第七章原电池与金属腐蚀案例

+6
4
二、氧化还原反应及其方程式的配平
氧化还原定义：
2H2 + O2 =2H2O CuO+H2=Cu+H2O 氧化还原反应： 凡是有电子得失或者共用电子对偏移(电子转移)的一类反应 称氧化还原反应。其特征是反应前后有些元素的氧化数升高、 有的降低。 氧化—失电子的过程 还原—得电子的过程 氧化还反应的本质——电子得失 Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
KO2）中氧化数为- 1/2 ;在氧的氟化物（如O2F2、OF2）中，
氧化数分别为+1和+2； (5)氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的氢化物 中（如NaH等），氢的氧化数为-1；
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标出Mn元素的氧化数
MnO4＋7 标出铬的氧化数 Cr2O3 CrO42Cr2O72MnO42+6
+3
+6
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还原反应
(3) 分别配平两个半反应，使半反应式两边的原子总 数和电荷总数相等： 2Cl Cl2 2e (4) 确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数， 将两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电
MnO4 8H 5e Mn2 4H2O
子数相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧
化还原反应的离子方程式：
10Cl 5Cl2 10e
)2MnO +16H +10e = 2Mn +8H2O
+ 2+
4

2MnO +10Cl +16H = 2Mn + 5Cl2 +8H2O
4

+
2+
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最后，在配平的离子方程式中添加不参与反 应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式，就可 以得到配平的氧化还原反应方程式。
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（2）原电池的符号表达式
电池符号的书写有如下的规则： ①写出正极和负极的符号，负极（-）写在左边，正 极（+）写在右边； ②用“|”表示物质间的两相界面； ③用“‖”表示盐桥，盐桥左右分别为原电池的负极、 正极； ④如有多种离子参加反应，各离子之间用“,"隔开； ⑤注明参加反应各物质的浓度（气体注明分压）； ⑥无固体电极的电对，采用惰性电极起导电作用。惰 性电极在电池符号中要表示出来。
(1) 在单质中，元素的氧化数为零。
（ 2 ）单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所带
的电荷数。
2
（3）离子的总电荷数等于各元素原子氧化数的代数和；中性 分子中，所有元素原子氧化数的代数和等于零。 (4) 氧元素在化合物中的氧化数一般为-2，但在过氧化物 （如H2O2、Na2O2等）中，氧的氧化数为-1；在超氧化物（如
（4）找出的系数分别写在氧化剂和还原剂的分子式前面 ，并使方程式两边的Cl和P原子数目相等
（5）检查两边的H原子数目，找出参加反应的水分子数
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2、离子-电子法：
先将两个半反应配平， 再将两个半反应合并为氧化还原 反应的方法称为离子-电子法
原则：
1、还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子总数 2、反应物和产物各元素原子总数相等，反应物和产物离子 电荷总数相等
正极 —电子进入的极—发生还原反应(氧化剂）
原电池
负极 —电子输出的极—发生氧化反应(还原剂)
原电池由两个半电池组成。在半电池中有一固态物 质作为导体，称为电极，每一半电池都是由电极导体
和电解质溶液组成。
分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，
称为半电池反应或电极反应。原电池的两极所发生的
总的氧化还原反应称为电池反应。
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第二节 原电池
一、 原电池
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 铜极： Cu2+ + 2e-= Cu 锌极： Zn = Zn2+ + 2e合并：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 发生了氧化还原反应
Zn2+ SO42Cu2+ SO42-
盐桥
原电池将化学能转化为电能
原电池——化学电源
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（1） 原电池的组成
（1）写出基本反应式 （2）找出氧化剂中元素氧化数降低的数值和还原剂中元 素氧化数升高的数值
( -1 ) – ( +5 ) = - 6
● HClO3
+
P4 → HCl +
[( +5 ) – 0] ×4 = + 20
H3PO4
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（3）按照最小公倍数的原则对各氧化数的变化值×相应 的系数10和3，使氧化数降低值和升高值相等，都是60
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氧化还原反应
失电子、氧化数升高，被氧化 氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物
得电子、氧化数降低，被还原
特点： 在同一反应中，有失电子的物质——还原剂，同时有得电 子的物质——氧化剂，且氧化剂得电子总数等于还原剂失 电子的总数
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二、氧化还原反应的配平
1、氧化数法： 原则：氧化数降低值=氧化数增加值 反应前后原子总数相等
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离子-电子法的配平步骤如下： (1) 将反应物和产物以离子形式写出，例如：
MnO H Cl Mn Cl2 H2O
(2) 将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧 化反应，另一个发生还原反应： 氧化反应
4


2
Cl Cl2
2 MnO H Mn H2O 4
（-）Zn(S)|Zn （1.0mol·L ）||Cu （1.0mol·L ）|Cu(S)（+）
2+ -1 2+ -1
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写出下列反应的原电池符号
Zn(s) +Ni 2+ ( 0.080mol· L-1 ) = Zn2+( 0.020mol· L-1) +Ni(s) (-) Zn│Zn2+( 0.020mol· L-1) || Ni 2+( 0.080mol· L-1 )│Ni(+)
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二、电极电势
电极电势 ： 由电极和电解质溶液接触处存在双电层，导致金属及其盐溶
液间存在电势差（平衡电势）。
它跟电极种类、溶液中相应离子 的浓度，以及温度、压力等因素 有关。 电动势：Cu-Zn原电池中发生了电子 的定向移动，说明两极间存在电势差， 这种电势差称为原电池的电动势， 用E表示，单位V
第七章 原电池与金属腐蚀
第一节 氧化还原反应及其方程式的配平 第二节 原电池 第三节 电极电势的应用 第四节 金属腐蚀与防护
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第一节 氧化还原反应及其方程式的配 平
一、氧化数（表示元素在化合物中所处的化合状态）
氧化数定义为某元素一个原子的荷电数，这种荷电数 由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原 子而求得。 氧化数的确定规则：