电化学基础PPT课件
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人教高中化学选修4课件：第4章 电化学基础
练习：把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若
a、b相连时，a为负极；
a ＞b
c、d相连时，电流由d到c；
c＞d
a、c相连时，c极产生大量气泡，
a＞c
b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。
d＞b
则四种金属的活泼性顺序为： a＞c ＞ d ＞ b 。
原电池原理应用：
(2)比较反应速率 当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时, 纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
组成原电池的条件
1.内部条件：能自发进行氧化还原反应 2.外部条件：
（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属单质或金属氧化物）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。
两极一液成回路，氧化还原是中心
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
2.依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原 电池如图所示。
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
电化学基础-PPT课件
Cu
√E
F
M
N
CCuu2SS OO 44
酒精
N a C l溶 液
H 2SO 4 H 2SO 4
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
例2. 在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用 导线连接的锌片和铜片，下列叙述正
确的是( D )
(A)正极附近的SO42 －离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片
知识结构
电化学基础
氧化还 原反应
§1原电池
化学能转化 §3电解池
为电能，自
§2化学电源
发进行
电能转化为
化学能，外
§4金属的电化学腐蚀与防护 界能量推动
一、原电池原理
把化学能转变为电能的装置叫 原电池
要解决的问题： 1. 什么是原电池？ 2. 原电池的工作原理？ （电子的流向、电流的流向、离子的流向、形 成条件、电极的判断、电极反应的写法）
(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？ 利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。
(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作 用？碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起
构成原电池，加速铁屑的氧化。 氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。
(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2+2H2O + 4e- = 4OH总反应：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3
反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反 应方程式为
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率， 因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的 熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气， 空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制 得在650℃下工作的燃料电池，完成有关 的电池反应式：
《电化学基础》课件
电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度，是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下，反应速率可由实验测定，对于一些特 定的电化学反应，也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数，它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下，反应速率常数可以通过实验测定，也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大，表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程，从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理，同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段，通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象，探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数，以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器，以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程，如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料，如正负极材 料、电解液、隔膜等。
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
② 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 ③ 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
应用电化学基础理论PPT课件
04
燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等，氧化剂可以是氧气或空 气，通过控制反应条件可以实现高效、清洁的能源利用。
电镀与金属的电化学腐蚀防护
电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层金属或合金 的过程，以提高金属的耐腐蚀性、耐磨性、装饰性和
功能性。
输标02入题
电镀过程中，阳极上的金属离子会通过电解作用沉积 在阴极表面形成镀层，可以控制镀层的厚度和成分。
反应和电解池反应。
电极反应
电子转移
电化学反应中，电极与电 解质溶液界面上的反应， 包括氧化和还原反应。
电化学反应中，电子从一 个原子或分子转移到另一 个原子或分子的过程。
离子转移
电化学反应中，离子在 电解质溶液中的迁移过
程。
电解质溶液
电解质
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。
电导率
衡量电解质溶液导电能力的物理量，与溶液 中离子的浓度和迁移率有关。
详细描述
电化学反应速率常数的大小反映了电化学反 应的快慢程度，其值越大，反应速率越快。 在一定条件下，可通过实验测定电化学反应 速率常数。
总结词
电化学反应的活化能是影响电化学反应 速率的重要因素之一，其大小与反应物
质的性质和温度等因素有关。
详细描述
活化能的大小决定了电化学反应的难易程度，活化能越高，反应越难以进行。在一定条件下，可通过实验测定电 化学反应的活化能。
目的
通过本PPT课件的学习，使学习者掌 握电化学的基本原理和应用，了解电 化学在解决实际问题中的重要性和作 用。
意义
通过深入了解电化学的应用，为解决 能源、环境、材料等领域的实际问题 提供理论支持和实践指导，促进相关 领域的发展和进步。
02 电化学基本概念
燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等，氧化剂可以是氧气或空 气，通过控制反应条件可以实现高效、清洁的能源利用。
电镀与金属的电化学腐蚀防护
电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层金属或合金 的过程，以提高金属的耐腐蚀性、耐磨性、装饰性和
功能性。
输标02入题
电镀过程中，阳极上的金属离子会通过电解作用沉积 在阴极表面形成镀层，可以控制镀层的厚度和成分。
反应和电解池反应。
电极反应
电子转移
电化学反应中，电极与电 解质溶液界面上的反应， 包括氧化和还原反应。
电化学反应中，电子从一 个原子或分子转移到另一 个原子或分子的过程。
离子转移
电化学反应中，离子在 电解质溶液中的迁移过
程。
电解质溶液
电解质
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。
电导率
衡量电解质溶液导电能力的物理量，与溶液 中离子的浓度和迁移率有关。
详细描述
电化学反应速率常数的大小反映了电化学反 应的快慢程度，其值越大，反应速率越快。 在一定条件下，可通过实验测定电化学反应 速率常数。
总结词
电化学反应的活化能是影响电化学反应 速率的重要因素之一，其大小与反应物
质的性质和温度等因素有关。
详细描述
活化能的大小决定了电化学反应的难易程度，活化能越高，反应越难以进行。在一定条件下，可通过实验测定电 化学反应的活化能。
目的
通过本PPT课件的学习，使学习者掌 握电化学的基本原理和应用，了解电 化学在解决实际问题中的重要性和作 用。
意义
通过深入了解电化学的应用，为解决 能源、环境、材料等领域的实际问题 提供理论支持和实践指导，促进相关 领域的发展和进步。
02 电化学基本概念
电化学基本概念ppt课件
i i
两相间建立平衡电势
电极（Electrode)
电极材料/电解质
Zn|Zn2+, SO42Pt|H2,H+ Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
电极（Electrode)
电极材料/电解质 •传递电荷
Zn|Zn2+,SO42-,
•氧化或还原反应
Pt|H2,H+
的地点
•“半电池”
Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联）
e-
i
H2
Cl2
Na+
Cl-
Ag
Ag+
ei
Ag+
Ag+
H+
OH-
阴极
阳极
H+
NO3-
银阴极 银阳极
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联） 4. 适用于单个电化学装置的多个反应（并联）
I
负极 e
e 正极
-2e Pb
Pb2+ PbSO4
H2O H+
SO4= SO4= H+
硫酸
+2e PbO2
Pb2+ PbSO4
铅酸蓄电池 (1860年--)
充电
(吸收电能)
负极 e
e 正极
Pb2+ PbSO4
+2e
Pb
Pb2+
H2O
PbSO4
部编人教版高二化学选修4《第4章电化学基础第1节原电池》课堂教学精品ppt课件
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5．原电池的“盐桥”中装的必须是电解质，原电池工
作时导线上有电子通过，盐桥中也一定有电子通
过
()
提示：错误．因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电，电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电，故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子．
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一、原电池工作原理 1．原电池工作原理图示
返回
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1．如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
返回
解析：依据构成原电池的四个必要条件分析：A中两电 极相同；C中没有构成闭合回路；D中酒精是非电解 质．唯有B符合条件． 答案： B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池．X、Y相连时，X为负极；Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1．原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断．对原电池而言，活
泼的金属是负极，活泼性较弱或能导电的非金属是 正极． (2)根据电流方向或电子流动方向判断．原电池中，电流 由正极流向负极，电子由负极流向正极．
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断．在原电 池内，阳离子移向正极，阴离子移向负极．
的关系)．
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不. 能实现该反应的原电池
是
()
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3 C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3
5．原电池的“盐桥”中装的必须是电解质，原电池工
作时导线上有电子通过，盐桥中也一定有电子通
过
()
提示：错误．因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电，电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电，故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子．
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一、原电池工作原理 1．原电池工作原理图示
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1．如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
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解析：依据构成原电池的四个必要条件分析：A中两电 极相同；C中没有构成闭合回路；D中酒精是非电解 质．唯有B符合条件． 答案： B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池．X、Y相连时，X为负极；Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1．原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断．对原电池而言，活
泼的金属是负极，活泼性较弱或能导电的非金属是 正极． (2)根据电流方向或电子流动方向判断．原电池中，电流 由正极流向负极，电子由负极流向正极．
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断．在原电 池内，阳离子移向正极，阴离子移向负极．
的关系)．
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不. 能实现该反应的原电池
是
()
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3 C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3
物理化学电子课件第七章电化学基础
第二节 电解质溶液
六、电导测定的应用
2. 难溶盐或微溶盐在水中的溶解度很小，很难用普通的滴定方法测 定出来，但是可以用电导的方法测定。用一已预先测定了电导率的高 纯水，配置待测微溶或难溶盐的饱和溶液，测定此饱和溶液的电导率 κ，则测出值为盐和水的电导率之和，故
第二节 电解质溶液
3. 在科学研究及生产过程中，经常需要纯度很高的水。例如，半导 体器件的生产和加工过程，清洗用水若含有杂质会严重影响产品质量 甚至变为废品。
第二节 电解质溶液
表7－2 25 ℃时几种浓度KCl水溶液的电导率
第二节 电解质溶液
四、摩尔电导率与浓度的关系
科尔劳施 (Kolrausch)对电解质溶液的摩尔电导率进行了深入的 研究，根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电 导率Λm与其浓度c的平方根呈直线关系，即科尔劳施经验式：
第七章 电化学基础
第一节 电化学的基本概念 第二节 电解质溶液第三节 可逆电池及原电池热力学 第四节 电极电势 第五节 不可逆电极过程 第六节 电化学的基本应用
第一节电化学的基本概念
一、电解池与原电池
电化学的根本任务是揭示化学能与电能相互转换的规律，实现这 种转换的特殊装置称为电化学反应器，分为电解池和原电池两类。电 解池是将电能转化为化学能的装置，而原电池是将化学能转化为电能
第三节 可逆电池及原电池热力学
四、可逆电池的热力学 1.可逆电池的电动势E与电池反应的摩尔反应吉布斯函数ΔrGm的关
在恒温、恒压且电池可逆放电过程中，系统吉布斯函数的变化量等 于系统与环境间交换的可逆电功，即等于电池的电动势E与电量Q的乘积。 根据法拉第定律，每摩尔电池反应的电量为zF，故
第三节 可逆电池及原电池热力学
高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护课件新人教选修4.ppt
4．钢铁的电化学腐蚀 (1)钢铁的电化学腐蚀的分类： 电化学腐蚀析 吸氢 氧腐 腐蚀 蚀
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：
酸性较强
中性 酸性很弱
2H+ + 2e - === H2↑ O2+2H2O+4e- === 4OH Fe+2H + === Fe2 ++H2↑ 2Fe+2H2O+O2 == 2Fe(OH)2
被氧化的金属为 Cu ，被保护的金属为 Fe 。
一、金属的腐蚀 1．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。 2．本质 金属原子 失去 电子变为 阳 离子，金属发生 氧化 反应。
3．分类 (1)化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的 腐蚀。 (2)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，比较活泼的金属失电子而被氧化。
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
(1)原电池中，较活泼的金属 失去 电子， 发生 氧反化应，而使金属被氧化。如 Zn－Cu－稀H2SO4原电池中，被氧化 的金属为 Z，n 被保护的金属为 C。u
(2)电解池中，若阳极不是惰性电极，则阳极金属 失去 电子，发生 氧化 反应，引起阳极金属不
断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：
2．金属的防护措施
下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ( B )
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损 后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很 慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利 用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是 钢铁的电化学保护法
《电化学基础》课件
学习储能装置和电池技术的原 理，如锂离子电池和太阳能电 池。
燃料电池和电化学传感器
燃料电池
探索燃料电池的原理与应用，如氢燃料电池和燃料电池汽车。
电化学传感器
了解电化学传感器的工作原理，以及其在环境监测和医学诊断中的应用。
《电化学基础》PPT课件
本PPT课件将介绍电化学的基础理论、动力学、电池与电解池、电化学表征技 术以及电化学的应用领域，带你深入了解这个令人着迷的领域。
电化学基础理论
1 电化学基础概念
2 电化学反应的基本
学习电化学的基础概念，
特征和实验表征方 法
包括电解质、离子和电
探索电化学反应的特征
子传输。
以及实验方法，包括溶
了解反应速率和速率常数的 定义及其在动力学研究中的 重要性。
电池和电解池
1
电池和电解池的基本概念
探索电池与电解池的原理和应用，包
奥姆定律和纳尔斯特方程
2
括电子转移和离子传输过程。
学习奥姆定律和纳尔斯特方程，揭示
电池和电解池中电流与电势之间的关
系。
3
活性质量、化学放电和电化学 效率
和计时电流法
深入了解线性扫描伏安法和循环伏安法的 原理和应用。
探索电位阶跃法和计时电流法在电化学研 究中的重要性。
电化学应用
电催化和电极催化反应
电化学合成和电化学分析 储能装置和电池技术
了解电催化和电极催化反应的 应用，如催化转化和废水处理。
探索电化学合成和电化学分析 在化学工业和实验室中的应用。
电解和电沉积过程
4
响，以及化学放电和电化学效率的计
算。
了解电解和电沉积在电化学中的应用
以及相关实验和工业过程。
电化学单元部分概述ppt课件
表观摩尔电导率。
起始浓度 平衡浓度
AB
c c(1-α)
A+ + B-
0
0
cα
cα
把
带入上式并整理，得到下式
即奥斯特瓦尔德稀释定律
3）测定难溶盐的溶解度 AB(S) ≒ A+ + BH2O ≒ H+ + OH-
溶液的导电由 A+ 、B-、H+ 、OH- 承担，因此， κ（A+、B-）= κ（溶液）- κ（ H+、OH-）
§ 8. 3. 4 电导测定的应用*
1）检验水的纯度 普通蒸馏水 重蒸馏水 去离子水 电导水 理论计算纯水
κ= 1×10-3 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ= 5.5×10-6 S•m-1
2) 计算弱电解质的电离度和离解常数 无限稀释摩尔电导率；
原电池
化学能
电能
电解池
溶液的导电性 ——— 第八章内容；
电极电势的产生 —— 第九章内容；
外加电动势与可逆的偏差——第十章内容
电化学在科学研究和国民经济中的重要作用
1、电化学测试 pH、电导、离子选择电极（直接测定离子浓度） 、 电位滴定、 电导滴定、极谱分析、库仑分析、电化学传感器
2、电化学工业 电解（冶炼、精炼）、电镀、化学电源（燃料电池、锂离子电池） 电催化、电合成反应
t 时间通过截面的总电量 Q = Q+ + Q- = n + z + F + n – z - F
Q = c xαz + A r + t F + c yαz – A r – t F Q / t = I = c xαz + A r + F + c yαz – A r – F = I + + I 由于溶液是电中性，因此 x z + = y z – I = c xαz + A (r + + r – ) F = c yαz – A (r + + r – ) F
起始浓度 平衡浓度
AB
c c(1-α)
A+ + B-
0
0
cα
cα
把
带入上式并整理，得到下式
即奥斯特瓦尔德稀释定律
3）测定难溶盐的溶解度 AB(S) ≒ A+ + BH2O ≒ H+ + OH-
溶液的导电由 A+ 、B-、H+ 、OH- 承担，因此， κ（A+、B-）= κ（溶液）- κ（ H+、OH-）
§ 8. 3. 4 电导测定的应用*
1）检验水的纯度 普通蒸馏水 重蒸馏水 去离子水 电导水 理论计算纯水
κ= 1×10-3 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ< 1×10-4 S•m-1 κ= 5.5×10-6 S•m-1
2) 计算弱电解质的电离度和离解常数 无限稀释摩尔电导率；
原电池
化学能
电能
电解池
溶液的导电性 ——— 第八章内容；
电极电势的产生 —— 第九章内容；
外加电动势与可逆的偏差——第十章内容
电化学在科学研究和国民经济中的重要作用
1、电化学测试 pH、电导、离子选择电极（直接测定离子浓度） 、 电位滴定、 电导滴定、极谱分析、库仑分析、电化学传感器
2、电化学工业 电解（冶炼、精炼）、电镀、化学电源（燃料电池、锂离子电池） 电催化、电合成反应
t 时间通过截面的总电量 Q = Q+ + Q- = n + z + F + n – z - F
Q = c xαz + A r + t F + c yαz – A r – t F Q / t = I = c xαz + A r + F + c yαz – A r – F = I + + I 由于溶液是电中性，因此 x z + = y z – I = c xαz + A (r + + r – ) F = c yαz – A (r + + r – ) F
第2章1腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学ppt课件
O2 + H2O + 4e → 4OH电子由阳极区提供，产生的OH－使pH值升高，酚酞显示出粉红色。 在浓差的推动下，Fe2+和OH—相互扩散，在水滴中部出现棕黄色的铁锈。
4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O → 4Fe（OH）3↓
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
蓝色、阳极
氧化反应; 正极(Anode): 电势高，电子流入，发生
还原反应。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
例2. 原电池 锌锰干电池结构
NH4Cl, ZnCl2和MnO2 浆状物 正极：石墨 （带铜帽） 负极：锌（外壳）
棕色、铁锈
蓝色、阳极 红色、阴极
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
使用的指示剂的浓度应尽可能低，否则会干扰上述的电极过程。
2Fe - 4e → Fe2+ 阴极过程：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
例如，过多的K3[Fe（CN）6]，可能发生Fe（CN）63－的还原，消耗 电子，提供阴极过程，而K3[Fe（CN）6]2的沉淀在阳极区，也可能使氧更 难于进入，加速阳极过程。因此K3[Fe（CN）6]的浓度应尽可能低，最好 只显示兰色而无沉淀。
溶解 氧化反应、阳极
氢气析出 还原反应、阴极
将Zn和Cu放入稀硫酸中并用导线相互连接，
就构成Zn-Cu原电池。于是在Zn电极上发生Zn
的溶解，而在Cu电极上析出氢气，两电极间有
电流流动。在电池作用中发生金属氧化反应的
4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O → 4Fe（OH）3↓
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
蓝色、阳极
氧化反应; 正极(Anode): 电势高，电子流入，发生
还原反应。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
例2. 原电池 锌锰干电池结构
NH4Cl, ZnCl2和MnO2 浆状物 正极：石墨 （带铜帽） 负极：锌（外壳）
棕色、铁锈
蓝色、阳极 红色、阴极
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
使用的指示剂的浓度应尽可能低，否则会干扰上述的电极过程。
2Fe - 4e → Fe2+ 阴极过程：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
例如，过多的K3[Fe（CN）6]，可能发生Fe（CN）63－的还原，消耗 电子，提供阴极过程，而K3[Fe（CN）6]2的沉淀在阳极区，也可能使氧更 难于进入，加速阳极过程。因此K3[Fe（CN）6]的浓度应尽可能低，最好 只显示兰色而无沉淀。
溶解 氧化反应、阳极
氢气析出 还原反应、阴极
将Zn和Cu放入稀硫酸中并用导线相互连接，
就构成Zn-Cu原电池。于是在Zn电极上发生Zn
的溶解，而在Cu电极上析出氢气，两电极间有
电流流动。在电池作用中发生金属氧化反应的
《电化学基础》PPT课件
一、电极电势的产生 原电池可产生电流，说明两电极间形成了电势
差。当电池内部无电流通过或通过的电流极小而接 近于零时，所测得的电势差就等于原电池的电动势E， 它代表了正负电极之间的电势差，即：
E＝ E + - E -
问题：单个电极的电势是怎样产生的？ 为什么不同电极具有不同的电势？
+++++ +++++
氧化值：把反映电子偏移情况的“形式电荷”数称为 “氧化值”。
(1)在单质中元素的氧化值等于零，因为原子间成键 电子并不偏离一个原子而靠近另一个原子。
(2)在二元离子化合物中，各元素的氧化值和离子的 电荷数相一致。
(3)在共价化合物中，成键电子对总是向电负性大的 元素靠近，所以电负性最大的F元素氧化值总是-1， 电负性次大的O元素一般为-2（在过氧化物中为-l， 在氟化物OF2、O2F2中分别为十2和十1 ），最常见 的H元素一般为+1（在盐型氢化物中为-1）。然后 按照化合物中各元素氧化值的代数和等于零(即整个 分子必定电中性)的原则来确定其他元素的氧化值。
金属-金属难 溶盐电极
Hg2Cl2 / Hg
Hg | Hg2Cl2 (s) | Cl-(c) Hg2Cl2+2e- =2Hg + 2Cl-
氢气电极
甘汞电极
例：将下列反应组装成原电池
2Al + 3NiCl2
2AlCl3 + 3Ni
解 负极：Al(s) →Al3+ + 3e正极：Ni2+ + 2e- → Ni(s)
负极反应： Zn(s) 还原态
Zn2+(aq) + 2e氧化态
差。当电池内部无电流通过或通过的电流极小而接 近于零时，所测得的电势差就等于原电池的电动势E， 它代表了正负电极之间的电势差，即：
E＝ E + - E -
问题：单个电极的电势是怎样产生的？ 为什么不同电极具有不同的电势？
+++++ +++++
氧化值：把反映电子偏移情况的“形式电荷”数称为 “氧化值”。
(1)在单质中元素的氧化值等于零，因为原子间成键 电子并不偏离一个原子而靠近另一个原子。
(2)在二元离子化合物中，各元素的氧化值和离子的 电荷数相一致。
(3)在共价化合物中，成键电子对总是向电负性大的 元素靠近，所以电负性最大的F元素氧化值总是-1， 电负性次大的O元素一般为-2（在过氧化物中为-l， 在氟化物OF2、O2F2中分别为十2和十1 ），最常见 的H元素一般为+1（在盐型氢化物中为-1）。然后 按照化合物中各元素氧化值的代数和等于零(即整个 分子必定电中性)的原则来确定其他元素的氧化值。
金属-金属难 溶盐电极
Hg2Cl2 / Hg
Hg | Hg2Cl2 (s) | Cl-(c) Hg2Cl2+2e- =2Hg + 2Cl-
氢气电极
甘汞电极
例：将下列反应组装成原电池
2Al + 3NiCl2
2AlCl3 + 3Ni
解 负极：Al(s) →Al3+ + 3e正极：Ni2+ + 2e- → Ni(s)
负极反应： Zn(s) 还原态
Zn2+(aq) + 2e氧化态
应用电化学电化学理论基础PPT课件
电化学脱硝技术
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。
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。
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（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形 成条件、电极的判断、电极反应的写法）
原电池及其工作原理： 1.定义： 化学能转化为电能的装置为原电池。
从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均 可设计成原电池；
２.电极名称： 原电池
相对活泼的电极为负极
相对不活泼的电极为正极
负极：失电子的氧化反应 正极：得电子的还原反应
盐桥 电流计
Ag
Y
强调：原电池的设计
利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设 计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐 桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。
(-)
G
G
(+)
Zn
Pt
Zn
(-)
盐桥
C
(+)
FeCl3 溶液
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
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。 导线的作用是传递电子， 盐桥的作用： （1）形成闭合回路。 沟通外电路。而盐桥的作用 则是沟通内电路。 （2）平衡电荷。
(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？
利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。 (2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作 用？ 碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起 构成原电池，加速铁屑的氧化。 氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。 (3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。 负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2+2H2O + 4e- = 4OH总反应：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3
2009届高三化学第一轮复习
《电化学基础》
知识结构
电化学基础 氧化还 原反应 §3电解池
§1原电池 §2化学电源
化学能转化 为电能，自 发进行
§4金属的电化学腐蚀与防护
电能转化为 化学能，外 界能量推动
2009届高考化学复习第一轮
一、原电池原理
把化学能转变为电能的装置叫 原电池
要解决的问题： 1. 什么是原电池？ 2. 原电池的工作原理？
练习：
1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与 锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( B )
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质 溶液的 pH( C ) A.不变 C逐渐变大 B先变大后变小 D.逐渐变小
例3.市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是： 铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使 用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启 塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。 当使用完后还会发现有铁锈生成。 (1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？ (2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什 么作用？ (3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。
强调：原电池的工作原理：
失e，沿导线传递，有电流产生
氧化反应
外电路
还原反应
负极
Zn-2e=Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极
2H++2e- =H2↑
阳离子
阳离子 电解质
溶液
盐桥
内电路
电 负极： Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应） 极 正极：2H++2e- =H ↑ （还原反应） 2 反 +=Zn2++H ↑ (离子方程式） Zn+2H 总反应： 应 2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （化学方程式）
Mg Al
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ （NaOH溶液） 负极：2Al+8OH- -6e- →2AlO2-+4H2O 稀硫酸溶液 正极：6H2O+6e- →3H2↑+6OHNaOH溶液
(4)形成闭合回路。 （两电极用导线连接，或接触。）
5.定向移动方向：电子、离子
―负极给出电子，并流向正极”
必发生 必发生 失电子 得电子 的 的 氧化反应 原电池 还原反应
例1. 下列哪几个装置能形成原电池？
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
√
A
H2SO4
√
Zn Cu
B
H2SO4
C
H 2 SO 4
(3)双液原电池的 优点： 能产生持续、稳 定的电流。
例4. 依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
A
X 请回答下列问题： 铜 ( 或 Cu) (1)电极X的材料是________； AgNO3溶液； 电解质溶液Y是___________ 正 极， (2)银电极为电池的________ CuSO4溶液 发生的电极反应为_________________ Ag＋＋e－ = Ag X电极上发生的电极反应为 － = Cu2＋ Cu -2e ____________________________； 负(Cu)电极流向 (3)外电路中的电子是从_______ ________ 正 (Ag) 电极。
请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ =
Cu2++2Ag
设计成一个
能产生持续、稳定电流的原电池装置
Ag Cu
AgNO3
CuSO4
强调：电极的判断及电极反应式的书写 A － ＋ Cu C 例5、判断右边原电池的 正、负极，并写出电极反应式。 负极：Cu -2e－ →Cu 2+ FeCl3溶液 正极：2Fe3+ +2e -→2Fe2+ （稀硫酸）负极:Mg -2e-→Mg2+ A － ＋ + 正极：2H +2e →H2↑
Fe Cu
Zn Cu
D √
NaCl溶液
Zn
Cu
E √
F
Cu 2SO CuSO 44
பைடு நூலகம்
M
酒精
NaCl溶液
N
H2SO4 H2SO4
例2. 在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用 导线连接的锌片和铜片，下列叙述正 D 确的是( ) (A)正极附近的SO42 －离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片 (C)正极有O2逸出 (D)铜片上有H2逸出
3.电极反应：
原电池
4. 原电池的形成条件
（1）能自发地发生的氧化还原反应： ①电极和电解质溶液 ②两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池） （2）电解质溶液： 参与电极反应或构成内电路
（3）两导体作电极： ①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。 ②两不活泼的导体－石墨或Pt等。（燃料电池电极）