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教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校第37 次课 2 学时注：本页为每次课教案首页第十章电解与极化作用使电能转变成化学能的装置称为电解池。
当一个电池与外接电源反向对接时，只要外加的电压大于该电池的电动势E一个无限小值时，电池接受外界所提供的电能，电池反应发生逆转，原电池就变成了电解池。
但实际上要使电解池能连续正常工作，所加的电压要比电动势E大很多，这些多出来的电能有的用来克服电阻的电压降，有的消耗在克服电极的极化作用上。
无论是电解池还是原电池，只要有电流通过，就有极化作用发生。
这样的过程就是不可逆过程。
研究电化学中的不可逆过程及其规律性对电化学工业是十分重要的。
在本章中除了讨论电解池中的极化作用外，还简要介绍一些电解在工业上的应用以及金属的防腐和化学电源等。
§10-1 分解电压上面我们研究的电池热力学要求电池都是可逆电池，也就是说通过电池的电流趋于零，而在实际使用化学电源或进行电解时，都有一定的电流通过，因而都是不可逆过程，例如氢-氧燃料电池的可逆电动势为1.229V，其电池的实际工作电压为0.9V以下，而电解水的电压则需2V以上，那么如何使实际工作电压接近可逆电动势，就要借助于化学动力学。
在这部分我们主要讨论电解时的极化作用。
一、分解电压及其测定例如：用Pt 作为电极电解1 mol·dm-3的Na2SO4溶液。
电解反应为阴极(负极) 2H++ 2e-→H2(g)阳极(正极) H2O →(1/2)O2(g) + 2H++2e-总反应为H2O →H2(g) +(1/2) O2(g)测定分解电压的装置测定分解电压的电流-电压曲线实验装置如图所示。
逐渐增加外加电压，由安培计G和伏特计V分别测定线路中的电流强度I 和电压E，画出I-E曲线。
从电压-电流曲线可看出，当电压很小时，几乎没有电流通过电路，电压增加，电流略有增加，随着E的增大，电极表面产生少量氢气和氧气，但压力低于大气压，无法逸出。
金属的防腐（3）电化学保护 1．保护器保护将被保护的金属如铁作阴极，较活泼的金属如Zn作牺牲性阳极。
阳极腐蚀后定期更换。
2．阴极保护外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，废金属作阳极。
3．阳极保护用外电源，将被保护金属接阳极，在一定的介质和外电压作用下，使阳极钝化。
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金属的防腐（4）加缓蚀剂在可能组成原电池的体系中加缓蚀剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。
（5）制成耐蚀合金在炼制金属时加入其它组分，提高耐蚀能力。
如在炼钢时加入Mn，Cr等元素制成不锈钢。
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10.5 化学电源化学电源分类（1）燃料电池又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。
（2）二次电池又称为蓄电池。
这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原，可以重复、多次利用。
如常见的铅蓄电池和其它可充电电池等。
（3）一次电池电池中的反应物质进行一次电化学反应放电之后，就不能再次利用，如干电池。
这种电池造成严重的材料浪费和环境污染。
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第十章 电解与极化作用一、选择题1、金属活性排在H 2之前的金属离子，如Na +能优先于H +在汞电极上析出，这是由于（ ）（A ）φ（标准）（Na +/Na）<φ(标准)(H +/H 2) （B）φ（Na +/Na）<φ(H +/H 2)（C）η（Na）<η(H 2) (D)H2在汞上析出有很大的超电势， 以至于φ（Na +/Na）>φ（H +/H 2）2、用铜电极电解CuCl 2的水溶液，在阳极上会发生（ ）（A ） 析出氧气 （B ）析出氯气 （C ）析出铜 （D ）铜电极溶解3、Tafel 公式η=a+blgj 的适用范围是（ ）（A）仅限于氢超电势 （B）仅限于j 约等于零，电极电势稍有偏差的情况（C）仅限于阴极超电势，可以是析出氢，也可以是其他（D ）可以是阴极超电势，也可以是阳极超电势4、极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是（ ）（A ） 增加溶液电导 （B ）固定离子强度（C ）消除迁移电离 （D ）上述几种都是5、当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化（ ）（A ）φ平，阳>φ阳;φ平，阴>φ阴 （B）φ平，阳<φ阳;φ平，阴>φ阴（C）φ平，阳<φ阳;φ平,阴<φ阴 （D）φ平，阳>φ阳φ平，阴<φ阴6、极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的（ ）（A）电阻（B）浓差极化的形成 （C）汞齐的形成 （D）活化超电势二、填空题1、已知φ（标准）（Fe 2+/Fe）=-0.440V，φ（标准）（Cu 2+/Cu）=0.337V，在25℃，标准 大气压时，以Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl 2（0.01mol.Kg -1）和CuCl 2 （0.02mol.Kg -1）的水溶液，若电解过程中不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则 最先析出的金属是————2、在锌电极上H 2的超电势为0.75V，电解一含Zn 2+的浓度为1*10-5mol.Kg -1的溶液，为了不使H 2（g）析出，向溶液的pH 值应控制在————已知25℃时φ（标准）（Zn 2+/Zn）=-0.763V3、以Cu 为电极电解1mol.Kg -1CuSO 4溶液（pH=3），则在阴极上的电极反应——-——————————阳极上的电极反应——————————。
电解与极化作用习题及答案电解与极化作用习题及答案电解和极化是化学中重要的概念，它们在电化学、电解池和电池等领域中起着关键作用。
本文将介绍一些与电解和极化相关的习题，并提供相应的答案，帮助读者巩固和加深对这些概念的理解。
习题一：什么是电解？请简要解释电解的过程。
答案：电解是指在电解质溶液或熔融状态下，通过外加电压使溶液中的离子发生氧化还原反应的过程。
电解过程中，正极（阳极）发生氧化反应，负极（阴极）发生还原反应。
电解是一种将电能转化为化学能的过程。
习题二：什么是极化？请简要解释极化现象的产生原因。
答案：极化是指在电解质溶液或电解池中，极板表面产生的电荷分布不均匀的现象。
极化现象的产生原因主要有两个：电解质溶液中的离子在电场作用下会向电极移动，导致电极表面聚集正负离子；同时，电极表面的化学反应会导致电极上生成一层物质，阻碍离子在电极表面的移动，从而引起极化。
习题三：电解铜(II)硫酸溶液时，正极和负极上分别发生什么反应？写出反应方程式。
答案：正极上发生的反应是Cu2+离子还原为Cu金属，反应方程式为：Cu2+ + 2e- -> Cu负极上发生的反应是水分子还原为氢气和氢氧根离子，反应方程式为：2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-习题四：在电解银氨溶液时，正极和负极上分别发生什么反应？写出反应方程式。
答案：正极上发生的反应是Ag+离子还原为Ag金属，反应方程式为：Ag+ + e- -> Ag负极上发生的反应是水分子还原为氢气和氢氧根离子，反应方程式为：2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-习题五：电解池中，正极和负极上的电子流动方向分别是什么？为什么？答案：在电解池中，正极上的电子流动方向是从电解质溶液向电极流动，负极上的电子流动方向是从电极向电解质溶液流动。
这是因为正极是氧化反应发生的地方，需要电子供给；负极是还原反应发生的地方，需要电子接受。
习题六：电解质溶液中的离子浓度对电解过程有何影响？请简要解释。
第10章电解与极化作用一、填空题1．溶液中含有活度均为1.00的H+、2Zn+、2Pb+。
已知在H2在阴极上析出的超电势为0.4 V，则正确的析出顺序是（）。
已知：2+(Zn/Zn)0.7630VEθ=−；2+(Pb/Pb)0.1265VEθ=−。
[南京航空航天大学2012研]【答案】Pb2＋；H＋；Zn2＋【解析】在阴极上可能析出的阳离子的电极电势分别为：222Zn ZnPb PbH H0.763ln1.000.763V20.1265ln1.000.1265V2ln1.000.40.4VRTFRTFRTFϕϕϕ+++=−+=−=−+=−=−=−根据在阴极上电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出的原则，析出顺序为：Pb2＋、H＋、Zn2＋。
二、选择题1．随下列哪个条件的变化氢过电位会由大变小？（）[中国科学院大学2012研] A．电流密度逐渐增大B．电极表面由光滑变粗糙C．电极材料由Fe换成PbD．温度不断降低【答案】C【解析】一般说来，对氢超电势比较高的金属有Hg，Zn，Pb，Cd等金属；对氢超电势低的金属有Pt，Pd等；对氢超电势居中的金属有Fe，Co，Cu等。
故当电极材料由Fe 换成Pb时，氢过电位会由大变小。
2．当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化（）。
[北京航空航天大学2010研]A．φ（阳）变大，φ（阴）变小B．φ（阳）变小，φ（阴）变大C．两者都变大D．两者都变小【答案】A【解析】根据极化产生的原因可分为两类，即浓差极化和电化学极化。
对于阴极而言，浓差极化是因为阴极附近的离子沉积到阴极表面，使其浓度小于本体浓度，从而导致其电极电势低于可逆时的电极电势；电化学极化是由于本身反应的迟缓性而使阴极表面积累了过多的电子，从而使电极电势向负方向移动。
所以，阴极极化的结果使电极电势变得更负，同理，阳极极化使电极电势变得更正。
3．铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，这表明（）。
