浙江大学：《普通化学》课程电子教案（PPT课件）第四章 电化学与金属腐蚀

第4章电化学与金属腐蚀025+O11首页下一页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 1 电化学与金属腐蚀 第4章

C本童学习要求半反应式以及电极电(1）了解原电池的组成、势的概念。能用能斯特方程计算电极电势和原电池电动势。（2）熟悉浓度对电极电势的影响以及电极电势的应用：能比较氧化剂还原剂的相对强弱，判断氧化还原反应进行的方向和程度3）了解电解池中电解产物一般规律，明确电化学腐蚀及其防止的原理首页下一页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 2 本章学习要求 (3)了解电解池中电解产物一般规律，明确电 化学腐蚀及其防止的原理。 (1)了解原电池的组成、半反应式以及电极电 势的概念。能用能斯特方程计算电极电势和原电池 电动势。 (2) 熟悉浓度对电极电势的影响以及电极电势 的应用：能比较氧化剂还原剂的相对强弱，判断氧 化还原反应进行的方向和程度

好目录4.1原电池4.2电极电势4.3电极电势在化学上的应用4.4化学电源4.5电解198026g4O1164.6金属的腐蚀与防止首页下一页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 3 目录 4.1 原电池 4.3 电极电势在化学上的应用 4.4 化学电源 4.5 电解 4.6 金属的腐蚀与防止 4.2 电极电势

文4.1原电池原电池中的化学反应4.1.11.原电池组成与反应将氧化还原反应的化学能转变为电能的装置电池反应：Cu2++Zn→Zn2++Cu正极反应：Cu2++2e-=Cu1980269Zn -2e= Zn2+负极反应：O1R电势：Cu一高Zn一低,电极名：Zn一负极,Cu一正极下一页首页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 4 4.1 原电池 4.1.1 原电池中的化学反应 将氧化还原反应的化学能转变为电能的装置。 正极反应: Cu2+ +2e- Cu 负极反应: Zn - 2e- Zn 2+ 电势: Zn—低, Cu—高 电极名: Zn—负极, Cu—正极 电池反应： Cu2++Zn→Zn2++Cu 1. 原电池组成与反应

原电池结构电键1.10伏特计ZnN负极CuNOS-正极NOSZn2+NO3NO3Cu2+Cu2+(ag)+2er→Cu(s)Zn(s)Zn2+(ag)+2er阳离子移动方向阴离子移动方向1980269观看动画+013盐桥的作用：补充电荷、纟维持电荷平衡。盐桥是一倒插的U型管，内含KCI或KNO，溶液，可用琼脂溶胶或多孔塞保护，使KCI或KNO.溶液不会自动流出首页下一页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 5 原电池结构 盐桥的作用：补充电荷、维持电荷平衡。盐桥是一倒插的U 型管,内含KCl或KNO3溶液，可用琼脂溶胶或多孔塞保护，使 KCl或KNO3溶液不会自动流出。 观看动画

2.若干概念（1）原电池是由两个半电池组成的：半电池中的反应就是半反应，即电极反应。因此将半电池又叫电极如 :电池反应 Cu(s) + 2Agt(aq)=Cu2+(aq) +2Ag(s)在负极上发生Cu的氧化反应：Cu(s)=Cu2+(ag)+2e在正极上发生Ag的还原反应：2Ag（aq)+2e=2Ag(s）对于自发进行的电池反应，都可以把它分成两个部分（相应于两个电极的反应），一个表示氧化剂的（被）还原，一个表示还原剂的（被）氧化。对于其中的任一部分称为原电池的半反应式。首页下一页上一页末页

首 页 上一页 下一页 末 页 6 2. 若干概念 (1) 原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应 就是半反应,即电极反应。因此将半电池又叫电极。 如：电池反应 Cu(s) + 2Ag+ (aq) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 在负极上发生Cu的氧化反应： Cu(s)=Cu2+(aq)+2e- 在正极上发生Ag+的还原反应：2Ag+ (aq)+2e-=2Ag(s) 对于自发进行的电池反应，都可以把它分成两个部分(相应 于两个电极的反应)，一个表示氧化剂的(被)还原，一个表示 还原剂的(被)氧化。对于其中的任一部分称为原电池的半反 应式

（2）半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化态和还原态：b（还原态）a(氧化态）+ne式中n是所写电极反应中电子的化学计量数从反应式可以看出，每一个电极反应中都有两类物质：一类是可作还原剂的物质，称为还原态物质如上面所写的半反应中的Zn、Cu、Ag等；另一类是可作氧化剂的物质，称为氧化态物质，如乙n2+Cu2+、Agt等。首页上一页下一页末页

首 页 上一页 下一页 末 页 7 (2)半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化态和 还原态： a(氧化态) + ne b(还原态) 从反应式可以看出，每一个电极反应中都有两类物 质：一类是可作还原剂的物质，称为还原态物质， 如上面所写的半反应中的Zn、Cu、Ag等；另一类 是可作氧化剂的物质，称为氧化态物质，如Zn2+ 、 Cu2+ 、Ag+等。 式中n是所写电极反应中电子的化学计量数

(3）氧化态和相应的还原态物质能用来组成电对通常称为氧化还原电对，用符号“氧化态/还原态表示。一般只把作为氧化态和还原态的物质用化学式表示出来，通常不表示电极液的组成。如，铜锌原电池中的两个半电池的电对可分别表示为Zn2+/Zn和Cu2+/Cu19.8026g又如:Fe3+/Fe2+,Oz/OH,Hg2Cl/Hg，MnO/Mn2+等。首页下一页末页上一页8

首 页 上一页 下一页 末 页 8 (3) 氧化态和相应的还原态物质能用来组成电对， 通常称为氧化还原电对，用符号“氧化态/还原态” 表示。 一般只把作为氧化态和还原态的物质用化学式表示出 来，通常不表示电极液的组成。如，铜锌原电池中的 两个半电池的电对可分别表示为Zn2+/Zn和Cu2+/Cu。 又如:Fe3+/Fe2+, O2 /OH- , Hg2Cl2 /Hg, MnO4 - /Mn2+ 等

（4）任一自发的氧化还原反应都可以组成一个原电池。原电池装置可用图式表示规定：负极写在左边，正极写在右边，以双虚垂线（）表示盐桥，以单垂线（)表示两个相之间的界面。用来分隔两种不同种类或不同价态溶液19.8026g例如：Cu-Zn原电池可表示为O1T6(-)Zn / ZnSO4(c)CuSO4(c2) / Cu(+)首页下一页末页上一页

首 页 上一页 下一页 末 页 9 (-)Zn｜ZnSO4 (c1 ) CuSO4 (c2 )｜Cu(+) (4) 任一自发的氧化还原反应都可以组成一个 原电池。 原电池装置可用图式表示。 例如：Cu-Zn原电池可表示为 规定:负极写在左边，正极写在右边，以双虚垂线( ) 表示盐桥，以单垂线(|)表示两个相之间的界面。用 “ ,”来分隔两种不同种类或不同价态溶液

3.电极类型可用来组成半电池电极的氧化还原电对，除金属与其对应的金属盐溶液以外，还有非金属单质及其对应的非金属离子(如H,/H+，O,/OH~Cl,/CI)、同一种金属不同价的离子(如Fe3+/Fe2+Cr2O,2-/Cr3+，MnO4/Mn2+)等。对于后两者，在组成电极时常需外加惰性导电体材料（情性电极如Pt，以氢电极为例，可表示为+O1EH+(c)|H2 (p) /Pt。首页上一页下一页末页10

首 页 上一页 下一页 末 页 10 3. 电极类型 可用来组成半电池电极的氧化还原电对，除金 属与其对应的金属盐溶液以外，还有非金属单 质及其对应的非金属离子(如H2 /H+ ，O2 /OH-， Cl2 /Cl- )、同一种金属不同价的离子(如Fe3+/Fe2+ ， Cr2O7 2- /Cr3+ ，MnO4 - /Mn2+)等。对于后两者，在 组成电极时常需外加惰性导电体材料(惰性电极) 如Pt，以氢电极为例，可表示为 H+ (c)|H2 (p)|Pt