第七章氧化还原反应与电化学课件.ppt-淘文阁

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1、第第7章章氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学第一节第一节基本概念基本概念第二节第二节电解质溶液电解质溶液第三节第三节原电池原电池第四节第四节电极电势与电动势电极电势与电动势第五节第五节电极电势的应用电极电势的应用无电子得失：有电子得失：酸碱反应酸碱反应沉淀反应沉淀反应配合反应配合反应氧化还原反应氧化还原反应化学反应化学反应电化学：电化学是研究电现象与化学现象之间关系电化学：电化学是研究电现象与化学现象之间关系以及电能与化学能相互转化规律的一门学科以及电能与化学能相互转化规律的一门学科化学能化学能电能电能原电池原电池电解池电解池第一节第一节基本概念基本概念一一.氧化数氧化

2、数二二.氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂三三.氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应配平的原则：氧化还原反应配平的原则：（1）质量守恒质量守恒方程式两边各种元素的原子数目相等；方程式两边各种元素的原子数目相等；（2）电荷守恒电荷守恒氧化剂得电子数必须等于还原剂失电子数氧化剂得电子数必须等于还原剂失电子数（3）不能引入其它氧化还原电对不能引入其它氧化还原电对在在水水溶溶液液中中进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应可可利利用用H+、OH-和和H2O来来配配平平氢、氧原子数。氢、氧原子数。一一般般在在酸酸性性溶溶液液中中用用H+和和H2O；在在碱碱性性溶溶液液中中用用OH-和和

3、H2O；在在中性中性溶液中溶液中H+、OH-和和H2O都可以。都可以。1.氧化数法氧化数法 2.离子离子电子对法电子对法(1)氧化还原反应式氧化还原反应式离子反应离子反应 Fe+H2O+O2=Fe2+OH-(2)将氧化与还原反应分开将氧化与还原反应分开半反应：半反应：阴极还原：阴极还原：O2+H2O=OH-阳极氧化：阳极氧化：Fe=2Fe2+(3)配平半反应配平半反应使半反应两边原子数和电荷数相等使半反应两边原子数和电荷数相等阴极还原：阴极还原：O2+2H2O+4e=4OH-阳极氧化：阳极氧化：2Fe=2Fe2+4e(4)保证两半反应电子得失相等，半反应相加即可保证两半反应电子得失相等，半反应

4、相加即可 2Fe+2H2O+O2=2Fe2+4OH-CrI3+Cl2+KOHK2CrO4+KIO3+KCl+H2O氧化：氧化：Cr3+8OH-CrO42-+4H2O+3e 3I-+18OH-3IO3-+9H2O+36e阳极：阳极：2(CrI3+26OH-3IO3-+CrO42-+13H2O+21e)阴极阴极:21Cl2+42e 42Cl-+6+3-1+52CrI3+21Cl2+52KOH=2K2CrO4+6KIO3+42KCl+26H2O还原：还原：Cl2+2e 2Cl-第二节第二节电解质溶液电解质溶液电解质溶液和非电解质溶液的区别电解质溶液和非电解质溶液的区别非非电解质溶液的依数性电解质溶

5、液的依数性一一.电解质溶液的导电机理电解质溶液的导电机理1.1.导体的分类导体的分类两类导体的比较两类导体的比较A.自由电子作定向移动而导电自由电子作定向移动而导电B.导导电电过过程程中中导导体体本本身身不不发发生变化生变化C.温度升高，电阻升高温度升高，电阻升高D.导电总量全部由电子承担导电总量全部由电子承担第一类导体（电子导体第一类导体（电子导体)如金属、石墨等如金属、石墨等A.正、负离子定向移动而导电正、负离子定向移动而导电B.导电过程中一般有化学反应发生导电过程中一般有化学反应发生C.温度升高，电阻下降温度升高，电阻下降D.导电总量分别由正、负离子分担导电总量分别由正、负离子分担第二类

6、导体（离子导体第二类导体（离子导体)如电解质溶液、熔融电解质等如电解质溶液、熔融电解质等电子导体电子导体离子导体离子导体混合导体混合导体2.电解质溶液的导电机理电解质溶液的导电机理正极正极:2Cl-=Cl2(g)+2e负极负极:2H+2e=H2(g)2Cl-+2H+=H2(g)+Cl2(g)H+Cl原电池二二.电解质溶液的电导电解质溶液的电导1.电导、电导率、摩尔电导率、极限摩尔电导率电导、电导率、摩尔电导率、极限摩尔电导率电导率电导率:Sm1导电粒子数：导电粒子数：6.02310232.浓度对浓度对m的影响的影响cHAcHNO3KClHAcNaAcNaClHClm离子独立运动定律离子独立运动

7、定律三三.电导的测定与应用电导的测定与应用第三节第三节原电池原电池一一.原电池及其表示方法原电池及其表示方法氧化还原反应的本质是反应中氧化还原反应的本质是反应中有电子的转移有电子的转移 Zn(s)+2HCl=ZnCl2+H2e还原剂还原剂氧化剂氧化剂原电池原电池是将化学能转变为电能的装置。是将化学能转变为电能的装置。电池符号：电池符号：(-)Zn|ZnSO4|CuSO4|Cu(+)电池反应：电池反应：锌，氧化反应，阳极锌，氧化反应，阳极铜，还原反应，阴极铜，还原反应，阴极 ieCu正极正极 Zn负极负极 ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液KCl盐桥盐桥丹尼尔电池丹尼尔电池电子流出的电极

11、E外：Zn+2H+Zn2+H2EE外：Cu+2H+Cu2+H2EE外外放电放电2.可逆电极可逆电极金属金属-金属离子电极金属离子电极非金属电极：气体非金属电极：气体-离子电极离子电极微溶盐或微溶氧化物电极微溶盐或微溶氧化物电极氧化氧化还原电极还原电极 Fe3+/Fe2+Zn ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液Cu银银-氯化银电极氯化银电极第四节第四节电极电势与电动势电极电势与电动势一一.电极电势、电动势的产生机理电极电势、电动势的产生机理1.金属与溶液之间：电极电势金属与溶液之间：电极电势E-ZnZn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+H2O3.溶液与溶液之间：液接电势溶液与溶液之间：

12、液接电势EE2.金属与金属之间：接触电势金属与金属之间：接触电势二二.标准电极电势标准电极电势指：半反应中各物质均处于标准指：半反应中各物质均处于标准状态时的电极电势状态时的电极电势例例:铜电极的电极电势的测量铜电极的电极电势的测量298.15K时测得电池电动势时测得电池电动势 E0.34V第二类第二类参比电极参比电极甘汞电极甘汞电极Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+2Cl-三三.能斯特公式能斯特公式(Ec的关系的关系)可逆电化学反应可逆电化学反应(T、p)：rGm=W=-zFE电极电势的表达式电极电势的表达式电极反应：氧化型电极反应：氧化型+ze=还原型还原型例：例：Zn2+2e=Z

13、n还原反应还原反应例：例：Pt，H2(p)|HCl(a)|Cl2(p)，Pt(+):Cl2+2e=2Cl-(-):H2=2H+2e电池反应：电池反应：H2+Cl2=2Cl-+2H+注意事项：注意事项：1.电极反应中纯物质电极反应中纯物质(s、l、H2O)的活度为的活度为12.E或或E+、E-是强度量，其值与计量方程的写法无关是强度量，其值与计量方程的写法无关3.E或或 E+、E-与温度、浓度、酸度有关与温度、浓度、酸度有关例例2：298K，求，求E(Co3+/Co2+)1.80V含氧酸盐的含氧酸盐的E与酸度的关系与酸度的关系例：例：四四.浓差电池浓差电池 Zn|ZnSO4(c1)|ZnSO4

15、EAg+/Ag:Cu2+/Cu+:Cu2+/Cu:AgCl+e=Ag+Cl AgCl=Ag+Cl Ag+e=AgAgI+e=Ag+I-AgCl+e=Ag+Cl甘汞电极：甘汞电极：KCl|Hg2Cl2|Hg Hg2Cl2(s)+2e=2Hg+2Cl-作业题作业题:写出写出25时下列氧化还原反应的能斯特时下列氧化还原反应的能斯特方程方程3CuS(s)+2 +8H+=3S(s)+2NO(g)+3Cu2+4H2O(l)例例5.计算金属银与计算金属银与Ag(NH3)2+组成的半电池的标准电极组成的半电池的标准电极电势电势 Ag(NH3)2+e=Ag+2NH3 电对电对：Ag(NH3)2+/AgAg(NH

16、3)2+e=Ag+2NH3 电对：电对：Ag(NH3)2+/Ag Ag(NH3)2+=Ag+2NH3Ag+e=Ag 方法二：例6：AgCl(s)+2NH3=Ag(NH3)2+Cl-298K，标准状态时，求标准状态时，求，反应方向如何？，反应方向如何？第五节第五节电极电势的应用电极电势的应用一一.判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应的判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应的方向方向例：例：Zn +Cu2+=Zn2+Cu强氧化剂强还原剂正极：正极：Cr3+3e=Cr负极：负极：Zn=Zn2+2e2Cr3+3Zn=2Cr+3Zn2+例例7.解释：解释：还原能力：还原能力：I-Br-氧化

17、能力：氧化能力：I2Br2 2I-+2 Fe3+2Fe2+I2(紫红紫红)2Br-+2Fe3+2Fe2+Br2(棕黄棕黄)CCl4CCl4反应向右，氯仿层呈紫红色反应向右，氯仿层呈紫红色反应向左反应向左 Co3+为强氧化剂，为强氧化剂，Co(NH3)62+为强还原剂为强还原剂所以，水溶液中所以，水溶液中Co2+或或Co(NH3)63+稳定稳定例例8.例例9.金属铁能否防止金属铁能否防止Fe2+被氧化成被氧化成Fe3+?Fe+2 Fe3+=3Fe2+（+）2Fe3+2e=2Fe2+（-）Fe=Fe2+2e例例10.反应：反应：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+在标态、在标态、298K能否进行？能

18、否进行？可以进行可以进行二二.判断氧化还原反应进行的程度判断氧化还原反应进行的程度例例11.计算下列反应在计算下列反应在298K时的标准平衡常数时的标准平衡常数 Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+Ag(s)解解:(-)Cu(s)Cu2+(aq)+e (+)2Ag+(aq)+2e Ag(s)例例12.求求25时时Cu(OH)2的溶度积常数的溶度积常数解：解：Cu(OH)2 Cu2+2OH-(+)Cu(OH)2+2e Cu+2OH-(-)Cu Cu2+2e电池反应：电池反应：Cu(OH)2 Cu2+2OH-三三.计算热力学函数计算热力学函数rGm=-zFEdG=-SdT+Vdp热力学函

19、数与电化学量的互求热力学函数与电化学量的互求例例13.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu298K：E=1.1030V；313K：E=1.0961V温度系数不变，求温度系数不变，求298K时的时的rGm、rHm、rSm。例例14.由以下热力学数据求由以下热力学数据求Mg2+/Mg电对在电对在298K的电极电位的电极电位设计反应为：设计反应为：MgMg(OH)2+-2：Mg(s)+2H+2OH-=Mg(OH)2(s)+H2(g)Ksp=5.510-12OH-=1moldm-3四四.元素的标准电势图元素的标准电势图Cu2+Cu+Cu0.153V0.521V0.337V强强氧化剂氧化剂强强还原剂还原

20、剂2Cu+=Cu2+Cu(1)(1)(2)1.判断歧化反应的可能性判断歧化反应的可能性 A B C氧化值降低氧化值降低氧化态氧化态还原态还原态 Hg2+Hg22+Hg结论：结论：Hg22+在在溶液中不会歧化溶液中不会歧化反歧化：反歧化：Hg2+Hg=Hg22+0.920V0.789V(1)(1)0.562.260.951.51-1.18(1)(2)(2)(1)(1)1.69(3)1.23(2)1.51(5)(4)歧化反应：歧化反应：1.3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O2.Mn3+2H2O=Mn2+MnO2+4H+2.计算半电池的标准电极电位计算半电池的标准电极电位 A

21、B C D(z1)(z3)(z2)(z1+z2+z3)五五.2H+2e=H2(g)O2(g)+4H+4e=2H2O(l)水的电势水的电势pH图图2 4 6 8 10 12 14-1.2pH01.2水的稳定区水的稳定区H2的稳定区的稳定区O2的稳定区的稳定区E/VaABbE/VpH氧化态氧化态氧化态氧化态还原态还原态还原态还原态氧化态氧化态+还原态还原态还原态还原态+氧化态氧化态 E=E-E 利利用用水水的的 E-pH图图判判断断氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂能否在水溶液中稳定存在能否在水溶液中稳定存在-1.22 4 6 8 10 12 14pH01.2水的稳定区

22、水的稳定区 E/V-2.42.8O2的稳定区的稳定区 H2的稳定区的稳定区 abb线线以以下下的的还还原原剂剂在在水水中中不能稳定存在。不能稳定存在。a线线以以上上的的氧氧化化剂剂在在水水中中不能稳定存在。不能稳定存在。例例根根据据下下图图确确定定高高锰锰酸酸盐盐与与碘碘化化物物、溴溴化化物物及及氯氯化化物物起反应时的起反应时的pH值。值。2 4 6 8 10 pHE/V0.40.60.81.01.21.41.6MnO4+8H+5eMn2+4H2O 与与交于交于pH=2 交于交于pH=5 交于交于pH=10 pH2时时MnO4 氧化氧化Cl Br I-2pH5时时MnO4 氧化氧化Br I-

23、5pH10时时MnO4 只氧化只氧化I 例题例题15例题例题16Ag(CN)2-+e=Ag+2CN-Ag(S2O3)23-+e=Ag+2S2O32-求反应求反应Ag(S2O3)23-+2CN-=Ag(CN)2-+2S2O32-在在298K时的标准平衡常数，方向如何时的标准平衡常数，方向如何1.求求Ag|AgNO3(0.02molkg-1|AgNO3(0.01 molkg-1)|Ag在在25时的电动势时的电动势E=。2.利利用用电电化化学学方方法法判判断断下下列列反反应应在在25下下自自发发进进行行的的方方向：向：Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+已知已知:c(Fe2+)=2 c(Fe3+)，c

24、(Ce4+)=c(Ce3+)，E(Fe3+/Fe2+)=0.770 V，E(Ce4+/Ce3+)=1.61 V。3、输输送送 CuSO4溶溶液液能能否否用用 Fe管管？为为什什么么？已已知知E(Cu2+|Cu)=0.3402 V,E(Fe2+|Fe)=-0.4402 V。4、已知、已知25时，时，E(Fe3+|Fe2+)=0.77 V，E(Sn4+|Sn2+)=0.15 V。今有一电池，其电池反应为今有一电池，其电池反应为 2Fe3+Sn2+=Sn4+2 Fe2+，则该电池的标准电动势则该电池的标准电动势E(298 K)为：为：（2）（1）1.39 V（2）0.62 V（3）0

26、初初浓浓度度应应为为多多少？少？AgBr +2 S2O3 2-=Ag(S2O3)23-+Br-0.10.1x-20.1解：(1)EO(Ag(S2O3)23-/Ag)=EO(Ag+/Ag)0.0592 l g K稳稳(Ag(S2O3)23-)lg K稳稳(Ag(S2O3)23-)=13.21 K稳稳(Ag(S2O3)23-)=1.62 1013 (2)AgBr(s)+2(S2O3)2-=Ag(S2O3)23-+Br-ce/(mol dm 3)x 0.20 0.10 0.10 K=K稳稳(Ag(S2O3)23-)Ksp(AgBr)=8.1 x=0.235 最最初初 (Na2S2O3

27、)=0.235 moldm 3 题题7.已知已知 EO(Co3+/Co2+)=1.84V，K不稳不稳 Co(CN)6 3-=1.0 10-64，K不稳不稳 Co(CN)6 4-=8.0 10-20。(1)计算计算EO(Co(CN)6 3-/Co(CN)6 4-)；(2)指出在指出在Co3+、Co2+、Co(CN)6 3-、Co(CN)6 4-四种离子中：四种离子中：(A)氧化性最强的离子，氧化性最强的离子，(B)还原性最强的离子，还原性最强的离子，(C)Co()最稳定的离子，最稳定的离子，(D)Co()最稳定的离子。最稳定的离子。解：解：(1)EO(Co(CN)63-/Co(CN)64-)=E

28、O(Co3+/Co2+)+0.0592 lg(Co3+/Co2+)=1.84+0.0592 lg(K不稳不稳 Co(CN)6 3-/K不稳不稳 Co(CN)6 4-)=1.84-2.66=-=-0.82V EO(Co3+/Co2+)=1.84V，(2)在在 Co3+、Co2+、Co(CN)6 3-、Co(CN)6 4-四四种种离离子子中中:(a)氧氧化化性性最最强强的的离离子子是是 Co3+，(b)还还原原性性最最强强的的离离子子是是 Co(CN)6 4-(c)Co()最稳最稳定的离子是定的离子是 Co(CN)6 3-，(d)Co()最最稳稳定定

29、的的离离子子是是 Co2+。复习题7.12 实用电化学实用电化学7.12.1 电解电解7.12.2 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 7.12.3 化学电源化学电源7.12 电解电解阴极：阴极：阳极：阳极：总反应：总反应：例例如如：以以铂铂为为电电极极，电电解解0.1moldm-3的的 H2SO4溶溶液液。当当电电解解池池中中通通入入电电流流后后，H+移移向向阴阴极极，OH-移移向向阳阳极极分分别放电。别放电。7.12 电解电解电电解解时时，阴阴极极析析出出的的H2和和阳阳极极析析出出的的O2，分分别别被被吸附在铂片上，形成了氢电极和氧电极，组成原电池：吸附在铂片上，形成了

30、氢电极和氧电极，组成原电池：在在298.15K，当，当正极正极理论分解电压理论分解电压电池电动势：电池电动势：此电池电动势称为此电池电动势称为理论分解电压理论分解电压，其方向和外加电压，其方向和外加电压相反。要使电解顺利进行，外加电压必须克服这一反相反。要使电解顺利进行，外加电压必须克服这一反向的电动势。可见，分解电压是由于电解产物在电极向的电动势。可见，分解电压是由于电解产物在电极上形成某种原电池，产生反向电动势而引起的。上形成某种原电池，产生反向电动势而引起的。负极负极分解电压的测定分解电压的测定逐逐渐渐增增加加外外加加电电压压，由由安安培培计计G和和伏伏特特计计V分分别别测测定定线线

31、路路中中的的电电流流强强度度I 和和电电压压E E，画画出出I-E曲线。曲线。使用使用Pt电极电解电极电解H2O，加入中性盐用来导电。加入中性盐用来导电。实际分解电压实际分解电压要要使使电电解解池池顺顺利利地地进进行行连连续续反反应应，除除了了克克服服作作为为原原电电池池时时的的可可逆逆电电动动势势外外，还还要要克克服服由由于于极极化化在在阴阴、阳阳极极上上产产生生的的超超电电势势h h(阳阳)和和h h(阴阴)，以以及及克克服服电电池池电电阻阻所所产产生生的电位降的电位降IR。三者的加和就称为实际分解电压。三者的加和就称为实际分解电压。实际分解电压的数值随着通入电流强度的增加而增加。实际分解

32、电压的数值随着通入电流强度的增加而增加。7.12.2 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护当当金金属属与与周周围围介介质质接接触触时时，由由于于发发生生化化学学作作用用或或电电化化学作用而引起的破坏叫做学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀金属的腐蚀。（1 1）化化学学腐腐蚀蚀金金属属表表面面与与介介质质如如气气体体或或非非电电解解质质液液体体等等因因发发生生化化学学作作用用而而引引起起的的腐腐蚀蚀，称称为为化化学学腐腐蚀蚀。化化学学腐腐蚀蚀作作用用进进行行时时无无电电流流产产生生。化化学学腐腐蚀蚀原原理理比比较较简单，属于一般的氧化还原反应。简单，属于一般的氧化还原反应。（2 2）电电化

33、化学学腐腐蚀蚀金金属属表表面面与与介介质质如如潮潮湿湿空空气气或或电电解解质质溶溶液液等等，因因形形成成微微电电池池，金金属属作作为为阳阳极极发发生生氧氧化化而而使使金金属属发发生生腐腐蚀蚀。这这种种由由于于电电化化学学作作用用引引起起的的腐腐蚀蚀称称为电化学腐蚀。为电化学腐蚀。电化学腐蚀的例子电化学腐蚀的例子铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？带带有有铁铁铆铆钉钉的的铜铜板板若若暴暴露露在在空空气气中中，表表面面被被潮潮湿湿空空气气或或雨雨水水浸浸润润，空空气气中中的的CO2、SO2和和海海边边空空气气中中的的NaCl溶溶解解其其中中，形形成成电电解解质质溶

34、溶液液，这这样样组组成成了了原原电电池池，铜铜作作阴阴极极，铁铁作作阳阳极极，所所以以铁铁很很快快腐蚀形成铁锈。腐蚀形成铁锈。腐蚀时阴极上的反应腐蚀时阴极上的反应(1)析氢腐蚀析氢腐蚀阳极阳极:Fe-2e-=Fe2+阴极阴极:2H+2e-=H2在弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀在弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀,电极反应为：电极反应为：阳极阳极:Fe-2e-=Fe2+阴极阴极:2H2O+O2+4e-=4OH-吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。(2)吸氧腐蚀吸氧腐蚀在酸性较强的条件下钢铁发生析氢腐蚀在酸性较强的条件下钢铁发生析氢腐蚀,电极反应为电极反应为:金属腐蚀的防护

35、金属腐蚀的防护(1)改改变变金金属属的的内内部部结结构构：例例：把把铬铬、镍镍加加入入普普通通钢钢中中制成不锈钢。制成不锈钢。(2)保保护护层层法法：例例：在在金金属属表表面面涂涂漆漆、电电镀镀或或用用化化学学方方法形成致密而耐腐蚀的氧化膜等。法形成致密而耐腐蚀的氧化膜等。阳阳极极保保护护层层：镀镀上上去去的的金金属属比比被被保保护护的的金金属属有有较较负负的的电电极极电电势势，例例如如把把锌锌镀镀在在铁铁上上(白白口口铁铁)，形形成成微微电电池池时，锌为阳极，铁为阴极。时，锌为阳极，铁为阴极。阴阴极极保保护护层层：镀镀上上去去的的金金属属有有较较正正的的电电极极电电势势，例例如如把把锡锡镀镀

36、在在铁铁上上(马马口口铁铁)，形形成成微微电电池池时时，锡锡为为阴阴极，铁为阳极）。极，铁为阳极）。金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护（3）电化学保护）电化学保护保保护护器器保保护护：将将被被保保护护的的金金属属(如如铁铁)作作阴阴极极，较较活活泼泼的金属的金属(如如Zn)作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。阴阴极极保保护护：外外加加电电源源组组成成一一个个电电解解池池，将将被被保保护护金属作阴极，废金属作阳极。金属作阴极，废金属作阳极。阳阳极极保保护护：用用外外电电源源，将将被被保保护护金金属属接接阳阳极极，在在一一定的介质和外电压作用下，使阳极钝化。定的介质和外

37、电压作用下，使阳极钝化。金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护(4)缓缓蚀蚀剂剂法法:在在腐腐蚀蚀介介质质中中，加加入入少少量量能能在在金金属属的的表表面形成氧化膜或沉淀物。面形成氧化膜或沉淀物。以以减小腐蚀速率减小腐蚀速率。无无机机缓缓蚀蚀剂剂：在在中中性性或或碱碱性性介介质质中中主主要要采采用用无无机机缓缓蚀剂，如铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐等。蚀剂，如铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐等。有有机机缓缓蚀蚀剂剂：在在酸酸性性介介质质中中，一一般般是是含含有有N、S、O的有机化合物。常用的缓蚀剂有乌洛托品、若丁等。的有机化合物。常用的缓蚀剂有乌洛托品、若丁等。7.12.3 化学电源化学电源普通锌

38、锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池镍镉电池镍镉电池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池锂离子电池锂离子电池镍氢电池镍氢电池借借自自发发的的氧氧化化还还原原反反应应将将化化学学能能直直接接转转变变为为电电能能的的装装置称为化学电源置称为化学电源。一次电池一次电池一一次次电电池池电电池池中中的的反反应应物物质质进进行行一一次次电电化化学学反反应应放放电之后，就不能再次利用，如干电池。电之后，就不能再次利用，如干电池。Zn-Mn干电池干电池碱性电池碱性电池二次电池二次电池二二次次电电池池又又称称为为蓄蓄电电池池。电电池池放放电电后后可可以以充充电电，使使活活性性物物质质基基本本复复原

39、原，可可以以重重复复、多多次次利利用用。如如常常见见的的铅蓄电池和其它可充电电池等。铅蓄电池和其它可充电电池等。Pb负极负极PbO正极正极电动势电动势2V。铅蓄电池铅蓄电池镍镉电池镍镉电池燃料电池燃料电池负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：以以天天然然燃燃料料或或其其它它可可燃燃物物质质如如氢氢气气、甲甲醇醇、天天然然气气、煤煤气气等等作作为为负负极极的的反反应应物物质质，以以氧氧气气作作为为正正极极反反应应物质组成燃料电池。物质组成燃料电池。水的电解水的电解极化曲线极化曲线(1)25、100kPa下，化学反应下，化学反应的，的，如果设计成电池，其电池符号如果设计成电池，其电池符号（1分）

40、分），所获得的最大，所获得的最大电动势电动势E=1.103V(2)原电池原电池Cu|Cu2+(1.0mol dm-3)Ag+(0.1mol dm-3)|Ag，若向电池的负极溶液中滴加氨水，可观察到，若向电池的负极溶液中滴加氨水，可观察到的现象是的现象是先出现蓝色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，先出现蓝色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，溶液为深蓝色（溶液为深蓝色（1分）分），可能生成的配合物是可能生成的配合物是（1分）分），电池的电动势将，电池的电动势将增大增大（0.5分）分）；若将；若将Ag+浓度降浓度降低，则电池电动势将低，则电池电动势将减小减小（0.5分）分）。（增大、减小、。（增大、减小

41、、不变）不变）(3)已知已知，则电极则电极Ag/AgCl，Cl(0.1mol dm-3)的电极电势的电极电势 (4)已知已知，在在A+、A、B+、B四种物质中，四种物质中，B+、B+能在水中稳定地存在；能把能在水中稳定地存在；能把H2O氧化成氧化成O2的是的是 A+F2 ，能把水还原成，能把水还原成H2的是的是 Na 。(5)在酸性介质中，在酸性介质中，Mn的部分元素电势图为：的部分元素电势图为：问：问：计算计算x的值：的值：（2分）分）写出三种物质间可能发生的化学反应离子方程式写出三种物质间可能发生的化学反应离子方程式 (1分分)2011年年(6分分)Mn在酸性介质中的部分元素电势图为：

42、在酸性介质中的部分元素电势图为：，在碱性介质中的部分元素电势图为在碱性介质中的部分元素电势图为根据元素电势图解释：在酸性条件下，根据元素电势图解释：在酸性条件下，可可发生歧化反应，而在碱性条件下发生歧化反应，而在碱性条件下可将可将氧化成氧化成，分别写出两种介质中所观察到，分别写出两种介质中所观察到的实验现象和反应方程式。的实验现象和反应方程式。2011(2分分)25 C时，将电池时，将电池与外电源并联，当电池电动势与外电源并联，当电池电动势时，电池时，电池放电放电，电池反应为，电池反应为；当电池电动势；当电池电动势时，电池时，电池充电充电，电池反，电池反应为。应为。(6)玻璃电极

43、是一个对玻璃电极是一个对H+敏感的电极，其电极电势为敏感的电极，其电极电势为，将玻璃电极、饱和甘汞电极及被测溶液组，将玻璃电极、饱和甘汞电极及被测溶液组成电池：成电池：()玻璃电极玻璃电极被测溶液被测溶液饱和甘汞电极饱和甘汞电极(+)在在的的HCl溶液中测得该电池的电动势为溶液中测得该电池的电动势为0.422V。当被测溶液为一缓冲溶液时，该电池的电。当被测溶液为一缓冲溶液时，该电池的电动势为动势为0.481V，则缓冲溶液的，则缓冲溶液的pH=5？。(7)已知已知CuCl、CuBr、CuI的溶度积顺序减小。下列的溶度积顺序减小。下列电极的标准电极电势最高的为电极的标准电极电势最高的为 (A)

44、Cu2+/Cu+(B)Cu2+/CuCl(B)(C)Cu2+/CuBr (D)Cu2+/CuI2011年年 1将氢电极插入含有将氢电极插入含有0.50 moldm -3 HA和和0.10 moldm-3 A 的缓冲溶液中作为原电池的负极，与饱和的缓冲溶液中作为原电池的负极，与饱和甘汞电极组成原电池。已知甘汞电极组成原电池。已知p(H2)=100kPa时测得原电池时测得原电池的电动势为的电动势为0.481V，饱和甘汞电极的电极电势为，饱和甘汞电极的电极电势为0.2415V。（1）写出电池符号、正负极反应和电池反应式；）写出电池符号、正负极反应和电池反应式；（2）计算负极溶液中）计算负极溶液中c(

45、H+)和和HA的解离常数。的解离常数。20122.(8分分)25时由下列两个电极组成原电池：时由下列两个电极组成原电池：电极电极1：含有：含有0.1mol.dm-3 溶液的铅电极溶液的铅电极Pb2+/Pb；电极电极2：Pt,H2(100kPa)H+(0.1mol.dm-3)。已知已知，。(1)写出该原电池的符号、电极反应及电池反应方程式。写出该原电池的符号、电极反应及电池反应方程式。(2)计算原电池的电动势；计算原电池的电动势；(3)计算上述电池反应的平衡常数。计算上述电池反应的平衡常数。2010年年24.(6分分)铁矿石中铁含量测定的常用方法是重铬酸钾铁矿石中铁含量测定的常用方法是重铬酸钾

46、滴定法。矿石样品经热盐酸完全分解后得到含滴定法。矿石样品经热盐酸完全分解后得到含Fe3+离子的溶液，在用离子的溶液，在用K2Cr2O7标准溶液滴定前需将溶标准溶液滴定前需将溶液中的液中的Fe3+还原为还原为Fe2+。请根据有关的各物质还原。请根据有关的各物质还原电势的数值，设计电势的数值，设计K2Cr2O7标准溶液滴定前标准溶液滴定前Fe3+还还原为原为Fe2+的工作方案。（指明各步骤的所观察到的的工作方案。（指明各步骤的所观察到的现象）现象）已知已知25.(8分分)分别将金属锌和金属铁、金属铜和金属铁铆分别将金属锌和金属铁、金属铜和金属铁铆在一起，构成如图所示的在一起，构成如图所示的ZnFe

47、和和CuFe系统，将系统，将它们放置在盛有蒸馏水的表面皿中，并滴加酚酞和它们放置在盛有蒸馏水的表面皿中，并滴加酚酞和K3Fe(CN)6溶液。溶液。在在Cu/Fe界面区能观察到的现象：界面区能观察到的现象：何者是何者是腐蚀电池的阳极：腐蚀电池的阳极：所发生的反应：所发生的反应：；在；在Zn/Fe界面区能观察到的现象：界面区能观察到的现象：何者何者是腐蚀电池的阳极：是腐蚀电池的阳极：所发生的所发生的反应：反应：2011年复习题年复习题34.(6分分)在在298K时，分别用金属时，分别用金属Fe和和Cd插入下述溶液中，组成插入下述溶液中，组成电池，试判断何种金属首先被氧化？电池，试判断何种金属首先被氧化？(1)溶液中含溶液中含Fe2+和和Cd2+的浓度都是的浓度都是0.1mol kg-1。(2)溶液中含溶液中含Fe2+为为0.1mol kg-1，而，而Cd 2+为为0.0036mol kg-1。解：解：(1)当当时，时，Fe首先被氧化。首先被氧化。(2)当当时，时，故故Cd首先被氧化。首先被氧化。

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