第 六 章 第二讲 电化学基础(二)
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电化学基础知识点总结装置特点：化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极；形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；原③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。
池基本概念：正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。
原电极反应方程式：电极反应、总反应。
理失e-,沿导线传递，有电流产生氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理： Zn-2e-=Zn2+不溶阳2H ++2e-=2H 2↑移断解离电解质溶液子向电极反应：负极（锌筒） Zn-2e-=Zn2+正极（石墨） 2NH 4++2e-=2NH 3+H2↑①、普通锌——锰干电池总反应： Zn+2NH 4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池：电解质溶液：糊状的NH4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。
正极（ PbO2） PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O负极（ Pb）Pb+SO42--2e-=PbSO4铅蓄电池：总反应：PbO2+Pb+2H2 SO4放电充电2PbSO4+2H2O电解液： 1.25g/cm3~1.28g/cm3的 H 2SO4溶液蓄电池特点：电压稳定。
化Ⅰ、镍——镉（ Ni —— Cd）可充电电池；学电其它蓄电池Cd+2NiO(OH)+2H 2 O放电Cd(OH)2+2Ni(OH) 2源放电 `简Ⅱ、银锌蓄电池介锂电池①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时燃料电极反应产物不断排出电池。
电池②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极： 2H2 +2OH--222O+4e-=4OH--4e =4H O ；正极： O +2H③、氢氧燃料电池：总反应： O2 +2H2 =2H2O特点：转化率高，持续使用，无污染。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子和化学反应之间相互转化关系的学科，它在能源储存和转换、环境保护、生物医学等领域有着广泛的应用。
为了更好地理解和应用电化学，有必要对其基础知识点进行总结和掌握。
第一，电解质与离子溶解。
当电解质溶解在溶液中时，其分子会分解成离子，这个过程被称为电解质离解。
离解度是指电解质离解成离子的程度，它受到温度、浓度、溶剂性质和离子电荷等因素的影响。
第二，电池和电解槽。
电池是一种将化学能转化为电能的装置，它由两个不同的电极和浸泡在电解质中的电解槽组成。
在电池中，氧化还原反应的发生使得电子从负极流向正极，形成电流。
第三，标准氢电极和电位。
标准氢电极是电化学中的参考电极，它的电位被定义为零。
其他电极与标准氢电极的电位差被称为电极电势，用来描述电极的还原或氧化能力。
电极电势可以通过测量半电池的电动势得到，通过这种方法可以确定不同反应的相对活性。
第四，电解过程与析气。
在电解过程中，电流通过电解质溶液，引发溶液中的离子发生化学反应。
特别是在产生气体的情况下，溶液的体积会随着时间的推移而发生变化。
这种现象被称为析气，需要根据反应物的物质量和物理性质计算气体的生成量。
第五，伏安法和电化学计量。
伏安法是一种常用的电化学分析技术，它通过测量电流与电压之间的关系来确定溶液中的物质浓度。
电化学计量是利用电化学技术进行量化分析的方法，它可以用于测定溶液中的物质的浓度、判断反应的速率和反应机理等。
第六，电化学动力学和电化学反应速率。
电化学动力学研究电化学反应的速率、速率常数和反应机理等，它涉及到电荷传输、质量传输以及反应步骤的机理。
电化学反应速率取决于反应物的浓度、温度、电极材料和反应机理等因素。
以上是电化学的基础知识点的简要总结。
电化学作为一门重要的学科，为我们解决能源和环境等问题提供了新的思路和方法。
通过深入学习和掌握这些知识点，我们可以更好地理解电化学的原理和应用，为研究和开发新的电化学技术提供了基础。
电化学知识点总结
电化学知识点总结一、电化学基础1. 电化学的基本概念电化学是研究电化学反应的科学，它涉及到电流和电势的关系，以及在电化学反应中的能量转换和催化作用。
电化学反应通常发生在电极上，电化学反应的方向与电流的流动方向相反。
2. 电化学的基本原理电化学的基本原理包括电极反应、电解、电荷传递和能量转换等。
在电池中，通过氧化还原反应产生的电能被转化为化学能，进而转化为电能，从而产生电流。
3. 电化学的基本参数电化学的基本参数包括电压、电流、电解、电极电势、电导率、离子迁移速率等。
这些参数是电化学研究的基础，也是电化学应用的基本原理。
二、电化学反应1. 电化学反应的基本类型电化学反应包括氧化还原反应、电解反应、电化学合成反应等。
氧化还原反应是电化学反应中最常见的一种，它涉及到电子的转移，产生电压和电流。
电解反应是电化学反应中电流通过电解质溶液时发生的反应，通常涉及到离子的迁移和溶液中的化学反应。
电化学合成反应是指利用电能进行化学合成反应，通常包括电极合成和电解合成两种方式。
2. 电化学反应的热力学和动力学电化学反应的热力学和动力学是电化学研究的重要内容。
热力学研究电化学反应的热能转化和热能产生的条件，动力学研究电化学反应的速率和电化学动力学理论。
三、电化学动力学1. 电化学反应速率电化学反应速率是指单位时间内电化学反应所产生的物质的变化量。
电化学反应速率与电流和电压密切相关，它是电化学反应动力学研究的关键之一。
2. 催化作用催化作用是指通过催化剂来提高电化学反应速率的现象。
催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，通常在电化学反应中有着重要的应用。
3. 双电层理论双电层是电极表面和电解质溶液之间的一个电荷层，它对电化学反应速率有着重要的影响。
双电层理论是电化学研究的重要理论之一，它涉及到电极和电解质溶液中的电位差和电荷分布。
4. 交换电流交换电流是指在电化学反应中与电流方向相反的电流，它是电化学反应速率的一个重要参数，也是电化学动力学研究的重要内容。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。
它是物理学和化学的交叉学科，在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。
以下是电化学的基础知识点总结：1. 电化学反应：- 氧化还原反应（简称氧化反应和还原反应），是电化学最基本的反应类型，涉及原子、离子或分子的电荷变化。
- 氧化是指某物质失去电子，还原是指某物质获得电子。
2. 电池原理：- 电池是将化学能转化为电能的装置，由两个电极（阳极和阴极）和电解质组成。
阳极是发生氧化反应的地方，阴极是发生还原反应的地方。
- 在电池中，化学反应产生的电荷通过外部电路流动，从而形成电流。
3. 电解：- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。
在电解槽中，正极是阴离子的聚集地，负极是阳离子的聚集地，而正负极之间的电解液是导电介质。
- 在电解过程中，正负电极上的反应是有差别的，称之为阳极反应和阴极反应。
4. 电解质：- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。
电解质可以是离子化合物，如盐和酸，也可以是离子溶剂如水。
- 强电解质能够完全离解成离子，而弱电解质只有一小部分离解成离子。
5. 电动势：- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力，通常用电压表示。
- 在标准状态下，标准电动势是指正极与负极之间的电压差。
它与化学反应的自由能变化有关，可以通过标准电动势表进行查阅。
6. 极化现象：- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。
- 有两种类型的极化：浓差极化和活化极化。
浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候，活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。
7. 电信号：- 在电化学中，电伏是电势大小的基本单位。
它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。
- 电流是电荷通过导体的速率，单位是安培。
- 除了电伏和电流之外，还有许多其他电信号，例如电阻、电导率和电容。
8. 电化学测量方法：- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子与离子在电解质溶液中的相互转移和相互作用的科学。
它涉及电荷的移动和化学反应的同时发生。
在电化学中，我们主要关注两个方面的过程：电化学反应和电化学细胞。
1. 电化学反应电化学反应是指在外加电势的作用下，电子和离子之间发生的氧化还原反应。
电化学反应包括两个基本过程：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子或氢离子，而还原则是指物质获得电子或氢离子。
在电化学反应中，常常涉及到电极反应和电解质的离子浓度变化。
2. 电化学细胞电化学细胞是一种将化学能转化为电能的装置。
它包括两个半电池：一个作为阳极，用于氧化反应；另一个作为阴极，用于还原反应。
两个半电池通过电解质溶液或电解质桥相连，并且在外部连接一个电路，使电子能够在阳极和阴极之间流动。
这个电路就是外部电路，而电解质溶液或电解质桥则是内部电路。
电化学细胞产生的电势差可以用来驱动电子在电路中进行功的转化。
3. 电化学基础概念在电化学中，有一些基本概念需要了解。
（1）电极：电极是电化学反应发生的场所。
它包括两种类型：阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方，电子从阳极流出；而阴极是发生还原反应的地方，电子流入阴极。
（2）电位：电位是指在标准状态下，电解质溶液中某个电极的电势相对于标准氢电极的差异。
标准氢电极的电势被定义为0V，其他电极相对于标准氢电极具有正负的电势。
（3）电解质：电解质是能够在溶液中分解出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质，具体取决于它们在溶液中的离解程度。
（4）电导率：电导率是指电解质溶液中离子传导电流的能力。
电导率高的溶液具有更好的导电性能。
4. 电化学技术和应用电化学不仅是一门基础科学，还在许多领域中有广泛的应用。
（1）电解：电解是指利用电流将化合物分解为离子的过程。
电解在电解制备金属、电镀、电解解析等方面有着重要的应用。
（3）蓄电池：蓄电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它具有可充电性，常用于储存和提供电能。
《电化学基础 》课件
电化学基础是研究电化学原理与应用的基础知识。电化学研究从化学反应中 产生电压、电流和电功率之间的相互作用，为科学和工业界提供了广泛的应 用。
定义
1 电化学
电化学是研究电流、电 势和电解过程中化学反 应的分支领域。
2 电感耦合
一个电子器件、传感器 或转换器用磁性耦合原 理将信号从一个电路传 送到另一个电路。
应用案例
1
节能灯
电化学领域的典型应用之一，催化层的材料选择是节能灯的成本决定因素。
2
肝素
肝素制备的中间体是一种糖，用电化学方法可以制备这种糖。
3
锂离子电池
锂离子电池正极材料由氧化物和其他元素经过多次烧结制备而成。
学习方法
1 精读重点内容
化学和物理的基础课程 是学习电化学重要的基 础。
2 参加相关学术会议
电化学池
可控制体系内离子的浓度，以适用于电化学 研究。
扫描电子显微镜
可通过成像和分析的手段观察样品形态、尺 寸、形貌等信息。
反应动力学
反应速率
电极反应性能
电化学反应速率可能受到温度、 电流密度、电极表面等因素的 影响。
电极表面材料和形貌会影响反 应动力学。
动力学基础
对电分析反应进行研究，可为 其他电化学研究领域提供理论 基础。
3 电池
一种能将化学能转化为 电能的设备。
重要性
能源
电化学研究为制造更高效、更 环保的能源提供了理论基础。
医学
电化学技术在医学领域中有潜 在的广阔应用领域。
电子产品
电化学原理及材料，如半导体、 电容器等，应用广泛于电子产 品中。
交通运输
电化学技术正在推动电动汽车 和混合动力汽车的发展。
第二讲 电化学基础教师版
第二讲电化学基础考纲要求：1、了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式；2、了解常见化学电源的种类及其工作原理；3、了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式；4、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施；考情分析：电化学从考查的知识点层面上讲，还是考查原电池原理、电解池原理，正极、负极、阳极、阴极的电极方程式的书写、总电极方程式的书写、电子转移的方向和数目及溶液的酸碱性变化。
电化学腐蚀及一般防腐蚀方法等问题，同时也会出现涉及新能源、环境保护、工业生产等热点问题近五年全国新课标I高考真题12年新课标I26．（14分）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4。
与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
答案：FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-；2FeO42-+8H2O+3Zn= 2Fe(OH)3+ 3Zn(OH)3+4OH-36．[化学—选修2化学与技术]由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）炼制精铜的工艺流程示意图如下：（3）粗铜的电解精炼如右图所示。
在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极____（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为______；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_____。
答案：c；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入电解液中13年新课标I10．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。
大一电化学基础知识点总结
大一电化学基础知识点总结在大一的电化学课程中，我们学习了许多基础知识点，这些知识点是我们进一步研究和深入了解电化学领域的基础。
下面是对其中的一些重要知识点的总结。
第一部分：电化学基础1. 电化学的定义和应用范围电化学是研究电能和化学能之间相互转化的学科，广泛应用于能源领域、材料科学、环境科学等领域。
2. 电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置。
分为原电池和电解池两类，其中原电池产生电流，而电解池则通过外加电流进行化学反应。
3. 电极和电解质电极是与电解液接触的导电材料，根据其与电解液的化学反应特性可分为阳极和阴极。
电解质是导电固体或溶液，通过提供离子来维持电解质中的电荷平衡。
第二部分：电化学反应1. 电解和电沉积电解是通过外加电流将化学反应进行到非自发方向，电沉积则是通过电解将金属离子还原为金属。
2. 氧化还原反应氧化还原反应是电化学中最主要的反应类型，它涉及物质的电子转移。
氧化是指失去电子，还原是指获得电子。
3. 极化和电化学动力学极化是电化学反应中由于电流通过电极引起的电势变化。
电化学动力学是研究电化学反应速率和机理的科学。
第三部分：电化学测量1. 电位和电动势电位是指电化学系统的静电能相对于基准点的差异，电动势则是指电化学电池的电能与化学能之间的转化关系。
2. 电导和电导率电导是指材料导电性的物理量，用来描述电流通过材料的能力。
电导率是电解质溶液中离子和电流浓度的关系。
3. 极化曲线和伏安曲线极化曲线描述了电化学电池电流与电势之间的关系，伏安曲线则是描述电化学电池电压和电流之间的关系。
第四部分：电解和电化学反应机制1. 电解性质和电解过程电解性质是物质是否能够被电解分解的性质，电解过程是电解分解的化学反应机制。
2. 氧化还原电位和标准电极电位氧化还原电位是衡量氧化还原反应进行程度的物理量，标准电极电位是指某种氧化还原电极与标准氢电极之间的电位差。
3. 催化和电催化反应催化是指通过改变反应机制或降低反应能垒来加速化学反应的方法。
《优化指导》化学总复习(人教)配套讲义：第六章 基础课2原电池化学电源 含答案
基础课2原电池化学电源考点一原电池的工作原理1．原电池的概念和反应本质原电池是把__化学__能转化为__电__能的装置，其反应的本质是__氧化还原反应__.2．工作原理以铜锌原电池为例电极名称负极正极点拨：（1）盐桥的组成：盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻.(2）盐桥的作用：①连接内电路,形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
3．构成条件（1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应）.(2）二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。
(1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(√)(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强(×)（3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应(×）(4）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生（×）（5）原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×）(6）两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(×)错误!1．有关电化学知识的描述正确的是（)A．CaO＋H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3）2＋2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池解析:选D CaO＋H2O===Ca(OH）2不是氧化还原反应；KCl 和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电流在电解液中的运动规律以及电化学反应的学科。
以下是电化学的基础知识点总结：1.电池：电池是电化学能转化为电能的装置。
常见的电池包括原电池和干电池。
原电池是由两种不同金属和电解质构成的，可以产生电流。
干电池是一种闭合系统，可以将化学能转化为电能，并提供给外部电路使用。
2.电解质：电解质是指在溶液中能够形成离子的化合物。
电解质可以是无机物如盐和酸，也可以是有机物如醇和酸。
电解质的溶解度和电导率与温度有关，通常在较高温度下更容易溶解和导电。
3.电极：电极是电化学反应发生的地方，分为阳极和阴极。
阳极是电子流从电池内部进入电解质的地方，阴极则是电流离开电解质进入电池的地方。
电极的选择取决于具体电化学反应的需求。
4.电势：电势是电极与标准氢电极之间的电压差，用来表示电化学系统的电力水平。
标准氢电极被定义为电势为0。
电势的单位是伏特（V）。
5.动力学：动力学研究电化学过程的速率和机理。
一个重要的概念是过电势，它是电极电位与平衡电位之间的差异。
过电势与反应速率成正比。
6.法拉第定律：法拉第定律描述了电解过程中的电荷传递与物质转化之间的关系。
根据法拉第定律，电流的大小与产生的产物的数量之间存在一定的关系。
7.电解：电解是指通过外加电压将离子溶解在电解液中进行电荷转移的过程。
阳极上的离子发生氧化反应，阴极上的离子发生还原反应。
8.电容：电容是指储存电荷的能力。
它是一个由两个导体之间的电介质隔开的装置。
电容的单位是法拉（F）。
9.电化学平衡：当电化学反应的正向和反向反应速率相等时，电化学平衡就达到了。
在电化学平衡时，没有电流通过电解池。
10.腐蚀：腐蚀是一种电化学过程，金属在与环境中的反应中失去电子。
腐蚀可以通过涂层和阴极保护等方法进行控制。
11.电解池：电解池是研究电化学过程的实验装置。
它由两个电极和一个电解液组成，电流在其中流动。
12.远离平衡条件：当电解电池的电流大于理论上的最大电流时，系统就远离了平衡条件。
电化学基础知识
原电池原理及其应用
系 其原 应电 用池 知原 识理 体及
原电池原理 构成原电池条件 原电池原理的应用 金属的腐蚀及其防护
负极：Zn － 2e－ = Zn2+ 正极： 2H+ + 2e－ = H2↑ Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑
图中由_锌__和__锌__盐____ 组成锌半电池， 由_铜__和__铜_盐____组成 铜半电池， 中间通过__盐__桥__连接 起来组成铜锌原电池. 4、该电池的 负极材料是__锌___；
料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就
会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
1) “热敷袋”是利用铁被氧化
放出热量。
2)炭粉的主要作用是 作原电池的正极
。
3)加入氯化钠的主要作用是 氯化钠溶于水形成电解。质溶液
4) “热敷袋”工作原理是 _铁__、__炭__粉__和__氯__化__钠__溶__液__组__成__原__电__池__加__速___铁__的__氧_。化
10、金属的腐蚀与防护
• (3)外电路中的电子是从 铜 电极流向银 电极。
电化学复习第二课时
• 依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)+Fe(s)==Fe2+(aq)+2Ag(s)
• 设计的原电池。 • (1)标明电极材料的名称及电解质溶液成分 • (2)写出电极反应式 • (3)标明外电路中的电子流向
• 依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)+Fe(s)==Fe2+(aq)+2Ag(s)
例4：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活 泼性强的是（ C ） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙 溶解，甲上有H2气放出；
第六章电化学基础
MnO2 + 2H2O MnO2 + 4OH-
第六章电化学基础
6.3 原电池
将一个氧化还原反应（ redox reaction ）的两个半反应 拆开进行，就可构成一个电池。
反应：Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) ΔGq(298.15K) = -212.55 kJ·mol-1
Q = nzF
其中： Q 为通入的电量，n 为发生化学变化的物质的摩尔量，
z 为化合价，F 为法拉第常数。
第六章电化学基础
法拉第常数
F = N0·e = 6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C = 96484.6 C·mol-1 ≈96500 C·mol-1
第六章电化学基础
半反应习惯表达式： 在氧化还原半反应中的氧化态与还原态彼此相互转化， 是一个共轭关系。这种关系称为氧化还原电对，简称电对。 通常书中给出的是还原电对，即表达为：
氧化态/还原态 或： Ox / Red
例： Cr2O72- /Cr3+， Zn2+ /Zn，
Fe3+/Fe2+ ，
MnO4- /MnO2，
第六章电化学基础
ClZn→Zn2+
Anode
K+ Cu2+→ Cu
Cathode
Cu2+(c2) | Cu (s)
(-) Zn | Zn2+ (第c1六)章|电|化C学u基2础+(c2) | Cu (+)
4）法拉第定律
在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成 正比。
对于原电池半反应：O + ze- = R， 法拉第定律表述为：
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结在当代科技发展日新月异的背景下，电化学作为一个重要的交叉学科引起了广泛关注。
它涉及到电和化学两个领域的交叉应用，研究电与化学过程之间的相互关系。
本文将对电化学的基础知识点进行总结，帮助读者更好地理解电化学的原理和应用。
一、电化学的基本概念电化学是研究电和化学反应之间相互关系的学科，主要包括两个方面：电解学和电池学。
电解学研究的是将电能转化为化学能的过程，而电池学研究的是将化学能转化为电能的过程。
二、电解过程的基本原理电解过程是指通过外加电压将电解质溶液中的化学物质分解成正负离子的过程。
在电解过程中，正电极发生氧化反应，负电极发生还原反应。
电解质的选择、溶液浓度和电流强度都会影响电解反应的进行。
三、电解质的分类和特性电解质可分为强电解质和弱电解质。
强电解质在水中完全离解产生离子，而弱电解质只有一部分分子在溶液中发生离解。
电解质的特性包括电导率和极化现象。
电导率是指电解质溶液导电的能力，受电离度和浓度的影响。
极化现象是指电解质溶液中发生的正负电离子聚集在电极周围的现象。
四、电池的基本原理电池是将化学能转化为电能的装置，由正极、负极和电解质组成。
电池的工作原理是通过化学反应使正极发生氧化反应，负极发生还原反应，产生电子流从负极流向正极，形成电流。
五、电池的类型和应用常见的电池有干电池、蓄电池和燃料电池等。
干电池通常用于一次性电子设备，蓄电池可以充放电多次，常见于手机、电动工具等设备中。
燃料电池则利用可燃物质与氧气反应产生电能，广泛应用于交通工具等领域。
六、电解过程的应用电解过程在工业生产中具有重要地位，例如通过电解可制取金属、进行电镀等。
电解技术还可应用于环境保护领域，如电化池技术用于污水处理。
七、电池的环境问题与展望电池在应用过程中会产生废旧电池，其中的有害物质对环境造成一定污染。
随着低碳环保的要求不断提高，科研人员不断探索新的电池技术，如锂电池、太阳能电池等，以减少对环境的影响。
电化学基础2_热力学平衡与能斯特方程及其应用_廖斯达
给出了范特霍夫常数 i 和解离度 之间的关系
i 1 (k 1)
（3）
式中，k 是电解质分子解离成离子的数目，“如 KCl 为 2，K2SO4 为 3 等。他列举了 80 种电解质， 结果都令人满意”[2]。虽然该理论遭受众多反对， 但因其能很好地解释前人在研究稀溶液的依数性时 遇到的“反常情况”，最终被科学界接受。 2.3 能斯特方程的提出
u
1 c
dp dx
dE dx
u
1 c
dp dx
dE dx
（4）
式中，u+为阳离子的电迁移率，u–为阴离子的 电迁移率，c 为溶液浓度，p 为渗透压（由依数性知 p 与浓度 c 成正比），E 为电势。
对式（4）从低浓度到高浓度积分，得到液接电 势的表达式
E
0.0235 u u
摘 要：能斯特方程描述电极、原电池的可逆电势与标准电极电势及反应物活度的定量关系，是热力学平衡在
电化学反应过程中的具体表现，是构成现代电化学工程的科学基础之一。能斯特方程对现代电化学工业技术领
域的推动作用，主要体现在化学电源、金属防腐和电化学分析方法等领域。通过回顾能斯特方程提出和发展的
科学背景，了解其解决问题的思路，对于推动现代电化学工程研究具有重要意义。
数[5, 8]。
当时，吉布斯（Josiah Willard Gibbs）的热力学
方程虽沉寂多年，却也渐为欧洲科学界认同和接纳。
1892 年，吉布斯的论文被物理化学之父——奥斯特
瓦尔德（Friedrich Wilhelm Ostwald）翻译成德文，
奥斯特瓦尔德曾指出，每一种化学现象都可以用热
电化学的课件
电化学的课件电化学是化学的一个分支领域，研究电子和化学反应之间的相互关系。
它通过电化学现象和方法来研究物质的性质、反应过程以及相关应用。
在电化学的学习中，课件是一种常见的教育工具，可以帮助学生更好地理解和掌握电化学的基本概念和原理。
一、电化学基础知识1.1 电化学的定义电化学是研究电能和化学能之间相互转化的学科，它涉及电化学现象（如电导、电解、电动势等）以及电化学方法（如电化学分析、电沉积等）。
1.2 电化学反应电化学反应涉及电子的转移和离子的迁移。
其中，还包括氧化还原反应（redox reaction）和非氧化还原反应（non-redox reaction）等。
1.3 电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置，其中包括原电池（如锌电池、铅蓄电池）和可充电电池（如锂离子电池、镍氢电池）等。
二、电化学分析2.1 电解质溶液的电导性电解质溶液的电导性与其中的离子浓度相关，通过测量电导率可以获得溶液中离子的数量信息。
2.2 电化学分析方法电化学分析是利用电化学方法进行定量和定性分析的技术。
常见的电化学分析方法包括电位滴定、极谱法、电析法等。
三、电化学腐蚀与防护3.1 金属腐蚀金属腐蚀是金属与外界环境中的化学物质发生反应并受到破坏的过程。
电化学腐蚀是其中的一种重要机制。
3.2 电化学防护措施通过电化学手段可以实施防腐措施，包括阴极保护、阳极保护和涂层防护等。
四、电化学能源4.1 燃料电池燃料电池是将燃料与氧气进行氧化还原反应并产生电能的装置。
常见的燃料电池包括氢燃料电池、甲醇燃料电池等。
4.2 电化学储能技术电化学储能技术包括超级电容器和电池等，可以将电能转化为化学能进行储存，并在需要时释放出来。
五、电化学在环境保护中的应用电化学在环境保护中有广泛的应用，如电化学氧化、电化学光催化等，可以高效地降解污染物和净化环境。
六、电化学在工业中的应用电化学在工业中的应用涵盖电镀、电解制氢、电解制氯等领域，为工业生产提供了高效、环保的解决方案。
电化学实验基础之电极基础篇 (二)三电极体系的结构
在光电催化中，实际工作电极的面积既取决于玻璃片几何尺寸 又和光斑大小有关，实际的工作电极的面积应该是接受有效光照 的负载了催化剂的面积。
为什么选择三电极体系？
在电化学测试过程中，我们往往研究的是一个电化学反应的半 反应。如果采用两电极体系的话，我们得到的就是阳极和阴极的 电压-电流曲线，而我们知道一旦体系中有电流通过，电极就会发 生极化，导致电位的变化，这样的话我们就无法准确的测定研究 的半反应是在怎样的电位下发生的反应（即工作电极所测到的电 位就不准了）。
常见的普通三电极电解池与电化学工作站连接示意图
工作电极
工作电极往往是我们研究的电极，在工作电极上发生的电化 学反应一般就是我们研究的对象。 一般的工作电极需满足以下条件：
电极不会与溶剂或电解液组分发生反应。所研究的电化学反 应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较大的 电位范围中进行测定。电极应该有合适的电极面积以及简单易操 作的电极表面预处理过程。
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因此，为了解决这个问题，我们把第三个电极加到体系中来构 成三电极体系。这个加入的电极就是参比电极，它的作用就是作 为测量目标反应的电极电位的一个基准电极，因此，实际上，测 得的工作电极的电位就是相对于参比电极的电势。而工作电极和 对电极构成电流回路，在工作电极和对电极上分别发生两个半反 应。
电化学实验基础之电极基础篇 （二）三电极体系的结构
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三电极体系结构
三电极体系是我们进行电化学研究中最常用到的装置。由工作 电极、对电极和参比电极组成。在这种情况下，电流在对电极和 工作之间流动，可始终控制参比电极和工作电极之间的电位差。 工作电极和对电极之间的电位无需测量，通过调整控制放大器以 使工作电极和参比电极之间的电位达到用户的要求。这种两回路 的配置可以同时测量工作电极的电极电位和流过电极的电流，得 到工作电极的稳态极化曲线。 电流回路：由对电极、工作电极和电源构成，它的作用是保证在 工作电极上发生我们所希望的电化学反应和极化状态。因此，电 流回路中测量的是流过工作电极的电流的大小。 电势回路：由参比电极、工作电极和电位测量仪构成，它的作用 是控制或测量工作电极相对于参比电极的电位。
第2讲 电化学基础(学生版)
第2讲电化学基础——原电池一、原电池1．能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。
2．工作原理原理：设计一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，即使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。
说明：(1)(2)3．组成条件(1)两个活泼性不同的电极，分别发生氧化和还原反应。
(2)电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接，形成闭合回路。
4．几种常见的电池(1)一次电池：碱性锌锰电池构成：负极是锌，正极是MnO2，电解质是KOH负极：正极：总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2(2)二次电池①铅蓄电池放电电极反应：负极：正极：总反应式：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)＝2PbSO 4(s)+2H 2O(l)充电电极反应：阳极：阴极：总反应：2PbSO 4(s)+2H 2O(l)=Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)②镍一镉碱性蓄电池负极：正极：总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H 2O2Ni(OH)2+ Cd(OH)2(5)锂电池 参考练习：1．某原电池装置如右图所示。
下列有关叙述中，正确的是A ．Fe 作正极，发生氧化反应B ．负极反应： 2H + + 2e －＝H 2↑C ．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH 均不变D ．工作一段时间后，NaCl 溶液中c (Cl －)增大2．某固体酸燃料电池以CsHSO 4固体为电解质传递H＋，其基本结构见右图，电池总反应可表示为：2H 2＋O 2＝2H 2O ，下列有关说法正确的是A ．电子通过外电路从b 极流向a 极B ．b 极上的电极反应式为：O 2+2H 2O+4e －＝4OH －C ．每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L 的H 2D ．H +由a 极通过固体酸电解质传递到b 极3．Li-Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li ++FeS+2e -＝Li 2S+Fe 有关该电池的下列说法中，正确的是A ．Li-Al 在电池中作为负极材料，该材料中Li 的化合价为+1价B ．该电池的电池反应式为：2Li+FeS ＝Li 2S+FeC ．负极的电极反应式为：Al-3e -=Al 3+D ．正极发生的电极反应式为：Li 2S+Fe-2e -＝2Li ++FeS4．某燃料电池所用的原料为H 2和空气(含一定量的CO 2)，电解质为熔融的K 2CO 3。
10电化学教程第6章
习题
1.写出考虑了Ψ1效应的Tafel公式。 2.根据课本图6-7的实验分析Ψ1效应的 影响。
62
6.4 多电子电极反应
63
6.4.1 普遍的巴伏公式
64
一、普遍的巴伏公式推导过程
（1） 合并平衡步骤
将控制步骤前后的平衡步骤合并，简化为 以下三个步骤：
65
（2）分析速率控制步骤
根据单电子步骤的动力学公式，求速率控 制步骤（2）的电流与电势关系：
5.J0和k均可反映反应的可逆性
k不受浓度的影响 J0比较直观
31
32
习题
1. 简述三种极化的概念，哪一种极化 严格来讲不能称为极化。 2. 简述电化学极化最基本的三个动力 学参数的物理意义。 3.为什么电极电位的改变会影响电极 反应的速度和方向？
33
6.2 稳态极化的动力学公式 6.2.1 Butler-Volmer公式
56
(2)结果与讨论
57
58
59
60
1．
（1）达到S2O82-的还原电位后， S2O82开始还原，J急剧增大。 （2）但不同转速极值不同，说明反应由 液相传质控制。 （3）电位越过PZC负移时，J急剧下降， 且此时J基本不随转速变化，说明此时电 化学步骤控制。 2．电位总是在越过PZC负移时，J急剧下降， 说明Ψ1电位变负时还原速度下降，远离PZC 后又开始上升。 3．加入局外电解质可以下降幅度减小，局 外电解质浓度越高，J下降越少。
7
（3）反应速率常数 与交换反应速率
质量作用定律：一定温度下，基元反应的反应
速率与各反应物浓度以相应化学计量数为方次的 积成正比。
微观可逆性原理：如果正向反应是基元反应，
则其逆向反应也必然是基元反应，而且逆过程按 原来的路径返回。
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第四章电化学基础
第二课时电解原理及其应用
班别______姓名___________学号____
【考纲要求】
1. 判断某装置是否是电解池。
2. 理解电解原理、书写电解池工作时的电极反应式。
掌握电解前后溶液浓度和PH的变化。
3. 了解铜的电解精炼和电镀装置及原理。
4. 了解氯碱工业的反应原理。
5. 掌握有关电解的计算。
教与学方案
【自学反馈】
一. 电解
1.定义。
2.电极判断: 阳极: 相连,发生反应。
阴极: 相连,发生反应。
3.电解时电极产物的判断
(1)阳极产物判断
首先看电极材料,活泼金属做电极则金属失电子被氧化。
如果是惰性电极则是溶液中易失电子的阴离子失电子被氧化。
阴离子失电子能力：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-
(2)阴极产物判断
根据阳离子放电顺序进行判断, 氧化性强的阳离子首先在阴极得电子被还原。
阳离子得电子的能力：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)> Pb2+>Sn2+>Fe2+> Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
二. 电解原理的应用
2.电解饱和食盐水制取氯气和烧碱(氯碱工业)
阳极电极反应式: 。
阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
3.电解硫酸铜溶液
阳极电极反应式: 。
阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
4.电镀
镀件必须作极. 镀层金属必须作极.电解质溶液中必须含有金属离子。
【例题解析】
1.用两支惰性电极插入500mlAgNO3溶液中,通电电解当电解溶液PH从此.6.0变为3.0时,(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质量是( )
A. 27mg
B. 54mg
C.108mg
D.216mg
解题思路:。
易错点: 。
2.用惰性电极电解下列溶液, 电解一断时间后,阴极质量增加, 电解液的PH下降的是( )
A.CuSO4
B.AgNO3
C.BaCl2
D.H2SO4
解题思路:。
易错点: 。
【考题再现】
1.(上海高考题)电解CuCl2和NaCl的混合溶液,阴极和阳极上分别析出的物质是( )
A.H2和Cl2
B.Cu 和Cl2
C. H2和O2
D. Cu和O2
思维方法:。
展望高考:
2.(03江苏高考题) 用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液PH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液PH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D. 电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
思维方法:。
展望高考:
【巩固练习】
一、课堂反馈
1.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，加入一定量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完
全一样的是( )
A．CuCl2 [CuCl2] B．NaOH [NaOH]
C．NaCl [HCl] D．CuSO4 [Cu(OH)2]
2.在外界提供相同电量的条件下，Cu2＋＋2e－→Cu或Ag＋＋e－→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为
1.92g，则析出银的质量为 ( )
A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g
3.用石墨电极在一定温度下电解K2SO4饱和溶液m g。
当阴极产生a mol气体时，从溶液中析出n g
无水晶体。
则剩余溶液的溶质质量分数是( )
A．n/(m-n) B．n/(9a+n) C．n/(18a+n) D．n/(36a+n)
4.在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解。
通电一段时间后，阴极上
逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4•10H2O晶体析出。
若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 ( ) A．W / (W+18a) ×100％B．W / (W+36a) ×100％
C．71W / 161(W+36a) ×100％D．71W / 161(W+18a) ×100％
5.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3:1。
用石墨做电极电解该混合溶液
时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是 ( )
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大，最后为7
6.用Pt做电极，电解串连电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200ml 0.3mol/L NaCl溶液和300ml
0.2mol/L AgNO3溶液，当产生0.56L（标准状况）CL2时停止电解，取出电极，将两杯溶液混合，混合
液的pH为（设混合后总体积为500ml） ( )
A．14 B．5.6 C．7 D．12.6
二、课外作业
1.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是 ( )
A．粗铜板作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液
B．电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu2＋＋2e－＝Cu
C．粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D．电解铜的纯度可达99.95％～99.98％
2.在铁制品上镀一层锌，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件为阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件为阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
3.某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：
（1）阳极质量不变，（2）阴极质量增加，（3）电解液pH减小，则应选用的电极是 ( )
A．阴阳两极都用石墨
B．铜作阳极，铁作阴极
C．铁作阳极，铜作阴极
D．铂作阳极，铜作阴极
4.用铂作电极电解下列溶液，当消耗相同电量时，在阴极上有金属析出且溶液的pH下降的是 ( ) A．KCl B．CuCl2C．CuSO4D．HCl
5.将含有0.4mol Cu(NO3)2和0.4mol KCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上能
析出0.3mol铜，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积约为 ( )
A．3.36L B．大于5.6L小于6.72L
C．6.72L D．大于3.36L小于5.6L
6.在H2O中加入等物质的量的Ag＋、Na＋、Ba2＋、NO3－、SO42－、Cl－，该溶液放在惰性电极的电解槽中通
电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是 ( )
A．1:8 B．8:1 C．35.5:108 D．108:35.5
7.在50ml 0.2mol/L 硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水蒸发）。
则：
（1）若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化。
（2）若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是。
（3）如不考虑氢离子在阴极上放电，当电路中有0.04mol e－通过时，阴极增重 g，阴极上
的电极反应式是。
8.在500g CuSO4溶液中插入两根电极，一电极为铁，一电极为含杂质锌均匀的粗铜。
通电一段时间后，
切断电源，立即将电极取出，这时铁电极上析出7.04g铜，电解质溶液增重0.02g。
求粗铜中锌的质
量分数。