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《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。
〖2021年整理〗《电化学》完整版教学课件PPT

理解原电池、电解池工作原理
放电:失电子,发生氧化反应\\\充电:得电子,发生还原反应
升价 降价 升价 降价 放电 物质1 物质2 物质3 物质充4电 负极 正极 阳极 阴极
放电:得电子,发生还原反应\\\充电:失电子,发生氧化反应
电极反应式书写
①本质上属于氧化还原反应、离子反应 。因此可借助氧化还原反 应配平、离子反应配平的技巧来书写。
一种燃料电池中发生的化学反应为:甲醇与氧气在OH溶液中作用形成原电 池。写出该电极的电极方程式。
3、(2009·广东卷)可用于电动汽车的铝空气燃料电池,通常 以NaC溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极
为正极。下列说法正确的是( ) A
溶液为电解液时,正极反应都为: O22H2O4e-====4OH溶液为电解液时,负极反应为: A3OH--3e-====A(OH)3↓ 溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的H 保持不变 D电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
2、 用电解法也可制备Cu2O。
1原理如图所示,则电极反应可以表示为,
阳极 2Cu-2e-2OH-_=_=__C_u_2_O__H_2_O___ ,
阴极 2H2O2e-===H_2_↑_2_O__H_-__
。
“无法确定”。 2假设电解质溶液换成硫酸溶液,则电极反应可以表示为:
电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被
消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极
阳极 2Cu-2e-H2O===Cu2O2H ,
阴极 2H2e- ===H2↑
_____ 。
可充电电池的电极反应式及总反应式的书写
1、(2011·新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池, 放电时的总反应为:F0eNi32O33H2O= Fe2OH22NiOH22
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
《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。
(优质)电化学PPT课件

➢电位梯度对离子迁移速率的影响:
电位梯度越大,离子运动的推动力越大,即离子在电场作 用下的运动速率与电位梯度成正比。用公式表示为:
r u (dE / dl)
r u (dE / dl)
式中 dE/dl 为电位梯度,比例系数u+和u- 分别称为正、负离子 的电迁移率,又称为离子淌度(ionic mobility),相当于单位电 位梯度时离子迁移的速率。它的单位是m2·s-1·V-1。
没有通电流前,各区有5 mol 的一价的正离子及负离子 (分别用“+”、“-”表示,数 量多少表示物质的量)。
当有4 mol 电子电量通入电解池后,在阳极上有4 mol 负离子发生氧化反应, 同时在阴极上有4 mol 正离子发生还原反应。溶液中的离子也同时发生迁移
当溶液中通过4mol电子的电荷量时,整个导电任务是由正、负离子共同分担的 ,每种离子所迁移的电荷量随它们迁移速率的不同而不同。现假设有以下两种 情况:
举例区分各种电极:
1) 若电流表的偏转方向与 电流方向相反,请标出正极和 负极。并说明为什么?
2) 哪个是阳极?哪个是阴 极?为什么?
3) 离子迁移方向: 负(阴)离子迁向阳极; 正(阳)离子迁向阴极
举例区分各种电极:
1) 标出:正极、负极; 阳极、阴极。
2) 标出:正、负离子ຫໍສະໝຸດ 迁移 方向§2.3 离子的电迁移率和迁移数
通电后离子迁移的结果:中部溶液的浓度仍保持不变,阴、阳 两极部溶液浓度不同,且两极部的浓度比原溶液相比都有所下 降,但降低的程度不同。(阳极部减少3mol ,阴极部减少1mol )
3、离子电迁移规律:
从上述两种假设可归纳出如下规律,即离子的电迁移规律: 1)向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总和恰好等于通 入溶液的总电量。
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• 而 E MF = E ( 右极 , 还原 ) - E( 左极 , 还原) • EΘMF= E Θ ( 右极 , 还原 ) - EΘ ( 左极 , 还原 ) • 由标准平衡常数的定义式
反应( 电极反应及电池反应 ) 应是 EMF < Eex 时反应的逆反应。 • ( i i ) 从热力学上看 , 除要求 EMF< Eex 时的变化与 EMF> Eex 时
的变化相反之外 , 还要求变化的推动力 ( 即 EMF 与 Eex 之差 ) 只需发生无限小的改变便可使变化的方向倒转过来。
➢常考知识点精讲
➢常考知识点精讲
• 1. 电解质及其分类★ • 电解质是指溶于溶剂或熔化时能形成带相反电荷的离子 ,
从而具有导电能力的物质。电解质在溶剂(如 H2O) 中解离 成正、 负离子的现象叫电离。根据电解质电离度的大小 , 电解质分为强电解质和弱电解质 , 强电解质在溶液中几乎 全部解离成正、负离子。弱电解质的分子在溶液中部分地 解 离为正、负离子 , 在一定条件下 , 正、负离子与未解离 的电解质分子间存在电离平衡。
➢常考知识点精讲
• 6. 离子独立运动定律★★★ • 无论是强电解质还是弱电解质溶液 , 在无限稀薄时 , 离子间
的相互作用可以忽略不计 , 离子彼此独立运动 , 互不影响。 每种 离子的摩尔电导率不受其他离子的影响 , 它们对电解 质的摩尔电导率都有独立的贡献。因而无限稀薄时电解质 溶液摩尔电导率为正、 负离子无限稀薄摩尔电导率之和。 即
专业课命题规律分析及考点精讲
电化学系统的热力学及动力学
➢常考知识点精讲
• Ⅰ、本章框架及考情分析 • 出题形式为判断、选择、填空、计算,这一章难度不大,
掌握基本做题方法加上注意细节即可很好的应付考试。
《电化学》专题复习.ppt

精炼池
电解池
硫酸溶液 CuSO4溶液
原电池
电镀池
练习2、判断下列装置各属于什么池?
负极 正极
阳极 阴极
原电池
电解池
七、电极反应的书写
★如何书写电极反应?
规律:原电池或电解池的两电极反应式 之和即为总反应式,
写法:总反应式减去一电极反应式即为另 一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的 反应可用该方法解题并检验。 书写注意事项:一看电极材料;二看环境 介质;三看附加条件与信息
(3)在E中,Cu______为极,发生_______反应,
电极反应为
。碳棒为______为极,发生
_______反应,电极反应为
。E中的实验
现象为
2. (1)右图的装置会出现什么现象?并完成 电极反应式和总反应式。
(2) 左边烧杯为____________装置,右边烧 杯为____________装置。当Zn减轻 0.65_______ g时,左边烧杯的碳棒增重 _______ g,右边烧杯的左边碳棒为_______ 极,产生的气体为_______ mol,右边烧杯 的右边碳棒为_______极,在标状下产生的 气体为_______ mL。
(4)设计电池 从理论上说,任何自发的氧化还原反
应均可设计成原电池
例:利用下述反应:2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2设计一个原电池装置。
①画出装置图; ②标明电极材料和电解质溶液; ③写出电极反应式。 负极 正极 总反应式: 2 Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
放电时:负极:Pb-2e-+SO42- =PbSO4 正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O
电化学基本知识ppt课件

电池过程
阴极
阳极
ZnSO4
CuSO4
Zn
Cu
盐桥
1.1 V
典型电化学过程
e
电化学过程的特点
Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) 半反应: Zn(s) Zn2+ + 2e- 阳极反应 Cu2+ + 2e- Cu(s) 阴极反应 电子不能在离子导体中运动 离子不能在电子导体中运动 即:电子与离子间必定在界面处发生了转化,这个转化就发生在离子导体和电子导体的界面处。
高频区为电极反应动力学(电荷传递过程)控制,低频区由电极反应的反应物或产物的扩散控制。
从图可得体系R、Rct、Cd以及参数,与扩散系数有关,利用它可以估算扩散系数D。由Rct可计算i0和k0。
扩散阻抗的直线可能偏离45,原因:
电极表面很粗糙,以致扩散过程部分相当于球面扩散; 除了电极电势外,还有另外一个状态变量,这个变量在测量的过程中引起感抗。
盐桥
1. 可以同时测量极化电流和极化电位; 2. 三电极两回路具有足够的测量精度。
三电极的优点
1.2.5.1 辅助电极的作用 实现WE导电并使WE电力线分布均匀。 1.2.5.2 辅助电极的要求 ①辅助电极面积大; 为使参比电极等势面,应使辅助电极面积增大,以保证满足研究电极表面电位分布均匀,如是平板电极: ; ②辅助电极形状应与研究电极相同,以实现均匀电场作用。
参比电极
常见的参比电极 ①甘汞电极; Hg|Hg2Cl2|Cl- 由于Hg+→Hg2+ (亚汞不稳定,高温时易变成Hg2+,受温度影响大。<70℃,另外,[Cl-]要饱和,防止 发生变化)。
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▪ 阴离子放电由难到易: F- CROmn-
OH- Cl- Br- I- S2-
D
惰性电极电解AC区化合物水溶液:
如NaOH、H2SO4、Na2SO4。 电解水型!
溶液浓度?pH值?怎样使电解质溶液复原?
▪ 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)
A
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+
电化学
一、原电池 二、金属的腐蚀和防护 三、电解池 四、电解原理应用
一、原电池
1、什么是原电池?
把化学能变成电能的装置,叫原电池。
2、构成原电池的条件
(1)自发发生的氧化还原反应 (2)两个活泼性不同的电极 (3)有电解质溶液 (4)形成闭合回路
练习:下列装置中,能组成原电池的是:( D、E )
注意:如果已经给了氧化还原反应总方程式,可直接根据化合 价升降来判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的 极为正极。
练习:下列装置是不是原电池?若是,指出正负极.
(—)
(+) (—)
(+)
(—)
(+)
练习:
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5、简单电池的电极方程式书写 (1)负极(-):
金属 – Ne- == 金属阳离子
判断溶液中离子移动方向和导线中电子移动方向:先判断电 流方向,再根据电流方向确定。
判断电极周围PH的变化:根据电极方程式看H+和OH—是否变 化
关于总方程式的书写: 一般为将阴阳极电极反应方程式相加: 相加时注意阴阳极得失电子数要相同
同时如果阴阳极电极方程式中出现H+和OH—时,得分析其 来源,如果是水电离的H+和OH—,需改成水,再相加。
例:以下现象与电化腐蚀无关的是( D )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易生铜绿 B.生铁比软件芯(几乎是纯铁)容易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处容易生锈 D.银质奖章久置后表面变暗
例:钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应
是( A ) A. 2H+ + 2e - = H2 B. 2H2O + O2 + 4e - = 4OHC. Fe – 2e - = Fe2+ D. 4OH- + 4e - = 2H2O + O2
(A)
(B)
(C)
酒精
稀H2SO4
(D)
(E)
稀H2SO4
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电池中微粒的移动方向的判断: 先确定电流方向,即可判断阴阳离子的移动方向。
4、原电池电极的判断及电极方程式的书写 (1)负极(-)
①失去电子的极或电子流出的极 ②较活泼的金属所在的极
(2)正极(+)
①得到电子的极或电子流入的极 ②较不活泼的金属(或者非金属)所在的极
练习:写出用惰性电极电解以下物质时的电极方程式和 总方程式。
NaCl 、HCl、CuSO4、Na2SO4
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常见阴阳离子放电顺序
▪ 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时) A
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+
B
Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag +
正极(C): 2H+ + 2e - = H2↑ 总反应式: Fe+ 2H+ = Fe2+ + H2↑
例:若把1中的稀H2SO4改为NaCl溶液,能否构成原 电池,若能,请写出电极反应式和原电池总反应式。
负极(Fe) Fe - 2e - = Fe2+ 正极(C) 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
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二、金属的腐蚀和防护
1、金属腐蚀:
(1)化学腐蚀 (2)电化腐蚀
a析氢腐蚀(酸性环境)
b吸氧腐蚀(碱性或中性环境) 注意:形成原电池能使化学反应速率加快。
2、防护方法: (1)改变金属内部组织结构 如:制成不锈钢 (2)在金属表面覆盖保护 如:在金属表面喷油漆,电镀等 (3)电化学保护法 如:牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理 外加电流的阴极保护法——电解原理
(2)正极(+):
溶液中的阳离子 + Ne-==对应的还原产物
注意:要记住的一个较复杂电极反应(金属吸 氧腐蚀的正极反应)
2H2O+O2 +4e- = 4OH-
6、燃料电池电极方程式书写
负极:一般是燃料气体失去电子,生成稳定氧化物,
如果生成物能与电解质溶液反应,必须考虑其反应。
正极:一般是氧气得电子。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ D
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三、电解池
1、装置特点:电能转化为化学能 2、形成条件:
(1)与电源相连的两个电极 (2)电解质溶液(或熔化的电解质) (3)形成闭合回路
+
电
e- ← e-
↑
惰性电极:
解↓
原
阴
阳
e
-
石墨、金、 铂。
理
极
阳离子 极
阴离子
物理上: 正极:电子流出的电极。 负极:电子流入的电极。
化学上: 阳极:发生氧化反应的电极。 阴极:发生还原反应的电极。
电源的正极 ------- 电解池的阳极 ------发生 氧化反应 电源的负极 ------- 电解池的阴极 ------发生 还原反应
3、电解池中常见阴阳离子放电顺序(离子浓度接近时)
▪阳离子放电(得电子)由难到易 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag +
2H2O+O2 +4e- = 4OH-
如果OH-能与电解质溶液反应,必须考虑其反应。
注意:正负极电极反应相加为电池的总反应方程式,如果遇 到复杂电池,可以用总反应减去简单的电极方程式,得另一 极反应方程式。
例:写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应 式。
负极(Fe): Fe - 2e - = Fe2+
总反应式: 2Fe+ 2H2O + O2 =2 Fe(OH)2
例:利用下述反应: 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设 计一个原电池装置。①画出装置图;②标明电极材料 和电解质溶液;③写出电极反应式。
负极(Cu): Cu - 2e- = Cu2+ 正极(C): 2Fe3++2e- = 2Fe2+
阴离子放电(失电子)由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-
总结:电极方程式书写可简单归纳为:
先判断电极: 1、如果阳极材料为活性电极: 阳极反应为:电极 — Ne- = 阳离子 阴极反应:阳离子+Ne- = 对应还原产物 2、如果阳极材料为惰性电极:
阳极反应为:阴离子—Ne- = 对应氧化产物 阴极反应:阳离子+Ne- = 对应还原产物