《大学化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第4章 电化学与金属腐蚀

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首 页 上一页 下一页 末 页 1 电化学与金属腐蚀 第4章

份本章学习要求 (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 (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 上一页 下一页 末页

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

目录 41原电池 42电极电垫 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 首页 上一页 下一页 末页

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

94.1原电池 411原电池中的化学反应 1.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→Zmn2+Cu 正极反应: Cult +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 首页 上一页 下一页 末页

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

份原电池结枸 电键 伏特计 负极 NO NO3 正极 NO NO Cu? zn(s)→Zn2(a)+2e Ct2→(a)+2e→Cu(s) 阳离子移动方向 阴离子移动方向 观看动画 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KNO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。 首页 上一页 下一页 末页

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)+2Ag(aq)=Cu2(ag)+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。对于其中的任部分称为原电池的半反 应式。 首页 上一页 下一页 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: a(氧化态)+ne、b(还原态) 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、A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。 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+/Zmn和Cu2+Cu 又如:Fe3/Fe2+,O2/OH,Hg2Cl2/g,MnO4/Mn2等。 首页 上一页 下一页 末页 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。 例如:Cu-Zn原电池可表示为 (Zn I ZnSO(C1): CuSO(c,)I Cu(+) 首页 上一页 下一页 末页

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H2H+,O2OH C2C)、同一种金属不同价的离子(如Fe3+/Fe2, C2O2Cr3+, MnO/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 6 H(CH2(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