《电化学基础》知识点归纳
电化学基础知识点(大全)
【知识点】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。
理氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电解质溶液电极反应: 负极(锌筒)Zn-2e -=Zn 2+正极(石墨)2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池: 电解质溶液:糊状的NH 4Cl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(PbO 2) PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极(Pb ) Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池:总反应:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池;其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池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CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池: 总反应:O 2 +2H 2 =2H 2O特点:转化率高,持续使用,无污染。
电化学基础知识汇总
出平均值
=;
(2.5.32)
② 由电动势与温度的关系,,求导得;
③ 利用电池的奈斯特方程
(2.5.33)
(3)由标准电动势求标准吉布 斯自由能改变量和平衡常数
(2.5.34)
(2.5.35)
式中为所有参加反应的组分都处于标准
态时的电动势,z为电极反应中电子的计
量系数。
(4)可逆电池的热效应QR和 化学反应的热效应Qp
离子的许多热力学性质,例如偏摩尔热
容Cp,+和Cp,-都无法进行单独地实验测定。
为此,人为地规定水溶液中氢离子(称 水合氢离子)的热力学性质,然后以此 为基础可以得到其它水合离子的热力学 性质。
一、规定及其推论
水溶液中氢离子的标准态是指101325Pa下,m(H+) = 1 mol·kg-1且γ(H+)=1 的假想状态。按照规定,任意 温度下标准态的H+(aq)的摩尔生成吉布斯函数、摩 尔生成焓、摩尔熵和摩尔热容均等于0:
(2)物质量的基本单元
在电解质溶液一章中,物质量的基本单 元一般规定为,单位电荷对应的物质的 量。对于任意离子,记作1mol H+,;对 于对于任意电解质,记作;对于参与氧 化或还原反应的任意物质M,记作,式中 z是M得失的电子数。
物质量的基本单元不同,某些公式的书 写方式不同。例如,对CaCl2溶液,摩尔 电导率的加和公式为。若把CaCl2、Ca2+、 Cl-分别定为基本单元,则加和公式即成 为,显然改变了原公式的形式。
2.5 电化学
电化学的主要内容包括电解质溶液理论、可逆 电池热力学和电极过程动力学。电解质溶液理 论主要研究电解质溶液的导电性质。为了描述 电解质溶液的导电性质,引入了离子的电迁移 率、迁移数、电导率,摩尔电导率等重要概念。 为了描述电解质溶液的热力学性质,引入了电 解质溶液的平均活度、平均活度系数、离子强 度,德拜-休克尔极限公式等重要概念。
《电化学基础》知识点归纳
第四章电化学基础第一节原电池原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb +SO 42--2e ?=PbSO 4↓正极(氧化铅): PbO 2+4H ++SO 42-+2e ?=PbSO 4↓+2H 2O充电:阴极: PbSO 4+2H 2O -2e ?=PbO 2+4H ++SO 42-阳极: PbSO 4+2e ?=Pb +SO 42-两式可以写成一个可逆反应: PbO 2+Pb +2H 2SO 4 2PbSO 4↓+2H 2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
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。
第四章电化学基础知识点归纳
第四章电化学基础知识点归纳一、原电池标要求、把握原电池的工作原理二、熟练书写电极反映式和电池反映方程式要点精讲、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
假设化学反映的进程中有电子转移,咱们就能够够把那个进程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反映中的能量转变才能被转化成电能;非氧化还原反映的能量转变不能设计成电池的形式被人类利用,但能够以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的组成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反映的氧化反映和还原反映别离在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反映,正极发生还原反映,简易记法:负失氧,正得还。
二、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反映;不活泼金属作正极,发生还原反映。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①组成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判定方式:(1)由组成原电池的两极材料判定一样是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)依照电流方向或电子流动方向判定。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)依照原电池里电解质溶液内离子的流动方向判定在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
电化学基础知识点(一)2024
电化学基础知识点(一)电化学基础知识点引言:电化学是研究电与化学的相互关系的学科,它广泛应用于电池、电解、金属腐蚀等领域。
本文将介绍电化学的基础知识点,包括电解池、电导、电极反应、电化学平衡和法拉第定律。
一、电解池1. 电解池定义:是指在电解过程中,发生氧化还原反应的系统。
2. 电解质溶液:是由可导电的离子组成的溶液,是电解过程中的传导介质。
3. 阳极和阴极:电解池中,氧化反应发生在阳极,还原反应发生在阴极。
4. 电解过程:电流通过电解质溶液,引发氧化还原反应,使离子在溶液中移动,形成产物。
二、电导1. 定义:电导是指电流沿着物质的传导性能。
单位为西门子(S)。
2. 电导率:电导率是指单位长度、单位横截面积内的电导。
单位为西门子/米(S/m)。
3. 电阻和电导的关系:电导率是电阻的倒数,两者成反比关系。
4. 浓度和电导的关系:电导率与电解质溶液中的浓度有正相关关系。
5. 电解质的选择:在电导实验中,需要选择高电导率的电解质溶液,以获得较大的电导。
三、电极反应1. 定义:电极反应是指在电解池的阳极和阴极上发生的氧化还原反应。
2. 阳极反应:在阳极上发生氧化反应,失去电子。
3. 阴极反应:在阴极上发生还原反应,获得电子。
4. 电极电势:电极在标准状态下的电势差,可通过标准电极电势表测定。
5. 电极反应速率:电极反应速率取决于反应物浓度、电极材料和温度等因素。
四、电化学平衡1. 定义:电化学平衡是指电解池中的反应物与产物的浓度达到一定比例时,反应停止的状态。
2. 主要影响因素:电解质溶液中的浓度、电极材料和温度等因素均会影响电化学平衡。
3. 动力学和热力学平衡:动力学平衡是指正反应速率相等,而热力学平衡是指自由能变化为零。
4. 影响电化学平衡位置的因素:浓度、温度和压力等因素会影响平衡反应的位置。
5. 利用平衡常数计算平衡位置:平衡常数与反应物和产物的浓度呈一定的关系,可用于计算平衡位置。
五、法拉第定律1. 定义:法拉第定律是描述电解过程中,电量与电化学反应物质的摩尔关系的定律。
电化学基础知识点总结归纳
电化学基础知识点总结归纳原电池1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液;③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路;3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极;(2)从电子的流动方向负极流入正极;(3)从电流方向正极流入负极;(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极;(5)根据实验现象①溶解的一极为负极;②增重或有气泡一极为正极电解池1、把电能转化为化学能的装置,也叫电解槽。
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程。
3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极金属的腐蚀1、定义:金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2、分类:由于金属接触的介质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
①化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应,而不是原电池反应,无电流产生。
②电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
3、电化学腐蚀电化学腐蚀,实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。
①析氢腐蚀钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜,在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。
电化学基础知识归纳
电化学基础知识一、原电池:将化学能转化为电能的装置。
(一)原电池组成与原理:1、组成条件:①活动性不同的两个电极(常见为金属或石墨); ②将电极插入电解质溶液中; ③两电极间形成闭合电路(两电极接触或导线连接);④能自发发生氧化还原反应。
2、电极名称:负极:较活泼的金属(电子流出的一极);正极:较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)。
3、电极反应特点:负极:氧化反应,失电子; 正极:还原反应,得电子。
4、电子流向:由负极经外电路沿导线流向正极。
注意:电子流向与电流的方向相反。
例如:右图原电池装置,电解质溶液为硫酸铜溶液。
负极Zn :Zn-2e -=Zn 2+ ; 正极Cu :Cu 2+ +2e -=Cu (硫酸铜溶液) 总反应:Cu 2+ +Zn =Cu +Zn 2+盐桥作用:盐桥是装有含KCl 饱和溶液的琼脂溶胶的U 形管,管内溶液的离子可以在其中自由移动。
即提供离子迁移通路,形成闭合电路。
(盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢?左烧杯里Zn 电极失电子成为Zn 2+ 进入溶液中,使得ZnSO 4溶液带正电荷,而右烧杯里Cu 2+ 得电子生成Cu ,由于Cu 2+ 减少,使得CuSO 4溶液带负电荷。
为了使两边烧杯里溶液仍然保持电中性,盐桥中的Cl -向ZnSO 4 溶液迁移,而盐桥中的K + 向CuSO 4 溶液迁移,因此盐桥起了形成闭合电路的作用。
) 拓展:海洋电池:我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池。
海洋电池是以铝合金为负极,网状金属Pt 为正极,海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应源源不断地产生电能。
电极反应式:负极(Al ):Al -3e -=Al 3+ 正极(Pt ):O 2+2H 2O +4e -=4 OH - 总反应方程式:4Al +3O 2+6H 2O =4Al(OH)3(二)分别写出CH4燃料电池在以下环境里,正极、负极反应式、总反应方程式。
1、CH4、O2,以H2SO4溶液为电解质环境;2、CH4、O2,以NaOH溶液为电解质环境;3、CH4、O2,,以固体氧化物为电解质(能传递O2-);二、电解池:把电能转化为化学能的装置。
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荷转移与电化学反应的科学,是化学和物理学的交叉学科之一。
电化学研究了电流、电势和电解质溶液中物质转化的关系,以及在电化学反应中发生的化学变化。
本文将总结电化学的基础知识点,包括电解质、电动势、电解和电极反应等。
1. 电解质电解质是能够在溶液中或熔融态中形成离子的物质。
根据电离程度的不同,电解质可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中可以完全电离,生成溶液中的离子;而弱电解质只有部分电离。
电解质在电解过程中,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,完成电荷转移。
2. 电解电解是指通过电流而使电解质溶液中的正负离子移动,并发生化学变化的过程。
在电解中,电解质溶液中的阳离子在电解过程中被电子还原,而阴离子在电解过程中被电子氧化,形成新的物质。
电解可以通过直流电源或交流电源实现。
3. 电动势电动势是测量电池或电解池产生的电压的物理量。
电动势可以通过两种方式测量:开路电动势和闭路电动势。
在开路电动势的情况下,没有电流通过电池或电解池,只有电压存在。
而在闭路电动势的情况下,电流通过电池或电解池,同时也存在电压。
4. 极化极化是指电极表面被电解质溶液中的离子簇覆或吸附后,电极的电位发生变化的现象。
极化可以分为两种类型:浓度极化和电化学极化。
浓度极化是由于离子在电极和溶液之间的扩散速度不同而引起的,可以通过搅拌溶液或增大电解质浓度来减小。
电化学极化是由于电极表面发生电化学反应而引起的,可以通过增大电流密度或减小电极表面活性来减小。
5. 电极反应电极反应是在电化学反应中发生在电极上的化学反应。
在电解中,阳极是发生氧化反应的地方,而阴极是发生还原反应的地方。
电极反应的速率受到电解质浓度、电位差和电极表面活性的影响。
6. 法拉第定律法拉第定律描述了在电化学反应中电荷转移的关系。
法拉第第一定律表明,在电化学反应中,电荷的传输量与电离产生的物质的物质的量成正比。
法拉第第二定律则描述了电化学反应中电流与反应速率之间的关系。
第四章电化学基础知识点归纳
第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科,主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。
本章主要介绍了电化学基础知识点,包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。
一、电化学的基本概念1. 电化学:研究电和化学之间相互关系的学科。
2. 电解:用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。
3. 电解质:能在溶液中产生离子的化合物。
4. 电解池:由电解质、电极和电解物质组成的装置。
5. 电极:用来与溶液接触,传递电荷的导体。
二、电池反应1. 电池:将化学能转化为电能的装置。
由正极、负极、电解质和导电体组成。
2. 电池反应:电池工作时在正负极上发生的化学反应。
3. 氧化还原反应:电池反应中常见的反应类型,在正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
4. 电池电势:电池正极和负极之间的电位差。
5. 电动势:电池正极和负极之间的最大电势差。
三、电解反应1. 电解:用电流使电解质发生化学变化的过程。
2. 导电质:在电解质中起导电作用的物质。
3. 离子:在溶液中能自由移动的带电粒子。
4. 阳离子:带正电荷的离子。
5. 阴离子:带负电荷的离子。
6. 电解池:由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。
7. 电解程度:电解质中离子的溶解程度。
8. 法拉第定律:描述了电解过程中,电流量与电化学当量的关系。
四、电解池和电极1. 电解槽:承载电解液和电极的容器。
2. 阳极:电解池中的电流从电解液流入的电极,发生氧化反应。
3. 阴极:电解池中的电流从电解液流出的电极,发生还原反应。
4. 阳极反应:电解池中阳极上发生的氧化反应。
5. 阴极反应:电解池中阴极上发生的还原反应。
6. 电极反应速度:电极上反应的速度。
7. 电极反应中间体:反应过程中形成的中间物质。
电化学是现代科学和工程领域中的重要分支,广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。
了解电化学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电化学原理。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结装置特点:化学能转化为电能。
① 两个不同活性的电极;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)电负电极:使用还原性强的材料作为负电极,负电极向外部电路提供电子;发生氧化反应。
电池的基本概念:正极:使用带有强氧化性材料的正极。
正极从外部电路获得电子并进行还原反应。
原始电极反应方程式:电极反应和总反应。
原因失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+2H++2e-=2h2↑不溶阳移解断离子向电解质溶液电极反应:负极(锌筒)zn-2e-=Zn2+正极(石墨)2nh4++2e-=2nh3+h2↑① . 普通锌锰干电池总反应:Zn+2nh4+=Zn2++2nh3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的nh4cl特点:放电过程中易产生电量小、气升和溶解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);电解质:从中性到碱性(良好的离子导电性)。
正极(pbo2)pbo2+so42-+4h++2e-=pbso4+2h2o负极(pb)pb+so42--2e-=pbso4铅酸蓄电池:总反应:PbO2+Pb+2h2so4充电2pbso4+2H2O电解液:1.25g/cm3~1.28g/cm3的h2so4溶液电池特点:电压稳定。
ⅰ、镍――镉(ni――cd)可充电电池;其他电池CD+2NiO(OH)+2h2ocd(OH)2+2Ni(OH)2ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与普通电池的区别在操作过程中,它们不是将所有还原剂和氧化剂物质储存在电池中,而是从外部连续输入燃料电极反应产物不断排出电池。
② 电池原材料:除了氢和氧,它们还可以是氧化剂,如CH4、气体、燃料、空气和氯。
负极:2h2+2oh--4e-=4h2o;正极:o2+2h2o+4e-=4oh-③ 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
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置原电池原理①、原电池:将化学能转变成电能的装置②、形成条件:①活动性不同的两电极连接;②电解质溶液插入其中并与电极自发反应;③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称:负极:较活泼的金属电子流出的一极正极:较不活泼的金属或能导电的非金属电子流入的一极④、电极反应:负极:氧化反应,金属失电子正极:还原反应,溶液中的阴离子得电子或氧气得电子吸氧腐蚀⑤、电子流向:由负极沿导线流向正极锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu;负极:Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸;正极:2H++2e=H2↑总反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+注意:如果在铜锌的导线中加一个电流计,电流计指针会发生偏转;随时间的延续,电流计指针的偏转角度逐渐减小;盐桥的作用:盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转,说明有电流通过;从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极;根据电流是从正极流向负极,因此,Zn极为负极,Cu极为正极;而电子流动的方向却相反,从Zn极→Cu极;电子流出的一极为负极,发生氧化反应;电子流入的一极为正极,发生还原反应;一般说来,由两种金属所构成的原电池中,较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极;其原理正是置换反应,负极金属逐渐溶解为离子进入溶液;反应一段时间后,称重表明,Zn棒减轻,Cu棒增重;⑵、取出盐桥,检流计指针归零,重新放入盐桥,指针又发生偏转,说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用;盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,溶液不致流出来,但离子则可以在其中自由移动;盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷;Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,溶液带负电荷;当溶液不能保持电中性,将阻止放电作用的继续进行;盐桥的存在,其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流表,就可以观察到下面的现象:1电流表指针发生偏转,根据指针偏转方向,可以判断出锌片为负极、铜片为正极.2铜片上有铜析出,锌片则被溶解.3取出盐桥,指针回到零点,说明盐桥起了沟通电路的作用.2.化学电源化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能;它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类;判断一种电池的优劣或是否符合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比能量,单位是W·h/kg, W·h/L,或者输出功率的大小比功率,W/kg,W/L以及电池的可储存时间的长短;除特殊情况外,质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要;一一次电池一次电池的活性物质发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度,就不能使用了;一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池;常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等;例如;碱性锌锰干电池负极:Zn +2OH——2e—=ZnOH2正极:2MnO2+2H2O +2e—=2MnOOH +2OH—总反应:Zn +2MnO2+2H2O=2MnOOH +ZnOH2补充:银一锌电池电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称;它们的电极材料是Ag2O和Zn,所以叫银一锌电池;电极反应和电池反应是:负极:Zn+2OH-—2e—=ZnOH2正极:Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH-总反应:Zn+Ag2O+H2O=ZnOH2+2Ag利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点;这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面;锂-二氧化锰非水电解质电池以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电极反应为:负极反应:Li=Li++e正极反应:MnO2+Li++e=LiMnO2总反应:Li+MnO2=LiMnO2该种电池的电动势为,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90%,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等;二二次电池二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生;这类电池可以多次重复使用;铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,电介质是H2SO4.铅蓄电池放电的电极反应如下:负极:Pbs+SO42-aq-2e-=PbSO4s氧化反应正极:PbO2s+SO42-aq十4H+aq+2e-=PbSO4s+2H2O l还原反应总反应:Pbs+PbO2s+2H2SO4aq=2PbSO4s十2H2O l铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程:阴极:PbSO4s+2e-=Pbs+SO42-aq还原反应阳极:PbSO4s+2H2O l -2e-=PbO2s+SO42-aq十4H+aq氧化反应总反应:2PbSO4s十2H2O l =Pbs+PbO2s+2H2SO4aq可以把上述反应写成一个可逆反应方程式:Pbs+PbO2s+2H2SO4aq 2PbSO4s十2H2O l三燃料电池燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池;燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件;它工作时,燃料和氧化剂连续的由外部供给,在电极上不断的进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断的提供电能;⑴氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂做电极,使用酸性电解质;它的的工作原理:负极:2H2 -4e-=4H+正极:O2十4H+aq+4e-=2H2O总反应:2H2十O2=2H2O⑵以碱性氢氧燃料电池为例,它的燃料极常用多孔性金属镍,用它来吸附氢气;空气极常用多孔性金属银,用它吸附空气;电解质则由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成,其电极反应为:负极反应:2H2+4OH-=4H2O+4e -正极反应:O2+2H2O+4e -=4OH-总反应:2H2+O2=2H2O除氢气以外,烃、肼、甲醇、氨等液体或气体,均可作燃料电池的燃料;除纯氧外,空气中的氧气也可以做氧化剂;3甲烷燃料电池KOH做电解质用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂;电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O;正极:4H2O+2O2+8e=8OH;电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O知识拓展:海洋电池1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,称之为海洋电池;它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源;海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式:一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空气电池等;这些电池体积大,电能低,价格高;二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等;这种电池要定期充电,工作量大,费用高;海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属Pt、Fe网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的;我们知道,海水中只含有%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧;这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能;两极反应为:负极:Al:4Al-12e-=4Al3+正极:Pt或Fe等:3O2+6H2O十12e-=12OH-总反应式:4Al+3O2十6H2O=4AlOH3↓海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝电极就不会在空气中被氧化,可以长期储存;用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20~50倍;电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦;即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定;海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作;海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀;3. 电解池一电解原理⑴.电解质溶液的导电我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同;通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动;通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动;电极名称:电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极;物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子;⑵.电解①概念:使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解;②电子流动的方向:电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应;与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子也可能是阳极很活泼而本身失去电子而被氧化,发生氧化反应;这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极;③电极反应的类型:阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀;⑶.电解池与原电池的联系与区别能量转变化学能转变为电解电能转变为化学能反应自发能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行,需电解条件性举例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuClCu+Cl2↑2装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应,且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等;重点出击:原电池与电解池的判断⑴判断下图是原电池、电解池还是电镀池,为什么2延伸有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源;它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作,下列各种叙述中错误的是A: Pt是正极B: 负极反应:C: 正极反应:D 正极反应:小结与反思:原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定;若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池;4.实验分析:电解CuCl2溶液1电极材料阴极可用惰性电极,甚至较活泼的金属,但阳极需使用惰性电极,否则会发生氧化反应而溶解;2惰性电极一般指金、铂、石墨电极,银、铜等均是活性电极;3实验现象:通电后,电流表指针发生偏转,阴极石墨棒上析出一层红色固体,阳极表面有气泡放出,可闻到刺激性气味;4淀粉碘化钾试纸的作用:检验阳极产物是否为Cl2;使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持,作用时间不宜太久,否则变蓝后会被Cl2漂白;二、电解的应用I.电解饱和食盐水反应原理1.实验分析:电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液,用碳棒作阳极、铁棒作阴极,将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,接通电源,观察管内发生的现象及试纸颜色的变化;注意:铁棒不可作阳极,否则发生Fe-2e-=Fe2+;碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿;现象:阴、阳两极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝;阴极区域溶液变红;说明阴极区域生成物为碱性物质与H2,阳极产物是Cl2;2.电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分:溶液存在Na+、Cl-、H+、OH-四种离子;电极反应式:阴极:2H++2e-=H2↑还原反应;阳极:2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应;实验现象解释:1阴极区域变红原因:由于H+被消耗,使得阴极区域OH-离子浓度增大实际上是破坏了附近水的电离平衡,由于K W为定值,cH+因电极反应而降低,导致cOH-增大,使酚酞试液变红;2湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因:氯气可以置换出碘化钾中的碘,Cl2+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉变蓝;注意:如果试纸被熏蒸的太久,蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去;电解饱和食盐水的总反应式:该电解反应属于放氢生碱型,电解质与水均参与电解反应,类似的还有K2S、MgBr2等;II、铜的电解精炼1.原理:电解时,用粗铜板作阳极,与直流电源的正极相连;用纯铜板作阴极,与电源的负极相连,用CuSO4溶液加入一定量的硫酸作电解液;CuSO4溶液中主要有Cu2+、、H+、OH-,通电后H+和Cu2+移向阴极,并在阴极发生Cu2++2e-=Cu,OH-和移向阳极,但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电,主要为阳极活泼及较活泼金属发生氧化反应而溶解,阳极反应:Cu-2e-=Cu2+;电解过程中,比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质,在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解,此时阴极仍发生Cu2++2e-=Cu,这会导致电解液浓度不发生变化;Ag、Au不如Cu易失电子,Cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼Au、Ag等贵金属;该过程实现了提纯铜的目的;离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等都有关系;中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响2.电极反应中得失电子的规律1阳极上失电子的规律应首先看电极材料是惰性电极,还是活性电极,如是惰性电极,则由溶液中的阴离子失去电子,阴离子的还原性越强越易失电子,阴离子的放电顺序为:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子;如是活性电极,则这些金属首先失去电子进入溶液,此时溶液中其他离子不再失电子;2阴极上得电子的规律阴极上只能由溶液中阳离子获得电子,阳离子氧化性越强越易得电子,阳离子放电顺序一般为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+盐溶液3变价的金属Fe在作阳极发生氧化反应时电极反应为:Fe-2e-=Fe2+III、电解冶炼铝工业上,用纯净的氧化铝为原料,采用电解的方法制取铝;纯净的氧化铝熔点很高2045℃,很难熔化,现在都用熔化的冰晶石Na3AlF6作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石里,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后进行电解;电极反应式:阴极:4Al3++12e-=4Al阳极:6O2-+12e-=3O2↑总反应式:2Al2O34Al+3O2↑只能电解Al2O3,不能是AlCl3在冶炼铝时,阳极产生氧气,石墨阳极在如此高温条件下,将不断被氧气氧化而消耗,因而需不断补充石墨阳极;三、电镀铜1.原理:电镀时,一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液;把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极,而用镀层金属为阳极,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,并在阴极上被还原成金属析出;电镀铜规律可概括为“阳极溶解,阴极沉积,电解液不变”;工业上电镀常使用有毒电镀液,因此电镀废水应回收有用物质、降低有害物质含量后,达标排放,以防污染环境;2.实验分析:电镀铜实验1待镀件需酸洗去除表面的锈;2电镀液CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮;四、电解质溶液电解时均为惰性电极,pH变化情况,电解液复原所需加入物质及电解类型;1、1分解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐如NaOH、H2SO4、K2SO4等的电解;阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O总反应:2H2O 2H2↑+O2↑阴极产物:H2;阳极产物:O2;电解质溶液复原加入物质:H2O;pH变化情况:原来酸性的溶液pH变小,原来碱性的溶液pH变大,强酸含氧酸强碱的正盐溶液pH 不变;2分解电解型:无氧酸除HF外、不活泼金属的无氧酸盐氟化物除外的电解,如HCl、CuCl2等;阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:CuCl2 Cu+Cl2↑阴极产物:酸为H2,盐为金属;阳极产物:卤素等非金属单质;电解液复原加入物质为原溶质,如电解CuCl2溶液,需加CuCl2;pH变化情况:如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7;如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定;3放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐氟化物除外溶液的电解,如NaCl、MgBr2等;阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物:碱和H2;阳极产物:卤素等非金属单质;电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2;电解液复原加入物质为卤化氢;电解饱和食盐水,要使电解质溶液复原需加入HCl;pH变化情况:电解液pH显着变大4放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,如CuSO4、AgNO3等;阴极:2Cu2++4e-=Cu阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O总反应:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极产物:析出不活泼金属单质;阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气,本例中分别是Cu以及H2SO4、O2.电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物金属价态与原盐中相同;如电解CuSO4溶液,复原需加入CuO;pH变化情况:溶液pH显着变小;规律变化液复原法解反应类型电解质类型解水氧酸质电解水-- > H2 + O2解稀H2SO4低H2O碱溶液质电解水-- > H2 + O2解NaOH溶液高H2O泼金属含氧酸盐质电解水-- > H2 + O2解Na2SO4溶液变H2O练习:电解液中含有K+、Cl —、SO42—、OH —少量、Cu2+、H+少量,用两个石墨棒作电极,电解时,阳极上析出_______,电极反应式是______________;阴极析出_______,电极反应式是______________;改用两个铜棒作电极,则阳极变化是______________________,电极反应式是______________;阴极上析出_______,电极反应式是______________;小结与反思:关键是放电顺序:阳极:活性电极>S2- >I- >Br- >Cl->OH - >含氧酸根>F-阴极:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+> Fe2+> Zn2+ > Al3+> Mg2+> Na+> Ca2+> K+4、金属的电化学腐蚀与防护一、金属腐蚀的类型:1、化学腐蚀:金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀;例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等;2、电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀;二、金属的电化学腐蚀:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀;钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子;金属腐蚀的本质:2金属腐蚀的本质:M—ne—=Mn+三、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较强时阳极Fe:Fe-2e-=Fe2+Fe2++2H2O=FeOH2+2H+阴极杂质:2H++2e-=H2电池反应:Fe+2H2O=FeOH2+H2↑由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀;2吸氧腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较弱时阳极Fe:Fe—2e-=Fe2+阴极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O=2FeOH2由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀;析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的FeOH2被氧所氧化,生成FeOH3脱水生成Fe2O3 铁锈;钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀;Fe+2H2O=FeOH2+H2↑ O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe+O2+2H2O=2FeOH2 2H++2e-→H2析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中;化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系:相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生四、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护法正极:要保护的金属负极:比要保护金属活泼的金属2、外加电流的阴极保护法比组成原电池防护更好阴极:被保护的金属阳极:惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源;3、覆盖保护膜及其他保护方法覆盖保护膜涂油漆,电镀,钝化等改变金属的内部结构钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬习题指导1 解题步骤方法①判断两池原电池还是电解池—②标注电极名称—③写出电极反应式—根据电极产物、溶液成分变化—④描述或解释现象或进行有关计算;练1-01 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中如图所示平面图,经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是 BA、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近解析①判两池:通常有外接电源的装置是电解池,故左图为电解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池;②标电极名:左图由外接电源极性可知I为阴极,II为阳极;右图因Zn比Fe活泼,故III为负极,IV为正极;③写电极反应:左图中,阳极II:金属Fe优先氧化Fe-2e-=Fe2+;阴极I:水中氢放电:2H++2e-=H2;④现象及解释:因I区OH-增生,碱性,使酚酞变红;又右图,正极IV上电极反应:O2+4e-+2H2O = 4OH- 吸氧腐蚀,该区域呈碱性使酚酞变红,B入选;1-02 如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极,并用导线相连接,以NaCl、NaOH溶液为电解溶液,有关该装置的描述正确的是 DA.乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg2+B.甲池中,Pt极的电极反应是 2Cl—2e-=Cl2↑C.随着反应的进行.乙池中 nNaOH保持不变D.反应过程中,甲池中两极附近溶液 PH C <PHPt解析先判两池,乙为原电池,甲为电解池;乙池中,因为在NaOH溶液中Al比Mg易失电子,故Al为原电池的负极,其电极反应式为:Al-3e-+4OH-= =AlO2-+2H2O ;Mg为正极,其电极反应式为:3H2O+3e-=↑+3OH- ;甲池中,Pt电极为阴极: 2H+ +2e- =H2↑, 碳棒C电极为阳极2Cl- -2e- =Cl2↑,电解后溶液为NaOH 溶液;练1-03如图A、B为两个串联的电解池,已知B池中c为铁,d为石墨,电解质溶液为NaCl溶液;试回答:1若A池为用电解原理精练铜装置,则a电极名称为阴极,电极材料是精铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu ,电解质溶液可以是 CuSO4溶液;2B池中c极Fe电极反应式为 2H++2e-=H2↑ 2H2O+2e-=H2 +2OH- ,若在B池中加入少量酚酞试液,开始电解一段时间,铁极附近呈红色;3若A池a极增重12.8g,则B池d极石墨上放出气体在标况下的体积为 4.48L ;电解后,若B池余下的溶液为 400ml,则溶液的PH值是 14 ;练4-04 金属镍有广泛的的用途;粗镍中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质,可电解法制备高纯度原镍已知:氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+, 下列叙述正确的是 DA.阳极发生还原反应,其电极反应式是Ni2+ + 2e- = Nix y a b乙溶液B .电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C .电解后,溶液中存在的阳离子只有 Fe 2+ 、Zn 2+D .电解后,电解模底部阳极泥中中存在 Cu 、Pt解析 这是电解的过程,阳极发生的是氧化反应,A 错;阳极:Zn-2e - = Zn 2+ Fe-2e - = Fe 2+ Ni-2e -=Ni 2+ ,Pt 为惰性金属,不会放电,而Cu 要在金属Ni 全部氧化为Ni 2+后才能放电,但此时Cu 已没有了支撑物了,结果和Pt 一起落下,形成阳极泥,故 D 正确; 阴极:因氧化性Ni 2+>Fe 2+>Zn 2+ ,所以只有 Ni 2++2e -=Ni ,可见,阳极质量减少的是“溶解”下的Zn 、Fe 、Ni,而阴极质量增加的只是析出的镍,两者质量是不相等的,故 B 错;;电解后,溶液中除留下 Fe 2+、Zn 2+ 外,还有 Ni 2+ ,C 也错; 练1-05 铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性 材料,电池总反应式为: Pb+PbO 2+4H ++2SO2-42PbSO 4+2H 2O请回答下列问题不考虑氢、氧的氧化还原: 1 放电时:正极的电极反应式是______________;电解液中H 2SO 4的浓度将变________;当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加________g;2 在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时,若按题27图连接,电解一段时间后,则在A 电极上生成__________、B 电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________;解析:铅蓄电池的负极是铅Pb,正极是二氧化铅PbO 2;放电时电极反应: 正极 A-PbO 2 PbO 2 + 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O 与常见电池不同,铅蓄电池放电时正极材料PbO 2本身参与了电极反应 负极 B-Pb Pb - 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O可见,当通过2mole -时,负极1molPb 变为1mol PbSO 4沉积在负极板上,既净增加1molSO 4,所以当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加 49g;因放电时要消耗H 2SO 4,故;电解液中H 2SO 4的浓度将变小; 完全放电后两极材料都有变为硫酸铅PbSO 4,外接电源时,发生电解过程,电极反应如下: 阴极A-PbSO 4 PbSO 4 + 2e -+ = Pb + SO 42- ,A 电极上生成 Pb 阳极B-PbSO 4 PbSO 4 - 2e -+ 2H 2O = PbO 2 + + 4H ++ SO 42-,B 电极上生成 PbO 2 此时铅蓄电池的正负极的极性将 对换; 2、电极名称判断法根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称,根据X 极所连接在的外接电源极性“+”或“-”判定电解池的电极名称;根据电子或电流流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称;此外根据X 极发生氧化还是还原,移向X 极的离子是阳离子还是阴离子,X 极增重还是减重,X 极区PH 值是升高还是降低等判定X 电极的名称;但要注意X 极指的是在原电池还是电解池;说明:化学上规定,凡发生氧化变化的电极均为阳极,而发生还原的电极均为阴极;据此,从发生的化学变化角度看,原电池中的负极-又叫阳极,正极+又叫阴极;练1-06 x,y 分别为直流电源的两极,通电后,发现a 极质量加,b 极处有无色无味气体放出,符合此情况的是: A备选项a 电极 B 电极 x 电极 溶液 A 锌Zn 石墨C 负 CuSO 4 B石墨C石墨C负NaOH。
电化学基础知识
电化学基础知识电化学是一门研究电子在化学变化中作用的科学。
它主要研究电化学反应的机理、热力学和动力学等。
电化学可以用来研究电解质溶液的性质、金属腐蚀的原理、电池的工作原理、电镀的原理以及电化学分析等。
一、电化学反应一个化学反应发生,需要有电子的转移。
电化学反应也是如此,它需要电子的转移。
一个完整的电化学反应分两个半反应式,分别称为氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应式: A → A+ + e-还原半反应式: B+ + e- → B这两个半反应式通过电子转移而产生化学反应。
氧化半反应式是电子被剥离的一方,称为还原剂,还原半反应式是电子参与化学反应的一方,称为氧化剂。
还原剂和氧化剂组成氧化还原对。
电子是一种基本的负电荷物质,具有负电荷。
二、电化学反应热力学电化学反应的热力学包括了内能、熵、焓、自由能等概念。
自由能是化学反应是否能够自发进行的重要标准,它可以通过以下公式求出:∆G=∆H-T∆S式中:∆G是自由能变化;∆H是焓变化;∆S是熵变化;T是温度。
当∆G<0时,化学反应可以自发进行;当∆G=0时,反应处于平衡状态;当∆G>0时,反应不能自发进行。
三、电化学反应动力学电化学反应动力学主要研究电化学过程中的反应速率和化学动力学规律。
在电化学反应中,主要的影响因素有电极表面的物理化学状态、电化学反应的温度、电化学反应的电位等。
电极表面的物理化学状态是影响电化学反应速率的主要因素。
它可以通过电极的面积、形状、表面不纯物质的存在与否等因素来影响电化学反应速率。
温度对电化学反应速率也有较大的影响。
当温度升高时,电化学反应速率会增加;当温度降低时,反应速率会减慢。
因此,电化学反应的温度是要进行控制的。
电化学反应的电位对电化学反应速率也有较大的影响。
电位是电化学反应中实际电位和标准电位之间的差值。
当实际电位高于标准电位时,电化学反应速率会加快;当实际电位低于标准电位时,反应速率则会减慢。
四、电化学分析电化学分析是依靠电化学原理进行的分析和检测。
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;
电化学基础知识点总结归纳
电化学基础知识点总结归纳原电池1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:(1)两个活泼性不同的电极(2)电解质溶液(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极(3)从电流方向:正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极电化学分析方法1、电化学分析法也称电分析化学法,是基于物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法,由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域,仪器分析法始于1922年捷克化学家 J.海洛夫斯基建立极谱法。
通常将试液作为化学电池的一个组成部分,根据该电池的某种电参数(如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等)与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。
2、电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学,它是电化学和分析化学学科的重要组成部分,与其它学科,如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。
电分析化学已经建立了比较完整的理论体系。
电分析化学既是现代分析化学的一个重要分支,又是一门表面科学,在研究表面现象和相界面过程中发挥着越来越重要的作用。
3、电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法,其操作方便。
许多电化学分析法既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,在生产等各个领域有着广泛的应用。
电化学知识梳理
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理①、原电池:将化学能转变成电能的装置②、形成条件:①活动性不同的两电极(连接);②电解质溶液(插入其中并与电极自发反应);③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称:负极:较活泼的金属(电子流出的一极)正极:较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)④、电极反应:负极:氧化反应,金属失电子正极:还原反应,溶液中的阴离子得电子或氧气得电子(吸氧腐蚀)⑤、电子流向:由负极沿导线流向正极锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu。
负极:Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸。
正极:2H++2e=H2↑总反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+注意:如果在铜锌的导线中加一个电流计,电流计指针会发生偏转。
随时间的延续,电流计指针的偏转角度逐渐减小。
盐桥的作用:盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转,说明有电流通过。
从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极。
根据电流是从正极流向负极,因此,Zn极为负极,Cu极为正极。
而电子流动的方向却相反,从Zn极→Cu极。
电子流出的一极为负极,发生氧化反应;电子流入的一极为正极,发生还原反应。
一般说来,由两种金属所构成的原电池中,较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极。
其原理正是置换反应,负极金属逐渐溶解为离子进入溶液。
反应一段时间后,称重表明,Zn棒减轻,Cu棒增重。
⑵、取出盐桥,检流计指针归零,重新放入盐桥,指针又发生偏转,说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用。
盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,溶液不致流出来,但离子则可以在其中自由移动。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢?Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,溶液带负电荷。
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《电化学基础》知识点归纳work Information Technology Company.2020YEAR第四章电化学基础第一节原电池原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb +SO 42--2e - =PbSO 4↓正极(氧化铅): PbO 2+4H ++SO 42-+2e - =PbSO 4↓+2H 2O充电:阴极: PbSO 4+2H 2O -2e - =PbO 2+4H ++SO 42- 阳极: PbSO 4+2e - =Pb +SO 42-两式可以写成一个可逆反应: PbO 2+Pb +2H 2SO 4 2PbSO 4↓+2H 2O 3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时:负极:2H 2-4e - =4H + 正极:O 2+4e - +4H + =2H 2O 当电解质溶液呈碱性时:负极: 2H 2+4OH --4e -=4H 2O 正极:O 2+2H 2O +4 e - =4OH -放电充电另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e-=+7H2O;正极:4H2O+2O2+8e=8OH。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理:回收利用第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应:阳极: 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极: Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式: CuCl2 =Cu+Cl2↑7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液点解产物的规律类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl 电解质减小增大HClCuCl2——CuCl2放H2生成碱型阴极:水放H2生碱阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大HCl放氧生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:水放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜电解水型阴极:4H+4e- == 2H2↑阳极:4OH-4e- == O2↑+2H2ONaOH水增大增大水H2SO4减小Na2SO4不变上述四种类型电解质分类:(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne - == M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne - == M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl-通直流电后:阳极:2Na+ + 2e- == 2Na阴极:2Cl-— 2e- == Cl2↑☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。
①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。
若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
☆原电池,电解池,电镀池的比较子正极:还原反应,溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)去电子,或电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得到电子子阴极:电镀液中阳离子得到电子电子流向负极→正极电源负极→阴极电源正极→阳极同电解池溶液中带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池联系在两极上都发生氧化反应和还原反应☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图:阳极(失) e- 正极(得) e- 负极(失) e- 阴极(得)第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀内容:(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子失去电子而被氧化的过程电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质溶液接触金属与非电解质直接接触现象有微弱的电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化的过程金属被氧化的过程关系化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严重(4)、电化学腐蚀的分类:析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)②电极反应:负极: Fe – 2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气①条件:中性或弱酸性溶液②电极反应:负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成 Fe(OH)3, Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下:外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护(1)、牺牲阳极的阴极保护法原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护(2)、外加电流的阴极保护法原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。
通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等(3)金属腐蚀的分类:化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
11。