电化学基础复习总结

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）