哈尔滨市召开。本次 大会由中国电化学会主办，哈尔滨工业大学承办，黑龙江大学协办，本届大会的主题是“支 撑未来能源发展的电化学”。
本届大会围绕电化学科学和技术发展中的基础、应用和前沿问题，全面展示中国电化学 领域所取得的最新研究进展和成果，深入探讨电化学领域所面临的机遇、挑战和未来发展方 向，推动中国电化学学科的发展和进步，加强科研合作和技术转化，促进电化学科学与技术 在能源、环境、材料等重要领域的应用。届时将邀请国内外从事电化学及其相关领域的基础 研究与应用开发、仪器研制以及产业界的同仁共聚美丽的哈尔滨，交流和展示最新成果。
大会将于 2015 年 8 月 7 日（星期五）全天举办电化学专题讲座。
《电化学极化》课件
极化电化学极化
极化电化学极化
金属电极表面或其它电极表面的反应会引起电极电 势的变化，进而影响电极表面的电化学反应。
极化曲线
极化曲线是一种为研究极化电化学现象而设计的图 形方法，通常用于研究一些电化学系统的行为。
电化学极化的影响因素
1
温度
温度升高会加速化学反应速率和电化学反应速率，这可能会影响电化学极化的贡 献。
结论
1 电化学极化的重要性
电化学极化是一种普遍存在于各种电化学系 统中的现象，并在不同领域的工业和科学应 用中发挥着重要作用。
2 电化学极化的未来研究方向
了解电化学极化现象和探讨电化学极化现象 的具体机制和影响因素，对于发展和改进各 种电化学技术具有极其重要的意义。
极化电化学极化
当某一组分在电极表面吸附或反应产生较强的电场时，它将影响周围电极的电化学行为。
双电层电化学极化
1
电位阶跃
当电极处于浓度不同的电解质溶液之间时，会发生电位阶跃。
2
电荷分布
双电层电化学极化的贡献主要来自于电荷分布的形成，它可以影响电极电势和反 应动力学。
3
评估方式
一些电化学实验技术，如循环伏安法和交流阻抗谱法，可以用来评估双电层电化 学极化的贡献。
2
电解质浓度
电解质浓度的变化可以改变电极反应速率和平衡常数，从而影响电化学极化的贡 献。
3
电极材料
电极材料的选择可以影响电荷转移机制和反应动力学，进而影响电极极化的行为。
电化学极化的应用
阴极保护
电化学极化被广泛应用于金属材料的阴极保护，包括在船舶、建筑、管道和化工设备中。
金属腐蚀分析
电化学极化可以用于分析金属腐蚀表面和腐蚀产物的属性和行为。
高中化学课件：离子隔膜在电化学中的应用(课件)
种类
阴离子交换膜 (只允许阴离子 和水分子通过)
装置图
以Pt为电极电解淀粉KI溶 液，制备碘酸钾，中间用 阴离子交换膜隔开
说明
①阴极反应式： 2H2O＋2e－= H2↑＋2OH－ ②阳极反应式： 2I－－2e－=I2 ③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：
3I2＋6OH－=IO3－＋5I－＋3H2O ④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池 阳 极( 或原电池的 负 极)
阴离子膜
两端电解质的酸碱减弱， 溶质成分发生改变
二、重温经典
例2：（2022全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子 选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42－ 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
➫解析
深入思考：离子选择膜的种类
SO42-
K+
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 ×
一、知识重构
2.双液电池-盐桥 对盐桥的深入认识 （1）盐桥中琼胶的作用：控制离子流速，防止过早失效。 （2）用饱和氯化钾的原因：K+和Cl－迁移速率接近，且不发生化学反应。 （3）盐桥使用一段时间需要更换，恢复的方式是放入饱和氯化钾溶液中。
一、知识重构
2.双液电池-盐桥
例：（2020全国）验证不同化合价铁的氧化还 原能力，利用下列电池装置进行实验。电池装置 中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳 离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁 移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥 中应选择_____K__C_l____作为电解质。
B. 放电时NaCl溶液的pH减小 C. 放电时NaCl溶液的浓度增大
√
D. 每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g
腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论
阴极极化
金属在阴极处发生的电化学反应，保护金属免受 腐蚀。
极化的基本概念
极化是指金属表面腐蚀电流密度与其在无腐蚀环境中的理论电流密度之间的差异。
1 腐蚀电流密度
2 理论电流密度
金属在腐蚀环境中的实际电流密度。
金属在无腐蚀环境中的理论电流密度。
极化的分类
极化可以根据其形成原因和机制进行分类。
浓度极化
混合电位的产生是由于混合腐蚀介质中的不同化学物质对金属表面的影响不同。
腐蚀速率差异
不同化学物质对金属表面腐蚀速率的影响不 同。
电化学反应差异
不同化学物质对金属表面电化学反应的影响 不同。
腐蚀电化学原理课件第3 章极化与混合电位理论
腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论将介绍极化现象的基本概念、 分类和机理，以及混合电位理论的定义和产生原因。
极化现象简介
极化现象是指金属在腐蚀环境中出现的一系列电化学反应，包括阳极极化和阴极极化。
阳极极化
金属在阳极处发生的电化学反应，导致金属表面 被腐蚀。
由于腐蚀环境中的溶液浓 度差异导致的极化现象。
激活极化
由于金属表面的电化学反 应活化能差异导致的极化 现象。Fra bibliotek阻抗极化
由于金属表面腐蚀产物的 电子传导和离子扩散阻抗 导致的极化现象。
极化现象的机理
极化现象的发生是由于腐蚀环境中的化学物质对金属表面的吸附和电化学反应。
1
吸附
腐蚀环境中的化学物质吸附到金属表面。
2
电化学反应
吸附物质参与金属的电化学反应。
3
电荷转移
电荷在金属表面和腐蚀环境中进行转移。
混合电位理论简介
混合电位理论是一种将金属在不同腐蚀环境中的电化学反应进行综合分析的 理论模型。
7 专题讲座三 “隔膜”原电池、电解池模型
专题讲座三“隔膜”原电池、电解池模型1．常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。
离子交换膜分四类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH－和其他阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(4)双极性膜，膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。
2．隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3．隔膜的选择依据：离子的定向移动。
4．隔膜的应用5．多室电解池的类型多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室等，以达到浓缩、净化、提纯以及电化学合成的目的。
(1)两室电解池以惰性电极电解一定浓度的Na2CO3溶液为例，其原理如图所示：①电极名称的判断：根据“阴阳相吸”判断，Na＋移向的乙电极是阴极；根据“阳极放氧生酸”判断，左侧有氧气生成的甲电极是阳极。
②电极反应式的书写：右侧阴极区电解液为稀氢氧化钠溶液，根据“阴极放氢生碱”，得4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，A为氢气；左侧阳极区电解液为碳酸钠溶液，根据“阳极放氧生酸”，且H＋会与CO2－3结合生成HCO－3：2H2O－4e－＋4CO2－3 ===O2↑＋4HCO－3。
(1)含离子交换膜的电解池的最大优点是能自动把产品(如该电解池产生的NaOH和NaHCO3)分离开，从而降低分离提纯成本。
(2)“阴阳相吸”是很多化学反应的微观基础。
“阴阳相吸”的含义：①阴离子与阳离子相互吸引并发生迁移；②阴极吸引电解液中的阳离子，阳极吸引电解液中的阴离子，并使阳离子与阴离子发生定向移动；③正极吸引自由电子，使电子通过导线由负极定向移动到正极。
电化学保护技术及其应用第三讲牺牲阳极
型 A l2Zn2In2Sn 2. 2～ 5. 2 0. 020～ 0. 045
-
A l2Zn2In2Si 5. 5～ 7. 0 0. 025～ 0. 035
-
0. 018～ 0. 035 -
-
-
-
≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
- 0. 10～ 0. 15 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
极化率低, 单位重量发生电量大, 是牺牲阳极的理想 材料, 但是它致命的不足是电流效率低, 一般只有 50% 左右。 镁阳极的电位与钢铁的保护电位差高达 0. 6V 以上, 因此保护半径大, 适用于电阻率较高的 土壤和淡水中金属的保护。
镁和镁合金牺牲阳极有三大系列: 高纯镁、M g2 M n 合金和M g2A l2Zn2M n 合金。它们的成分和性能 分别列于表 2、3。
0. 82
≥95 ≥0. 78 11. 23 ≥65 0. 53 ≤17. 25
阳极类别 高纯 Zn Zn2A l2Cd
Al
< 0. 005 0. 3～ 0. 6
表 4 锌阳极的化学成分 (% ) [4]
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高三化学电化学专题复习知识框架化学电池化学能转变为电能原电池金属的电化学腐蚀（自发进行）氧化还原反应——能量变化电解电解质溶液电解池电镀、铜的精炼电能转变为化学能电解法冶练金属（外界能量推动、自发或不自发）一、原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例原理负极：较活泼金属；失去电子；发生氧化反应；（阳极）正极：较不活泼金属(或非金属C石墨)；电子流入的一极；发生还原反应；（阴极）阴极：与电源负极相连的极；发生还原反应。
阳极：与电源正极相连的极；发生氧化反应。
形成条件①活动性不同的两电极（连接）；②电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）；③形成闭合回路。
①两电极接直流电源；②两电极插入电解质溶液（水溶液或熔化态）；③电极（惰性或非惰性）；○4形成闭合回路。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。
由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）正极：Cu2++2e-=Cu（还原反应）阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）阳极：2Cl--2e-= Cl2↑ （氧化反应）导电外电路：电子由负极→正极溶液中：阳离子→正极阴离子→负极外电路：电子由负极→阴极阳极→正极溶液中：阴离子→阳极，阳离子→阴极能量转化将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用①抗金属的电化学腐蚀；②各种一次、二次电池。
①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。
二、原电池电极反应式和总反应式的书写：书写方法：“对于复杂的原电池反应考试往往是已知的”（1）找出化合价变价的一组元素，由此判断正负极；（负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应）；（2）判断电解质溶液的酸碱性（或是熔融氧化物/碳酸盐）；（3）根据化合价的升降数确定得或失的电子数；（4）根据电解质溶液，利用电解质溶液中存在的离子平衡电荷；（5）根据电解质溶液，完成原子守恒；普通电池：（锌锰干电池、铅酸蓄电池）1．（2016•大连校级模拟）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。
有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2O Fe（OH）2+Ni(OH)2。
书写电极方程式并判断电极负极pH值变化：（1）此电池放电时，负极的电极反应式是____________________________________________________。
（2）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。
（3）此电池充电时，阳极的电极反应式是___________________________________________________。
2. 以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池。
Al+3NiO(OH)+H2O+NaOH NaAlO2+3Ni(OH)2。
书写电极方程式并判断电极负极pH值变化：（1）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。
（2）此电池充电时，阳极的电极反应式是_____________________________________________________。
3.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。
3Zn+ 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH（1）此电池放电时，负极的电极反应式是____________________________________________________。
（2）此电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________________________。
（3）此电池充电时，阳极的电极反应式是___________________________________________________。
燃料电池：可燃物~O2燃料电池（可燃物作负极，氧气/空气作正极），四种电解质溶液类型：（1）碱性电解质：O2 + 4e- +2H2O = 4OH- （2）酸性电解质：O2 + 4e- +4H+ =2H2O（3）熔融金属氧化物：O2 + 4e- = 2O2- （4）熔融碳酸盐：O2 + 4e- +2CO2= 2CO32-4.以甲醇燃料电池为例，书写四种电解质溶液环境下的电极方程式：[练习]科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。
如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入C3H8空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2－。
(1)c电极通入的物质为________。
(2)d电极上的电极反应式为____________________________________。
图解原电池题目：（电子流向、阴阳离子迁移、pH值变化、电极方程式）5.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图如右图所示。
则电池工作时的负极反应为：；6. 以甲烷为燃料的燃料电池的结构示意图如下左图所示。
则电池工作时，负极反应为：；7.有一甲醇燃料电池，其结构示意图如上右图所示，则：(1)该电池工作时，b口通入的物质为，c口通入的物质为。
(2)该电池负极的电极反应式为。
(3)工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有N A个电子转移。
8.某电化学气敏传感器如右图所示，可用于监测环境中NH3的含量。
①电流由极流向极；②溶液中OH-向电极(填a或b)移动；③反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为；④工作过程中，a极附近pH值(降低或升高)；⑤a极的电极反应方程式为：。
9.右图所示是一种酸性燃料电池作为酒精检测仪，可以通过电化学反应，在液晶显示屏显示数值，从而检测酒精含量。
当有2.24L(标况下)O2参与反应时，电路中通过的电子数为N A,此时，有mol C2H5OH通过检测器，同时有mol H+穿过交换膜；该电池的负极反应式为。
10.通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下：①Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式: 。
11.一种尿素燃料电池结构如下图所示。
其工作时负极的电极反应式可表示为：。
12.一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是A．a电极发生还原反应，做原电池的正极B．b电极反应式为：2NO3－＋10e－＋12H+＝N2↑＋6H2OC．H+由右室通过质子交换膜进入左室D．标况下，电路中产生6moLCO2同时产生22.4L的N213.(2012·四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。
下列有关说法正确的是A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－14．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。
下列正确的是①通入CH4的电极为正极②正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－③通入CH4的电极反应式为CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O④负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动A．①③⑤B．②④⑥C．④⑤⑥D．①②③➢盐桥电池15.(2015·天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡16.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是()A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极➢锂电池：（简单锂电池，复杂锂电池）(1)金属Li单质一定是负极：负极反应：Li- e- == Li+(2)电解质溶液：通常是聚合物电解质，只传导Li+，一般不能是水溶液，否则会膨胀爆炸；(3)简单锂电池：单纯Li单质作负极，高价态氧化物等(MnO2, CoO2, FePO4)作正极；(4)复杂锂电池：层状结构的石墨作为Li单质的载体，负极材料表示为：LiCn 或LixCn正极材料表示为：CoO2或Li1-X CoO21. Li-MnO2 / FePO4 / SOCl22.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。
电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
3.某种聚合物锂离子电池放电时的反应为CoO2 + LiC6 == 6C + LiCoO2。
书写放电时正负极电极反应方程式：4.某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1-x CoO2 + Li x C6 == 6C + LiCoO2，其电池如图所示。
下列说法不正确的是：A．放电时，Li x C6发生氧化反应B．充电时，Li+通过阳离子交换膜从左向右移动C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连D．放电时，电池的正极反应为Li l-x CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2【锂电池练习】1．（2015•路桥区模拟）随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。
特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（LiCoO2）电池，其工作原理如图，A 极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式：Li x C6+Li1﹣x CoO2C6+LiCoO2。
下列说法不正确的是（）A．充电时Li+从右边流向左边B．放电时，正极锂的化合价未发生改变C．充电时B作阳极，该电极放电时的电极反应式为：Li1﹣x CoO2+xLi++xe﹣=LiCoO2D．废旧钴酸锂（LiCoO2）电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收2．（2015•赤峰校级模拟）锂空气电池放电时的工作原理如图所示．下列叙述正确的是（）A．放电时Li+由B极向A极移动B．电池放电反应为4Li+O2+2H2O=4LiOHC．正极反应式为O2+4H++4e﹣=2H2O D．电解液a可以为LiCl溶液3．（2015•陕西三模）锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池，电池总反应式为V2O5+xLi═Li x V2O5，下列说法不正确的是（）A．向外供电时，锂离子向负极移动B．负极上反应的物质是锂，正极上反应的物质是V2O5 C．正极的电极反应为：V2O5+xe﹣+xLi+═Li x V2O5 D．负极的电极反应为：xLi﹣xe﹣═xLi+4．（2015•安徽模拟）新一代锂电池的反应为：FePO4+Li LiFePO4该电池可用于电动汽车，其以含Li+的导电固体为电解质．下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）A．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e﹣═LiFePO4 B．充电时LiFePO4只发生氧化反应不发生还原反应C．充电过程中，电池正极材料的质量增加D．加入硫酸可以提高电解质的导电性5.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。