电化学基础复习总结

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电化学基础知识汇总

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

《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。

电化学知识点总结

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。

电化学知识点总结

电化学知识点总结

电化学知识点总结电化学是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中有关规律的科学。

它是化学学科的一个重要分支,在日常生活、工业生产以及科学研究中都有着广泛的应用。

下面我们来对电化学的一些重要知识点进行总结。

一、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。

1、构成条件(1)两个活泼性不同的电极,其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼。

(2)电解质溶液。

(3)形成闭合回路。

(4)能自发地发生氧化还原反应。

2、工作原理以铜锌原电池为例,在稀硫酸溶液中,锌比铜活泼,锌失去电子成为锌离子进入溶液,电子通过导线流向铜电极,溶液中的氢离子在铜电极上得到电子生成氢气。

在这个过程中,锌电极发生氧化反应,是负极;铜电极发生还原反应,是正极。

负极的电极反应式为:Zn 2e⁻= Zn²⁺;正极的电极反应式为:2H⁺+ 2e⁻= H₂↑。

3、原电池的正负极判断(1)根据电极材料:较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电子流动方向:电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。

(3)根据电流方向:电流流出的一极为正极,电流流入的一极为负极。

(4)根据离子移动方向:阴离子移向的一极为负极,阳离子移向的一极为正极。

(5)根据电极反应类型:发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。

二、电解池电解池是将电能转化为化学能的装置。

1、构成条件(1)直流电源。

(2)两个电极(惰性电极或活性电极)。

(3)电解质溶液或熔融电解质。

(4)形成闭合回路。

2、工作原理以电解氯化铜溶液为例,连接电源正极的电极称为阳极,发生氧化反应,氯离子在阳极失去电子生成氯气;连接电源负极的电极称为阴极,发生还原反应,铜离子在阴极得到电子生成铜单质。

阳极的电极反应式为:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑;阴极的电极反应式为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu。

3、电解池的阴阳极判断(1)与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极。

电化学基础知识点总结归纳

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。

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。

高考电化学专题复习知识点总结完美版

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一、原电池的工作原理装置特点: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④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极: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; 原基本概念: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;理电极反应方程式:电极反应、总反应;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↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应: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:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②碱性锌——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 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总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; 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;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`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;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;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念: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;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类: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、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。

高中选修4电化学基础知识点总结

高中选修4电化学基础知识点总结

装置特点:化学能转化为电能。

①、两个活泼性分歧的电极;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映); 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;发生氧化反映。

池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路获得电子,发生还原反映。

原 电极反映方程式:电极反映、总反映。

理氧化反映反映原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H +电极反映: 负极(锌筒)正极(石墨)2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反映: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(反映面积增大,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:总反映:PbO 24+2H 2O 电解液:1.25g/cm ~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 电极反映产物不断排出电池。

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: 总反映:O 2 +2H 2 =2H 2O失e -,沿导线传递,有电流产生移向化学电源简介特点:转化率高,持续使用,无污染。

废旧电池的风险:旧电池中含有重金属(Hg 2+)酸碱等物质;回收金属,防止污染。

电化学基础知识

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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。

高中选修4 电化学基础知识点总结

高中选修4 电化学基础知识点总结

高中选修4 电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结:电化学装置的特点是将化学能转化为电能。

它由两个活泼性不同的电极组成,需要在电解质溶液中形成闭合回路才能发挥作用。

电负极用还原性较强的物质,向外电路提供电子,发生氧化反应;正极用氧化性较强的物质,从外电路得到电子,发生还原反应。

电极反应会形成总反应,同时失去的电子沿导线传递,产生电流。

例如,负极为锌筒,正极为石墨的铜锌原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应为Zn + 2H^+ =Zn^2+ + H_2.普通锌——锰干电池的总反应为Zn + 2NH_4Cl + 2MnO_2 = ZnCl_2 + 2NH_3 + 2H_2O + 2Mn(OH)_2.这种干电池电量小,放电过程易发生气涨和溶液断解离。

碱性锌——锰干电池的负极由锌改为锌粉,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。

放电铅蓄电池的总反应为PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 =2PbSO_4 + 2H_2O。

蓄电池的特点是电压稳定。

镍——镉(Ni——Cd)可充电电池的放电反应为Cd +2NiO(OH) + 2H_2O = Cd(OH)_2 + 2Ni(OH)_2.银锌蓄电池和锂电池也是常见的可充电电池。

与普通电池不同,燃料电池不是将还原剂和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,同时产物也不断排出电池。

燃料电池的原料除了氢气和氧气外,还可以是CH_4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。

例如,氢氧燃料电池的总反应为O_2 + 2H_2 = 2H_2O,具有转化率高、持续使用、无污染等特点。

废旧电池中含有重金属和酸碱等有害物质,回收金属可以防止污染。

腐蚀是指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。

腐蚀会带来很多危害,其本质是金属与氧化反应。

腐蚀可以分为化学腐蚀和电化腐蚀两种形式。

电化腐蚀是因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式。

电化学基础专题复习(知识点全)

电化学基础专题复习(知识点全)

电化学基础专题复习【课标考纲要求】(1)了解..出电极反应和电池反应方程式。

了解..常见化学电源的种类及其工作..原电池和电解池的工作原理,能写原理。

(2)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。

一、原电池【实验】把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯里,可以看到锌片上有气泡产生,铜片上没有气泡产生。

再用导线把锌片和铜片连接起来,观察铜片上有没有气泡产生?再导线中间接入一个电流表,观察电流表指针是否偏转?1.定义:将化学能转化为电能的装置叫原电池。

2.构成的条件(1)电极材料。

两种活动性不同.....的金属或金属和其它导电性的非金属(或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。

3.正负极的判断(失去电子的电极是负极、燃料永远是负极)(1)由两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

(注意:镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;若镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。

)(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。

(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极..........................。

(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应.................。

因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。

(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,..........................该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该............................................电极溶解,电极为负极,活泼性较强。

电化学基础知识点总结归纳

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。

高考电化学基础知识点总结归纳

高考电化学基础知识点总结归纳

高考电化学基础知识点总结归纳电化学是化学科学中的一个重要分支,研究电能与化学能的相互转化过程。

在高考化学考试中,电化学是一个重要的考点。

本文将对高考电化学基础知识点进行总结和归纳,帮助广大考生更好地备考。

一、电化学基本概念1. 电解质和非电解质的定义与区别电解质是能在溶液中或熔融状态下导电的物质,如酸、碱和盐等。

非电解质则是不能导电的物质,如糖、酒精等。

电解质和非电解质的区别在于它们的溶液或熔融态中是否存在离子。

2. 电解和非电解的定义与区别电解是指通过外加电压使电解质发生化学变化而转化成气体、溶液或固体的过程。

非电解则是指不需要外加电压就能自发发生化学变化的过程。

3. 电池和电解槽的区别电池是将化学能转化为电能的装置,包括原电池、干电池和蓄电池等。

而电解槽是将电能转化为化学能的装置,用于进行电解实验。

二、电解基本原理1. 电解过程中的电极反应电解过程中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。

例如,电解盐溶液时,阳极上发生阴离子的氧化反应,阴极上发生阳离子的还原反应。

2. 电解方程式的写法与计算电解方程式为表示电解过程中电极反应的化学方程式。

在平衡态下,电解方程式应满足电量守恒定律和电荷守恒定律。

通过电解方程式,可以计算电解过程中的物质的摩尔质量、溶液浓度等。

三、电池和电解槽1. 电池的构造和工作原理电池由正极、负极和电解质构成。

正极是发生还原反应的电极,负极是发生氧化反应的电极,而电解质则是帮助离子传导的物质。

电池的工作原理是通过正负极的氧化还原反应,将化学能转化为电能。

2. 电池的电动势和电解槽的电解电流电池的电动势是指电池正负极之间产生的电势差。

电解槽的电解电流是指单位时间内通过电解槽的电荷量。

电池的电动势和电解槽的电解电流可以通过化学反应速率和溶液浓度的变化来调节。

四、电化学中的常用实验方法1. 电极势差的测定方法电极势差是指电解过程中正负极之间的电势差。

常用的测定方法有基于电池原理的电动势测定法和基于电解原理的电动势测定法。

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6-3~4电化学原理一、电化学装置——原电池和电解池的联系比较
二、几种特殊的电池
1、蓄电池
又称次电池、充电电池,蓄电池在工作(放电)过程中属于池反应,在充电过程中属于池反应。

放电时——、两极的电极反应式的书写时~分析电解质溶液是否参与电极反应(直接反应或明显发生后继反应);充电时——、两极的电极反应式的书写时~分析电极材料和离子放电顺序。

例析:Ag—Zn高能电池(钮扣电池)由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。

总反应为:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
根据原电池原理可知:Zn做负极,Ag2O做正极,电解质溶液为KOH溶液。

负极极失去电子发生氧化反应:Zn–2e-=Zn2+,Zn2+与溶液中的OH-反应Zn2++2OH-=Zn(OH)2,所以负极反应式为:Zn–2e-+2OH-=Zn(OH)2;
正极为Ag2O得到电子发生还原反应,即Ag2O+2e-=2Ag+O2- ,O2-在中性或碱性环境结合H2O生成OH-,所以正极反应式为:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。

2、燃料电池
燃料电池是一种不经燃烧而将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。

不发火焰(不转化光能,热能转化很少),化学能直接转化为电能,能量转化程度高达80%以上。

所有的燃料电池的工作原理一样,反应书写有规可循。

如果燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同(一般为酸性条件),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,要注意一般电解质溶液要参与电极的后继反应(一般为碱性条件)。

3、盐桥电池
如Cu-Zn原电池中以KCl溶液做电解质
盐桥的作用仅仅是导电,利用了其中的阴阳离子的定向移动将两个烧杯形成闭合回路。

锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极Cu,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。

另外以含有离子的琼脂块作盐桥,应用很广泛。

4、其它因介质而不同的电池
(1)镁铝因酸碱而不同的电池···
(2)铜铁因硝酸浓稀而不同的电池···
5、常见原电池方程式
1.熔融碳酸盐燃料电池
(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):
正极:O2+2CO2+4e- →2(CO3)2-(持续补充CO2气体)
负极:2CO+2(CO3)2--4e- →4CO2
总反应式:2CO+O2=2CO2
2.银锌纽扣电池(碱性介质)
正极(Ag2O) :Ag2O+H2O+2e- →2Ag+2OH-
负极(Zn) :Zn+2OH-2e- →ZnO+H2O
总反应式:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag 或Zn+A2O+H2O==2Ag+Zn(OH)2
3. 碱性锌锰电池(KOH介质)
正极(MnO2):2MnO2+2H2O+2e- →2MnOOH+2OH-
负极(Zn):Zn+2OH-2e- →Zn(OH)2
总反应式:Zn+2MnO2+2H2O→2MnOOH+Zn(OH)2
三、金属腐蚀与防护
1、金属腐蚀
(1)定义——金属或合金与周围接触到的物质发生反应使金属原子电子发生反应被变质的过程。

(2)分类——一般可分为化学腐蚀与电化学腐蚀(本质区别~是否形成原电池反应)。

* 化学腐蚀~~ 金属与接触到氧化性较强的物质直接发生氧化还原反应。

* 电化学腐蚀~~不纯的金属或合金与接触的电解质溶液形成原电池而反应变质的腐蚀。

是金属的腐蚀中最普遍一种类型。

钢铁在潮湿的空气中所发生电化学腐蚀最为突出。

I、析氢腐蚀(氢前金属)
1)定义——金属在酸性较(强)的溶液里放出气的电化学的腐蚀叫做析氢腐蚀。

2)成因——在钢铁制品中一般都含有石墨(C)或碳化铁(Fe3C)。

在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽附着一层薄薄的水膜,形成了无数个以铁为负极、碳或碳化铁为正极、酸水膜为电解质溶液的微小原电池。

3)电极反应
负极(铁):铁被氧化~ ;(Fe-2e-=Fe2+)
正极(碳或碳化铁):溶液中的H+被还原~ ;(2H++2e-=H2↑)
II、吸氧腐蚀
1)定义——金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀,叫吸氧腐蚀。

是造成钢铁腐蚀的主要原因。

2)电极反应
负极(铁):;正极(碳或碳化铁):;
3)总反应方程式:。

4)后继反应:,2Fe(OH)3== Fe2O3+3H2O~~ Fe2O3·xH2O(生锈)。

~~2Fe - 4e- = 2Fe2+ ~~ O2 + 4e- + 2H2O -= 4OH-
~~2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
2、金属腐蚀/反应快慢的判断方法
(1)在同一电解质溶液中:电解池阳极促进>原电池负极促进>化学腐蚀>原电池正极抑制>电解池阴极抑制。

例析:五个盛等浓度的稀硫酸的烧杯:A~~Fe-(+)、B~~Fe-(-)、C~~Fe、D~~Fe-Cu、E~~Fe-Zn,比较Fe腐蚀的快慢顺序。

(2)对同一金属来说,电解质溶液离子浓度越大,腐蚀越快;浓度相差不大时:强电解质>弱电解质>非电解质。

(3)活泼性不同的金属,活动性差别越大,腐蚀越。

(4)对同种电解质溶液,浓度越大,腐蚀越。

例析:取A、B、C三个相同的细U形管分别加入等体积的三种不同液体:A——浓盐酸、B——浓硫酸、C——饱和食盐水,左端均分别盖橡皮塞插铜丝拧着的铁丝但都不与溶液接触,并且保持气密性良好,右侧与空气相通,相当一段时间后,对比三者现象的不同:A——、B——、C——。

3、金属防护
(1)环境防腐~~放于干燥通风处,避免接触溶液和强氧化剂
(2)结构防腐~~改变金属内部结构制成合金(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)
(3)隔离防腐~~在金属表面覆盖保护层
a、在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质;
b、在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属;
c、用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。

(表面钝化)
(4)电化防腐~~电化学保护法~~即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

a外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的极相连)
b牺牲负极的正极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接)
注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O 和N2。

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