电化学基础教程长春应化所共267页文档

长春应化所电化学方法原理和应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：长春应用化学研究所是我国重要的科研机构之一，主要研究方向之一是电化学方法的研究与应用。

电化学方法是一种通过电化学原理和技术，实现物质的电化学转化和分析的方法。

长春应化所在电化学方法领域取得了许多重要的研究成果，广泛应用于材料科学、环境科学、能源科学等领域，发挥着重要作用。

一、电化学方法的原理电化学方法主要通过电极在电解质溶液中的作用，实现物质的电化学转化或分析。

在电化学方法中，常用的电极包括工作电极、参比电极和对比电极。

工作电极是反应发生的地方，是实现分析或转化的核心部分；参比电极用于控制电位的稳定，提供标准电势作为参照；对比电极则用于连接电解液的两端，建立电流通路。

通过在不同电位下施加电压或电流，可以实现物质的氧化、还原或电解。

二、长春应化所电化学方法的应用1. 电化学传感器：长春应化所在电化学传感器领域开展了深入研究，研制了多种具有高灵敏度和稳定性的传感器。

这些传感器能够检测环境中的有害物质，如重金属离子、有机物和生物分子，对环境监测、食品安全等方面起到重要作用。

2. 电催化材料：长春应化所开展了多种电催化材料的研究，如金属氧化物、碳基材料等。

这些材料在能源转换领域具有广泛应用，如燃料电池、电解水制氢等。

通过优化电催化材料的结构和性能，提高了电化学反应的效率和稳定性。

3. 电化学合成：长春应化所在有机合成和无机合成方面开展了电化学合成的研究，通过电化学方法可以实现复杂有机分子和无机材料的合成。

这种方法具有高效、环保的特点，对合成化学领域具有重要意义。

三、长春应化所电化学方法的发展趋势1. 多功能性电极材料：未来电化学方法的发展将会更加重视电极材料的功能性和多功能性，设计开发具有特定功能的电极材料用于不同应用领域。

2. 界面工程和表面修饰：电化学方法中的反应都发生在电极表面上，因此界面工程和表面修饰对电化学反应的影响极大。

未来将会深入研究电化学反应的界面过程，探索新的表面修饰方法。

4.1.1 氧化值确定元素氧化数的规则氧化数与化合价原子数目比例关系整数可以为分数4.1.2 氧化还原反应的近代概念得电子+2e-2e失电子氧化还原方程式的配平原子数目得电子数等于失电子数不能在酸性溶液中配平氧化还原方程1、写出氧化-还原半反应2、配平氧化-还原半反应3、两个半反应乘相应系数(使得失电子数相等)相加×5 +×24、添加不参与反应的离子，配平方程式：(在酸性溶液中只可利用H+和HO配平)21、写出氧化-还原半反应2、配平氧化-还原半反应3、两个半反应乘相应系数(使得失电子数相等)相加×1×2 +444、添加不参与反应的离子，配平方程式：(在碱性溶液中只可利用OH-和H2O来配平)4.2.1原电池的构造及工作原理把化学能直接变为电能的装置叫做原电池。

原电池的组成：盐桥的作用4.2.2 原电池的电极反应和电池反应电极反应电池反应：氧化还原电对4.2.3 电池的符号与电极的种类电极的组成和种类对于(2) (3) (4)，在组成电极时常需外加导电体材料如Pt 、C（石墨）; 石墨、铂叫辅助电极。

电池符号和电极符号原电池的装置可用电池符号来表示。

铜锌原电池的图式记为： (-) Zn | ZnSO4 (c1) || CuSO4 (c2) |Cu （+） 同一个铜电极 在铜锌原电池中作为正极，表示为CuSO4 (c1) | Cu（+） 在银铜原电池中作为负极，表示为 （-）Cu | CuSO4 (c1)高氧化态离子靠近盐桥，低氧化态离 子靠近电极，中间用“，”分开。

如何将化学反应设计成电池1、根据元素氧化数的变化，确定氧化-还原电对(必要时可在方程式两边加同一物质）； 2、由氧化-还原电对确定可逆电极，确定电解质溶液，设计成可逆电池（双液电池必须加盐桥）； 3、检查所设计电池反应是否与原反应吻合。

例：将反应表示成原电池V(1) Ni + Fe3+→ Ni2++ Fe2+Sn2+Sn4+(-) Ni | Ni2+ (c1) || Fe3+ (c2) ，Fe2+ (c3) | Pt （+）Mn2+ MnO4H+(2) Sn2+ + MnO4- + H+ → Sn4+ + Mn2+ +H2O(-) Pt | Sn2+ (c1) , Sn4+ (c2) || MnO4- (c3), Mn2+ (c4 ) , H+(c5) |Pt(+)4.2.4 可逆电池及其电动势可逆电池两个条件： 1、电化学反应是可逆的； 2、通过电池的电流无限小。

化学专题复习：电化学基础负极电源负极电源正极阳极电源负极阴极电源正极练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后，观察到溶液变红的区域是（）A、I和III附近B、I和IV附近C、II和III附近D、II和IV附近练习2、下面有关电化学的图示，完全正确的是（ ）练习3、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。

铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。

关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．．的是（ ） A 、充电时作阳极，放电时作负极 B 、充电时作阳极，放电时作正极 C 、充电时作阴极，放电时作负极 D 、充电时作阴极，放电时作正极 练习4、（08广东卷）LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反应为：FePO 4+LiLiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li +导电固体为电解质。

下列有关LiFePO 4电池说法正确的是（ ）A 、可加入硫酸以提高电解质的导电性B 、放电时电池内部Li +向负极移动.C 、充电过程中，电池正极材料的质量减少D 、放电时电池正极反应为：FePO 4+Li ++e - =LiFePO 4练习5、铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极铬板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO 2+4H ++2SO 42-2PbSO 4+2H 2O请回答下列问题：（1）放电时：正极的电极反应式是________________；电解液中H 2SO 4的浓度将变____；当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加_____g 。

（2）在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时，若按图连接，电解一段时间后，则在A 电极上生成________、B 电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。

要点二 原电池、电解池工作原理及其应用 1、原电池、电解池的判定先分析有无外接电源：有外接电源者为 ，无外接电源者可能为 ；然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。

电化学基础教程（第二版）版权页•内容提要•前言•第一版前言•第1章绪论•1.1 电化学简介•1.2 电化学的历史•1.3 电化学研究领域的发展•1.4 本书结构与学习方法•复习题•第2章导体和电化学体系•2.1 电学基础知识•2.2 两类导体的导电机理•2.3 电化学体系•2.4 法拉第定律•2.5 实际电化学装置的设计•复习题•第3章液态电解质与固态电解质•3.1 电解质溶液与离子水化•3.2 电解质溶液的活度•3.3 电解质溶液的电迁移•3.4 电解质溶液的扩散•3.5 电解质溶液的离子氛理论•3.6 无机固体电解质•3.7 聚合物电解质•3.8 熔盐电解质•复习题•第4章电化学热力学•4.1 相间电势与可逆电池•4.2 电极电势•4.3 液体接界电势•4.4 离子选择性电极•复习题•第5章双电层•5.1 双电层简介•5.2 双电层结构的研究方法•5.3 双电层结构模型的发展•5.4 有机活性物质在电极表面的吸附•复习题•第6章电化学动力学概论•6.1 电极的极化•6.2 不可逆电化学装置•6.3 电极过程与电极反应•6.4 电极过程的速率控制步骤•复习题•第7章电化学极化•7.1 电化学动力学理论基础•7.2 电极动力学的Butler-Volmer模型•7.3 单电子反应的电化学极化•7.4 多电子反应的电极动力学•7.5 电极反应机理的研究•7.6 分散层对电极反应速率的影响——ψ1效应•7.7 平衡电势与稳定电势•复习题•第8章浓度极化•8.1 液相传质•8.2 扩散与扩散层•8.3 稳态扩散传质规律•8.4 可逆电极反应的稳态浓度极化•8.5 电化学极化与浓度极化共存时的稳态动力学规律•8.6 流体动力学方法简介•8.7 电迁移对扩散层中液相传质的影响•8.8 表面转化步骤对电极过程的影响•复习题•第9章基本暂态测量方法与极谱法•9.1 电势阶跃法•9.2 电流阶跃法•9.3 循环伏安法•9.4 电化学阻抗谱•9.5 滴汞电极与极谱法•复习题•第10章实际电极过程•10.1 电催化概述•10.2 氢电极过程•10.3 氧电极过程•10.4 金属阴极过程•10.5 金属阳极过程•复习题•附录标准电极电势表（298.15K，101.325kPa）•习题答案•参考文献•符号表。

第四章电化学基础第三节电解池（第三课时）学案【学习目标】会判断电极反应，会写电极反应式【课前预习】阅读课本电解原理的应用，整理主要内容。

【基础梳理】三、电解原理的应用：1、氯碱工业：电解制、和。

食盐溶液中，含有的离子包括根据离子放电顺序：阳离子：阴离子：现象：阳极：阴极：电极反应方程式：阳极：阴极：总方程式该电解池中阳极用电极（金属、惰性）1）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等杂质，需要先进行精制。

如加除Ca2+，加除Mg2+、Fe3+，加除SO42-。

具体操作步骤为：2）阳离子交换膜基本作用：2、铜的精炼电解时，通常把作阴极，粗铜中通常含有（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属）把作阳极，用含有作电镀液。

电极反应：阳极：阴极：粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成3. 电镀：电镀定义：电镀时，通常把作阴极，把作阳极，用含有作电镀液。

4.电冶金对于、、、这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。

工业上用电解的方法制取金属钠，方程式工业上用电解的方法制取金属镁，方程式工业上用电解的方法制取金属铝，方程式【课堂练习】1、用石墨作电极，电解1 mol·L －1下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是 ( )A ．HClB ．NaOHC ．Na 2SO 4D ．NaCl2．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是 ( )A ．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B ．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C ．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D ．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子3、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。

氢镍电池的总反应式是NiO(OH)H 212 2Ni(OH)。

根据此反应式判断，下列叙述中正确的是：( )A ．电池放电时，电池负极周围溶液的pH 值不断增大B ．电池放电时，镍元素被氧化C ．电池充电时，氢元素被还原D ．电池放电时，H 2是负极4．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag 2O+Zn+H 2O ，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A ．AgB ．Zn(OH)2C ．Ag 2O Ｄ．Zn5．用惰性电极电解M(NO 3)ｘ的水溶液，当阴极上增重ag 时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量是 ( ) A. b ax4.22 B. b ax 2.11 C. b ax 6.5 D. b ax5.26．100 mL 浓度为2 mol·L －1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 ( )A.加入适量的6 mol·L －1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液7． 用两支惰性电极插入500 mL AgNO 3溶液中，通电电解。

第8章电化学基础本章教学内容本章教学内容8.1 氧化还原反应8.2 原电池与电池电动势8.3 电极电势8.4 电动势与电极电势的应用8.5 电解与金属防腐氧化还原反应是化学反应中最重要的一类反应。

在现代的化工生产中，有50% 以上的反应都涉及到氧化还原反应，如金属冶炼、高能燃料和众多化工产品的合成等。

在电池中自发的氧化还原反应能将化学能转变为电能。

相反，在电解池中，电能将促使非自发的氧化还原反应进行，并将电能转化为化学能。

电能与化学能之间的相互转化是电化学研究的重要能容。

8.1 氧化还原反应8.1.1 氧化数8.1.2 氧化还原的概念8.1.3 氧化还原反应方程式的配平无机化学反应的分类氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应。

在●反应过程中，某些原子或离子的氧化数发生变化。

如：物质的燃烧、铁的腐蚀等。

非氧化还原反应：反应过程中只是离子的交换，没●有电子得失或电子转移的反应（或者说原子或离子没有氧化数的变化）。

如：酸碱中和反应、沉淀反应等。

指某元素的一个原子的荷电数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。

8.1.1 氧化数氧化数(oxidation number)（1）NaCl 中，电负性比较Cl > Na ，故Na 的氧化数为+ 1，Cl 的为–1。

（2）NH 3中，三对成键的电子都归电负性大些的N 原子所有，故N 的氧化数为–3，H 的为+1。

例如：确定氧化数的规则单质中，元素的氧化数为零。

●单原子离子的氧化数等于该离子所带的电荷数。

●中，Mg 原子的氧化数为+2，Cl原子例如：MgCl2的氧化数为–1。

在大多数化合物中，氢的氧化数为+1；只有在金属氢●化物中氢的氧化数为–1。

在所有氟化物中，F 的氧化值为–1。

●通常，氧在化合物中的氧化数为–2；但是在过氧化物中（Na2O2），氧的氧化数为–1；在超氧化物中（KO2），氧的氧化数为–1/2；在氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧化数分别为+2 和+1。