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1、精品_精品资料_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： 两个活泼性不同的电极电解质溶液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：复原反应：2H 2e H2较不活泼金属总反应式： Zn+2H+=Zn2+H2 5、正、负极的判定：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从电子的流淌方向 负极流入正极3从电流方向正
2、极流入负极4依据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5依据试验现象 溶解的一极为负极 增重或有气泡一极为正极其次节化学电池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4放电：负极铅： Pb SO 2- 2e PbSO44正极氧化铅： PbO24H+
3、 SO 2- 2ePbSO4 2H2O4充电：阴极：PbSO4 2H2O2e PbO24H+ SO 2-4阳极：PbSO4 2e Pb SO 2-放电两式可以写成一个可逆反应：PbO2 P充b电2H2SO42PbSO4 2H2O3、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、燃料电池可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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,可依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,正极发生复原反应,不过要
4、留意一般电解质溶液要参加电极反应.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： 2H24e=4H正极： 2 4 e 4H=2H2O当电解质溶液呈碱性时：负极：2H2 4OH4e 4H2O正极： 2 2H2O 4 e 4OH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 8e8OH.电池总反应式为： CH4 2O2 2KOH K2CO33H2O3、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
5、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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_化复原反应 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,发生氧化复原反应的过程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 复原 反应6、电解 CuC2l 溶液的电极反应：阳极：2Cl- -2e-=Cl2 氧化阴极：Cu2+2e-=Cu复原总反应式
6、：CuCl2 =Cu+C2l 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： 放电次序：阳离子放电次序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+指酸电离的Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴离子的放电次序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_34是 惰 性 电 极 时 ： S2-I-Br-Cl-OH-NO -SO2- 等 含 氧 酸 根 离子F-SO32-/MnO 4-OH-是活性电极时：电极本身溶解放电留意先要看电极材料, 是惰性电极仍是活性电极, 假设阳极材料为活性电极 Fe、Cu等金属,就阳极反应为电极材料
7、失去电子,变成离子进入溶液.假设为惰性材料,就依据阴阳离子的放电次序,依据阳 氧阴仍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 pH电 解 质度溶 液 复原分解电解电解质电离出HCl电解质减小增大 HCl质型的阴阳离子分别CuCl2-CuCl2在两极放电放 H2 生阴极：水放 H2 生NaClHCl成碱型碱电解质和 生成新电 增大阳极：电解质阴水解质离子放电放氧生酸 阴极：电解质阳电解质和 生成新电型离子放电CuSO4水解质减小 氧化铜可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_阳极：水放 O2生酸电解水型 阴极： 4H+ + 4e- NaOH
8、增大= 2H2 H2SO4减小阳极：4OH- 4e- Na2SO4= O2+ 2H2O水增大不变水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外表镀上一薄层其他金属或合金的方法2、电极、电解质溶液的挑选：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,附着在金属外表M n+ +ne =
9、M可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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,从它们的化合物中复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 = C2l 规律总结：原电池、电解池、电镀池的判定规律1
10、 假设无外接电源,又具备组成原电池的三个条件.有活泼性不同的两个电极.两极用导线相互连接成直接插入连通的电解质溶液里.较活泼金属与电解质溶液能发生氧化复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 假设有外接电源,两极插入电解质溶液中,就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,就为电镀池.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 假设多个单池相互串联,又有外接电源时,就与电源相连接的装置为电解池成电镀池.假设无外接电源时,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
11、池.性质原电池电解池电镀池类别定义将化学能转变将电能转变成化应用 电解原理在某 装 置 特 成电能的装置学能的装置些金 属外表镀上一点侧层其他金属反应特点自发反应非自发反应非自发反应装置特点无电源,两级有电源,两级材料有电源原电池,电解池,电镀池的比较材料不同可同可不同形成条件活动性不同的两极两电极连接直流电源1 镀层金属接电源正极, 待镀金属 接负电解质溶液两电极插入电解极. 2 电镀液必需含形成闭合回路质溶液有镀层金属的离子形成闭合回路电极名称负极：较活泼阳极：与电源正极名称同电解, 但有限金属相连制条件正极：较不活阳极： 必需是镀层金泼金属能导阴极：与电源负极属可编辑资料 - - - 欢
12、迎下载精品_精品资料_电非金属相连阴极：镀件电极反应负极：氧化反应,金属失去阳极：氧化反应,溶液中的阴离子阳极： 金属电极失去电子失去电子,或电极电子正极：复原反金属失电子应,溶液中的阴极：复原反应,阴极： 电镀液中阳离阳离子的电子溶液中的阳离子子得到电子或者氧气得电得到电子子吸氧腐蚀电子流向负极正极电源负极阴极同电解池电源正极阳极溶液中带电阳离子向正极阳离子向阴极移同电解池粒子的移动移动动阴离子向负极阴离子向阳极移移动动联系在两极上都发生氧化反应和复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：可
13、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2金属腐蚀的本质：都是金属原电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质金属与非电解质直接接触溶液接触现象有柔弱的电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化的过金属被氧化的过程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,危害更严峻子 失去 电子而被氧化的过程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等气体电极反应：负极 : Fe2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 总式： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 吸氧腐蚀反应过程吸
14、取氧气条件：中性或弱酸性溶液电极反应：负极 : 2Fe4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-总式： 2Fe + O2 +2H2O =2 FeOH2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_离子方程式： Fe2+ + 2OH- = FeOH2生成的 FeOH2 被空气中的 O2 氧化,生成 FeOH3, FeOH2 + O2 + 2H2O = 4FeOH3FeOH3 脱去一部分水就生成Fe2O3x 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
15、施由好到坏的次序如下：外接电源的阴极爱护法牺牲负极的正极爱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、牺牲阳极的阴极爱护法原理：原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用：在被爱护的钢铁设备上装上假设干锌块,腐蚀锌块爱护钢铁设备负极：锌块被腐蚀.正极：钢铁设备被爱护2、外加电流的阴极爱护法原理：通电,使钢铁设备上积存大量电子,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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应用：把被爱护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为帮助阳极,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存,抑制了钢铁失去电子的反应.2、转变金属结构：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、外表钝化等3金属腐蚀的分类：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.化学腐蚀与电化腐蚀的比较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可编辑资料 - - - 欢迎下载