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普通化学_电化学与金属腐蚀全解

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高二化学金属的电化学腐蚀与保护PPT优秀课件

高二化学金属的电化学腐蚀与保护PPT优秀课件

解析：锡青铜属于合金，熔点比成分金属的低；由于锡比 铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜；潮湿的环 境将会加快金属的腐蚀速率；电化学腐蚀过程实质是有电子的 转移，属于化学反应过程。
答案：BC
金属的电化学保护
【例 2】下列对金属采用的防护方法中，不．属．于．电化学防 护的是( )。
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B.铝片不用特殊方法保存 C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快 D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
第四节 金属的电化学腐蚀与保护
一、金属的电化学腐蚀
1.金属腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围接触的气体或液体物质发生 ___氧__化__还__原_____反应而引起损耗的现象。 (2)实质：金属原子____失__去____电子变成阳离子的过程，即 金属发生了___氧__化_____反应。 (3)类型：根据与金属接触的气体或液体物质不同，可分为 ___化__学_____腐蚀和___电__化__学___腐蚀。
图 4－4－1 负极反应：___F_e_－__2_e_－_____F_e_2＋_； 正极反应：__2_H_＋_＋__2_e_－_____H__2↑_； 总反应：_F_e_＋__2_H__＋_____F_e_2＋_＋__H__2_↑_。
②吸氧腐蚀(如图 4－4－2 所示)：钢铁表面吸附的水膜酸 性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
名师点拨：A 项是通过构成 Zn－Fe 原电池，从而保护船 体不被腐蚀；B 项是靠氧化膜保护铝，属于化学腐蚀；C 项 Zn＋Cu2＋ Cu＋Zn2＋，生成的 Cu 与 Zn 在溶液中构成原电
池加快反应的速率；D 项中 Zn－Fe 原电池 Zn 为负极，而 Fe －Sn 原电池中 Fe 为负极，故前者 Zn 被氧化保护了铁。

大学普通化学第六版第4章精品课件

大学普通化学第六版第4章精品课件

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20
当T=298.15K时:
0.05917 [c(氧化态） /c ] lg b n [c(还原态） /c ]

a
称为电极电势的能斯特方程
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能斯特方程式使用注意事项：
① n 为配平的半反应中得失的电子摩尔数； ②以半反应中各物质的化学计量数为指数；
0.059 PCl 2 / P lg 2 2 [c(Cl )] 0.059 0.1100/ 100 1.358 lg 1.388 V 2 2 0.1

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4.3 电极电势在化学上的应用
一. 氧化剂和还原剂相对强弱的比较
值越大，其氧化态的氧化性越强，
图4.1 标准氢电 极示意图
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参比电极*
甘汞电极或氯化银电极 常用易于制备、使用方便且电 极电势稳定
如：右图的甘汞电极： Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl当c (KCl)为饱和溶液时， 饱和甘汞电极 φ =0.2412V
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KCl溶液
Hg2Cl2 Hg
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C .[C ] 0 . 059 17 H MnO4 θ 42+ φ = φ (MnO / Mn ) + lg 5 C Mn 2 0.05917 5 1.507 lg{1.000 10 } 5 1.034V
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习题 已知氯电极的标准电极电势为1.358V， 当氯离子浓度为0.1molL-1，氯气浓度为 0.1×100kPa时，该电极的电极电势是多少? Cl2（g）+ 2e- = 2Cl-(aq)

浙江大学《普通化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(电化学与金属腐蚀)【圣才出品】

浙江大学《普通化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(电化学与金属腐蚀)【圣才出品】
Pb(s) PbO2 (s) 2H2SO4 (aq) 2PbSO4 (s) 2H2O(l)
②镉镍电池 镉镍电池的总反应为
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1．氧化剂和还原剂相对强弱的比较 （1）电极电势代数值小 ①当该电极越易収生氧化反应，其还原态物质越易失电子，则该电极是较强的还原剂； ②该电极的氧化态物质越难得电子，则该电极是较弱的氧化剂。 （2）电极电势代数值大 ①该电极上越易収生还原反应，其氧化态物质越易得电子，则该电极是较强的氧化剂； ②该电极的还原态物质越难失电子，则该电极是较弱的还原剂。 2．反应斱向的判断 在原电池中，由亍 ΔG＝-nEF，若 E＞0，则 ΔG＜0，在没有非体积功的恒温恒压条件 下，反应可以自収迚行。 3．反应迚行秳度的衡量 （1）KΘ 不 EΘ 的关系 在原电池的热力学讨论中，T＝298.15K 时电池反应的平衡常数 KΘ 不电池的标准电动 势 EΘ 的关系为 lnKΘ＝nEΘ/（0.05917V）。 （2）分析反应迚行的秳度 当电池反应为所讨论的化学反应时，可通过该原电池的 EΘ 推算该反应的平衡常数 KΘ， 从而分析该反应能够迚行的秳度。
电能势为 E 的电池反应 aA（aq）＋bB（aq）＝gG（aq）＋dD（aq），其电势能表达式为
E E RT ln nF
c(G) / c c( A) / c
g a
c(D) / c d c(B) / c b
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①锌锰干电池
锌锰干电池的总反应为
Zn(s)

2MnO2
(s)

普通化学4-1电化学1

普通化学4-1电化学1
正极：Cu电极(Cu2+/Cu电对) Cu2++2e=Cu (氧化数↘) 负极： Zn电极(Zn2+/Zn电对) Zn－2e =Zn2+ (氧化数↗) 电池反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
第1个原电池1799年制成
盐桥：一个盛有KCl/KNO3的饱和琼脂胶冻的U形管，用于构 成电流通路。正负离子分别向正极负极移动，平衡电势。
注意:
H2O2在上述反应中充当还原剂，被氧化，是氧化型电 对。在另外一些反应中，它还可以充当氧化剂，其还原型 电对为：酸介质 H2O2 / H2O 或碱介质H2O2 / OH－ 。
MnO4－只能是氧化剂，其电对都是还原型电对。
2、原电池符号(电池图示）:
() Zn Zn (1.0mol L )
13
能斯特(Nernst W H,1864-1941)
德国化学家和物理学家 主要从事电化学、热力学、光化学方面的研究。 1889年，引入溶度积概念以解释沉淀溶解平衡。同年提出能斯 特方程。
1906年，提出热力学第三定律，并断言绝对零度不可能达到。
1918年，提出光化学的链反应理论，用以解释氯化氢的光化学 合成反应。 因研究热力学，提出热力学第三定律的贡献而获1920年诺贝尔 化学奖。
电极符号 ： –
Cl (饱和)∣Hg2Cl2(s) ︱Hg ︱ Pt 电极反应： Hg2Cl2(s)＋2e = 2Hg(l) ＋2Cl-(aq) 298K，(Hg2Cl2 /Hg) = – 0.0592/2lg[ c(Cl-)/ c]2 饱和甘汞电极 ： ＝ 0.24v 当c(Cl )＝1M；0.1M时， ＝0.28，0.33v
解：电极反应：Cr2O72-+14H++6e = 2Cr3++7H2O

高中化学选修4课件--20金属的电化学腐蚀与防护

高中化学选修4课件--20金属的电化学腐蚀与防护
起变化的原因？ 吸氧腐蚀
4
吸氧腐蚀： 发生条件：中性或酸性很弱条件下
5
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
身体记忆法小妙招
超级记忆法--故 事法
▪ 鲁迅本名：周树人
▪ 主要作品：《阿Q正传》、、《药 》、
▪ 《狂人日记》、《呐喊》、《孔 乙己》
▪ 《故乡》、《社戏》、《祝福》（图片来自网络） 。
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背 上刺下“精忠报国”四个字）；
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的 广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的 记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆 3组就可以了，记忆效率也会大大提高。

普通化学习题与解答修订版

普通化学习题与解答修订版

普通化学习题与解答修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】第四章 电化学与金属腐蚀1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有0.13mol dm -⋅4CuSO 溶液的烧杯中，另一根插入盛有13mol dm -⋅4CuSO 溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连接起来，可以组成一个浓差原电池。

（+）（2）金属铁可以置换2Cu +，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。

（-）（3）电动势E （或电极电势ϕ）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而平衡常数K θ的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。

（+） （4）钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。

（+）（5）有下列原电池：若往4CdSO 溶液中加入少量2Na S 溶液，或往4CuSO 溶液中加入少量425CuSO H O ⋅晶体，都会使原电池的电动势变小。

（-）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行：它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （b ）（a ）23Sn Fe ++和 （b ）2227Cr O Sn -+和（c ）34Cr Sn ++和 （d ）2327Cr O Fe -+和（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液2()100p H kPa =⎡⎤⎣⎦设应为 （b ）（a ）30.1mol dm HCl -⋅（b ）330.10.1mol dm HAc mol dm NaAc --⋅+⋅（c ）30.1mol dm HAc -⋅（d ）3340.1mol dm H PO -⋅（3）在下列电池反应中当该原电池的电动势为零时，2Cu +的浓度为 （b ）（a ）2735.0510mol dm --⨯⋅ （b ）2135.7110mol dm --⨯⋅（c ）1437.1010mol dm --⨯⋅ （d ）1137.5610mol dm --⨯⋅（4）电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（ ）；阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的（ ） （a ，b ）（a ）阴极 （b ）阳极 （c ）任意一个极3、填空题（1）有一种含Cl Br I ---、和的溶液，要使I -被氧化，而Cl Br --、不被氧化，则在以下常用的氧化剂中应选（ d ）为最适宜。

第二章 金属电化学腐蚀原理ppt课件

第二章 金属电化学腐蚀原理ppt课件
铜锌电池中锌电极，因为它是一种 较活泼的金属，电位较负，容易失 去电子而溶解成为正离子，就遭到 腐蚀；而铜的电位较正，不易失去 电子，不溶解而不腐蚀。阳极锌与 阴极金属电位差愈大，锌的腐蚀速 度愈快。如果我们将铜和锌直接接 触，并一起浸入稀硫酸水溶液中， 也将发生与上述原电池同样的反应
.
第二章 金属电化学腐蚀原理
原因：工业锌中含有铁杂质，杂质电位一般较锌的电位高，于是构成了锌 为阳极，杂质为阴极的许许多多微小.的腐蚀电池。这种腐蚀电池称为微观 腐蚀电池。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.2 腐蚀电池的电极过程 金属电化学腐蚀由下列三个过程组成： （1）阳极过程，即金属溶解： M+n·ne→Mn+ + ne （2）电子从阳极区流入阴极区， （3）阴极过程，从阳极区来的电子被去极化剂(如酸性溶液中的 氢离子或中性和碱性溶液中的溶解氧等)所吸收。 氢离子的还原反应： H++e→H H+H → H2
b. 小孔腐蚀（pitting corrosion，又称点蚀、 坑蚀）：一种腐蚀集中于金属表面很小的范 围内并深入到金属内部的腐蚀形态. 。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.1 腐蚀的基本概念
2.1.2 金属腐蚀的分类
2. 按腐蚀的形式分类：
2）局部腐蚀（localized corrosion）
（1）无应力条件下的腐蚀形态：
.
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.3 腐蚀电池的类型
1. 宏观腐蚀电池 (2)浓差电池 同一种金属浸入同一种电解质溶液中，若局部的浓度不同，即可形成腐蚀电 池。如船舷及海洋工程结构的水线区域，在水线上面钢铁表面的水膜中含氧 量较高；在水线下面氧的溶解量较少，加上扩散慢，钢铁表面处含氧量较水 线上要低得多。含氧量高的区域，由于氧的还原作用而成为阴极，溶氧量低 的区域成为阳极而遭到腐蚀。由于溶液电阻的影响，通常严重腐蚀的部位离 开水线不远，故称水线腐蚀。

高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护课件新人教选修4.ppt

高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护课件新人教选修4.ppt

4．钢铁的电化学腐蚀 (1)钢铁的电化学腐蚀的分类： 电化学腐蚀析 吸氢 氧腐 腐蚀 蚀
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：
酸性较强
中性 酸性很弱
2H+ + 2e - === H2↑ O2+2H2O+4e- === 4OH Fe+2H + === Fe2 ++H2↑ 2Fe+2H2O+O2 == 2Fe(OH)2
被氧化的金属为 Cu ，被保护的金属为 Fe 。
一、金属的腐蚀 1．概念 金属或合金与周围接触到的 气体或液体 进行 化学反应 而腐蚀损耗的过程。 2．本质 金属原子 失去 电子变为 阳 离子，金属发生 氧化 反应。
3．分类 (1)化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的 腐蚀。 (2)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，比较活泼的金属失电子而被氧化。
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
(1)原电池中，较活泼的金属 失去 电子， 发生 氧反化应，而使金属被氧化。如 Zn－Cu－稀H2SO4原电池中，被氧化 的金属为 Z，n 被保护的金属为 C。u
(2)电解池中，若阳极不是惰性电极，则阳极金属 失去 电子，发生 氧化 反应，引起阳极金属不
断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：
2．金属的防护措施
下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ( B )
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损 后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很 慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利 用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是 钢铁的电化学保护法

普通化学习题与解答（第四章）详解

普通化学习题与解答（第四章）详解

第四章电化学与金属腐蚀1.是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有0.13mol dm -×4CuSO 溶液的烧杯中，另一根插入盛有13mol dm -×4CuSO 溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连接起来，可以组成一个浓差原电池。

（+）（2）金属铁可以置换2Cu +，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。

（-）（3）电动势E （或电极电势j ）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而平衡常数K q 的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。

（+）（4）钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。

（+）（5）有下列原电池：3344()(1)(1)()Cd CdSO mol dm CuSO mol dm Cu ---××+若往4C d S O 溶液中加入少量2N a S 溶液，或往4C u S O 溶液中加入少量425CuSO H O ×晶体，都会使原电池的电动势变小。

（-）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行：2233272614267Cr O Fe H Cr Fe H O-++++++=++322422Fe SnFe Sn+++++=+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是（b）（a ）23Sn Fe ++和（b ）2227Cr O Sn -+和（c ）34Cr Sn++和（d ）2327Cr O Fe -+和（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液2()100p H kPa =éùëû设应为（b）（a ）30.1mol dm HCl-×（b ）330.10.1mol dm HAc mol dm NaAc--×+×（c ）30.1mol dm HAc -× （d ）3340.1mol dm H PO -× （3）在下列电池反应中）在下列电池反应中223()()(1.0)()Ni s Cu aq Ni mol dm Cu s ++-+=×+当该原电池的电动势为零时，2Cu +的浓度为的浓度为 （b） （a ）2735.0510mol dm --´× （b ）2135.7110mol dm --´×（c ）1437.1010mol dm --´× （d ）1137.5610mol dm --´×（4）电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（（ ）；阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的（ ） （a ，b） （a ）阴极）阴极 （b ）阳极）阳极 （c ）任意一个极）任意一个极3、填空题（1）有一种含Cl Br I ---、和的溶液，要使I -被氧化，而Cl Br --、不被氧化，则在以下常用的氧化剂中应选（在以下常用的氧化剂中应选（ d ）为最适宜。

5版浙江大学普通化学 第4章 电化学与金属腐蚀

5版浙江大学普通化学 第4章 电化学与金属腐蚀
如：Zn2++2e- = Zn 与 2Zn2++4e- = 2Zn φ 数值相同
(3) φ 代数值与半反应的方向无关。 IUPAC规定，表中电极反应以还原反应表示（故
有称之谓“还原电势”），无论电对物质在实际反应 中的转化方向如何，其φ 代数值不变。
如Cu2++2e- = Cu与Cu = Cu2++2e φ 数值相同
以上讨论可知，电化学方法实际上是热力学方法 的具体运用。
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两电极的值大小(高低)不同，其差值即为电池
的电动势E。
E= φ(正极)- φ(负极)
目前测定电极电势φ的绝对值尚有困难。在实际应 用中只需知道φ的相对值而不必去追究它们的绝对值。
解决问题的办法:
国际上统一(人为)规定:标准氢电极的电极电势φ
④纯液体、纯固体不表示在式中。
例如:O2+2H2O+4e -
4OH- 能斯特方程式表示为：
(O2 / OH )
0.05917 4
V
lg
[ [c
p(O2 ) / (OH ）/
p c
] ]4
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附例4.2 计算OH-浓度为0.100mol·dm-3时，氧的电 极电势 φ(O2/OH-)。已知：p(O2)=101.325kPa，
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由于 ΔrGm 是系统可用来做非体积功的那部分能量 ,
而在原电池中,非体积功w ' 即为电功we, ΔrGm= w'max = -QE = -nFE

高中化学高三化学PPT课件金属的电化学腐蚀与保护

高中化学高三化学PPT课件金属的电化学腐蚀与保护

• 一、电解原理 • 1．电解 直流电 • 让 通过电解质溶液或熔融的电解 氧化反应 还原反应 质，在两个电极上分别发生 和 的过程。 化学能 • 2电能 ．能量转化形式 • 转化为 。
• 3．电解池 • (1)构成条件 电源 • ①有与 相连的两个电极；②电解 熔融电解质 闭合回路 )；③形成 质溶液 (或 。 • (2)电极名称及电极反应(如图)
• 3．电镀 镀层金属 • (1)阳极： ； 镀件 • (2)阴极： ； 镀层金属阳离子 • (3)电镀液：一般用含有 的电解质溶液作电镀液； 保持不变 • (4)电镀液浓度：
。
• 4．电冶金 • 利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼 活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 通电 • (1)冶炼钠：2NaCl( 熔融) 2Na＋ ===== 2Cl－－2e－===Cl2↑ Cl2↑ ＋＋2e－===2Na 2Na • 电极反应：阳极： ， • 阴极： 。
通电 4Al＋3O ↑ (2)冶炼铝：2Al2O3(熔融)===== 2
2－－12e－===3O ↑ 6O 2 电极反应：阳极：
，
阴极： 4Al3＋＋12e－===4Al 。 通电 Mg＋Cl ↑ (3)冶炼镁：MgCl2(熔融)===== 2
－－2e===Cl ↑ 2Cl 2 电极反应：阳极：
，
•
影响金属腐蚀的因素有哪
些？ • 提示 影响金属腐蚀的因素包括金属的 本性和介质两个方面。就金属本性来说， 金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。 介质对金属的腐蚀的影响也很大，如果金 属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电 解质溶液，都容易被腐蚀。
一个程序· 分析电解池问题的一般程序为：找电源(或现象) 两极 写电极反应式 判
•(3)电子和离子移动方向 负极 阴极 •①电子：从电源 流向电解池的 ； 阳极 正极 从电解池的 流向电源的 。 阴极 •②离子：阳离子移向电解池的 ；阴 阳极 离子移向电解池的 。

普通化学教学课件 电化学与金属腐蚀.ppt

普通化学教学课件 电化学与金属腐蚀.ppt
• 电子进入的电极称为正极，正极上发生还 原反应（得到电子）。
普通化学
原电池
• Cu-Zn原电池的表示符号： • （一）Zn∣ZnSO4（cl）║ CuSO4（c2）∣Cu（＋） • A．把负极（-）写在左边，正极（＋）写在右边。 • B．“∣”表示金属和溶液两相之间的界面，“‖”
表示盐桥 • C．c表示溶液的浓度，当溶液浓度为1mol·L－1时，
普通化学
原电池
四类常见电极
电极类型
电对
Me-Men+电极
Zn2+/Zn
A-An-电 极 氧化还原电极
Cl2/ClFe3+/Fe2+
Me-难溶盐电极 AgCl/Ag
电 极符号 Zn∣Zn2+ Cl-∣Cl2∣Pt Fe2+,Fe3+∣Pt
Ag∣AgCl∣Cl-
普通化学
原电池
• 电极反应：表示氧化态物质和还原态物质之间相互 转化的关系式。电极反应包括参加反应的所有物质， 不仅仅是有氧化数变化的物质。
第四章、电化学与金属腐蚀
• 电极电势的概念以及理解 • 能斯特方程及其应用 • 电动势与ΔrG之间的关系 • 电极电势的应用 • 元素电势图及其应用 • 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。
普通化学
氧化还原反应的概念
• 化学反应可分为两大类： • 一类是在反应过程中，反应物之间没有电
• 氧化半反应 2Na - 2e-→ 2Na+ • 还原半反应 Cl2 + 2e- →2Cl• 2、规则： • 电荷守恒：反应过程中氧化剂所得的电子数必须
等于还原剂失去的电子数。 • 质量守恒：反应前后各元素的原子总数相等。
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2011年11月
化学与环境工程学院
3 电极电势的测定 标准氢电极的标准电极电势： (H+/H2)=0.0000V ※标准条件：
y
c( H ) =1.0mol· kg-1
p( H 2 ) =100.00kPa
测定:以标准氢电极为
参比电极,待测电极与 之组成原电池,测其电动势。
2011年11月
化学与环境工程学院
如：Zn-H2在标准条件下组成电池， 已知Zn为负极，如前图。 测得电动势: E
y y y y
=0.7618V。
以E = - 即可求得待测电极的标 y y 准电极电势 2+/Zn)=-0.7618V (Zn ③ 使用标准氢电极不方便， 常用甘汞电极：Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl当c（KCl）为饱和时，
2011年11月
化学与环境工程学院
主要内容
（一）原电池 1. 原电池中的化学反应 2. 原电池的热力学 （二）电极电势 1. 标准电极电势 2. 电极电势的能斯特方程 （三）电动势与电极电势在化学上的应用 1. 氧化剂和还原剂相对强弱的比较 2. 氧化还原反应方向的判断 3. 氧化还原反应进行程度的衡量 （四）电解 1. 分解电压和超电势 2. 电解池中两极的电解产物 3. 电解的应用 （五）金属的腐蚀及防止
2011年11月
化学与环境工程学院
二 原 电 池
Cu2++Zn→Zn2++Cu 1 原电池结构： 根据检流计指针偏转方向 知电流方向： Cu→Zn 可知,电势:Zn—低,Cu—高 因而电极名:Zn—负,Cu—正
ΔrHm
y
=-218.66kJ· mol-1
2011年11月
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2. 电极反应和电池符号 由电流方向知两极反应:
2011年11月
化学与环境工程学院
⑤ 化合物中，一般：H — +1（-1）； O — -2（-1，+1，+2）； MⅠ— +1；MⅡ—+2。 例如： CO CO2 CH4 C2H5OH 碳的氧化数 +2 +4 -4 -2 又如： S2O32- S2O82- S4O62- Fe3O4 硫和铁的氧化数 +2 +7 +5/2 +8/3 P I3 N I3 再如： 各元素的氧化数 +3 -1 -3 +1 因为电负性是 2.1 2.5 3.0 2.5 氧化还原反应就是氧化数发生变化的反应。 如：Cl2+H2==2HCl 虽然没有电子的转移，仍然是氧化还原反应。
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§4-2
电极电势
金属置于其盐溶液时： M-ne-→Mn+ 同时： Mn++ne-→M 当溶解和沉积二过程平 衡时，金属带负电荷， 溶液带正电荷.两种电 荷集中在固-液界面附 近.形成了双电层。
1 能斯特理论
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2 电极电势 双电层的电势差即该电极的平衡电势, 称为电极电势,记为: （氧化态 / 还原态）
负极反应：Zn-2eZn2+
e-
氧化半反应 正极反应：Cu2++2e电池反应: Cu2++Zn Cu Zn2++Cu
还原半反应
盐桥的作用:沟通二溶液中的电荷保证反应继续进行
2011年11月
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电池符号
规定：
负在左，正在右；
离子在中间，导体在外侧；
固-液有界面（|），液-液有盐桥（‖） 如： （-）Zn∣Zn2+(b1)‖Cu2+(b2)∣Cu（+）
氧化态+ne2011年11月
还原态
化学与环境工程学院
(3)这种共轭关系，称为氧化还原电对， 记为：“氧化态/还原态” 如： Zn2+/Zn， H+/H2， Fe3+/Fe2+， O2/OH-，
Hg2Cl2/Hg， MnO4-/Mn2+ , 等。
任一自发的氧化还原反应都可以组成 一个原电池。如： CuCl+ FeCl2 Cu+ FeCl3 (-)Cu∣CuCl(S)∣Cl-‖Fe3+,Fe2+∣Pt(+)
2011年11月
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2.氧 化 数(值） 概念：化合物中某元素的形式荷电数。 规定:某元素的一个原子的荷电数，可由假设把每 个键的电子指定给电负性较大的原子而求得。
计数规则：
①单质中，元素的氧化数为零； ②单原子离子中，元素的氧化数=电荷数； ③多原子离子中， 各元素的氧化数之和=电荷数； ④ 中性分子中，各元素的氧化数之和=0；
第4章
电化学与金属腐蚀
Hale Waihona Puke 2011年11月化学与环境工程学院
教学基本要求
1.了解原电池、电极电势的概念，能用能斯特方 程式进行有关计算。 2.能应用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的 相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程 度。了解摩尔吉布斯函数变rGm与原电池电动 势、rGm与氧化还原反应平衡常数的关系。 3.联系电极电势的概念，了解电解的基本原理， 了解电解在工程实际中的某些应用。 4.了解金属腐蚀及防护原理。
2011年11月
化学与环境工程学院
4 四类常见电极 电 极 类 型 Me-Men+电极 A-An-电 极
氧化还原电极 Me-难溶盐电极
电
对
电
极
Zn2+/Zn Cl2/ClAgCl/Ag
Zn∣Zn2+ Cl-∣Cl2∣Pt
Ag∣AgCl∣Cl-
Fe3+/Fe2+ Fe3+,Fe2+∣Pt
2011年11月
如: (Zn2+/Zn)， (Cu2+/Cu), (O2/OH-) (MnO4-/Mn2+), (Cl2/Cl-)等。 *金属越活泼(易失电子), 值越低(负)； *金属越不活泼(易得电子), 值越高(正) 如: (Zn2+/Zn)= -0.7618V (Cu2+/Cu)= 0.3419V
2011年11月
化学与环境工程学院
§ 4 －1
1.氧化与还原
原电池
一 原电池中的化学反应
CuSO4+Zn
y
ZnSO4+Cu
ΔrGm =-212.55kJ· mol-1 可分为:Cu2++2eCu 还原半反应 Zn-2eZn2+ 氧化半反应
氧化态Ⅰ+还原态Ⅱ 还原态Ⅰ+氧化态Ⅱ 其中:高氧化值者 Cu2+、Zn2+ 称氧化态; 低氧化值者 Cu、 Zn 称还原态。
（-）Pt∣Fe3+，Fe2+‖Cl-∣Cl2∣Pt（+）
（-）Zn∣H2SO4∣Cu（+）
2011年11月
化学与环境工程学院
3 几个概念 (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
所以半电池又叫电极（不是电极导体）。
(2)半反应（电极反应）涉及同一元素 的氧化态和还原态：