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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章电化学与金属腐蚀,1/87,第四章电化学与金属腐蚀,4.1,氧化还原反应基本概念,4.2,原电池,4.3 电极电势,4.4 电动势与电极电势在化学上应用,4.5 化学电源,4.6 电解,4.7 金属腐蚀及预防,2/87,教学纲领,4.1 氧化还原反应基本概念,了解氧化数，掌握氧化还原反应式配平,3/87,4.1.1.氧化值,例：Cu,2+,(aq)+Zn(s),Cu(s)+Zn,2+,(aq),化合价,2 00 2,例：CH,4,C,2,H,6,C,2,H,4,C,2,H,2,C化合价：,4 3 2 1,氧化值(氧化数)：是指化合物中某元素所带形式电荷数值。该形式电荷数值是假定把每一化学键中电子指定给电负性更大原子而求得。,现行中学化学教材中化合价实际上是氧化值。,4/87,4.1.1.氧化值,确定氧化值规则,1.单质中，元素氧化值为零。,2.在单原子离子中，元素氧化值等于该离子所带电荷数，如S,2,，Na,+,。,复杂离子电荷等于各元素氧化值代数和。,3.氢氧化值为+1；,但：金属氢化物中氢氧化值为-1。,4.通常，氧在化合物中氧化值为-2；,但：过氧化物中为-1；,氟氧化物中为+2和+1，如OF,2,和O,2,F,2,。,5.中性分子中，各元素原子氧化值代数和为零.,5/87,4.1.1.氧化值,例：写出氧化值,K,2,Cr,2,O,7,中，,Cr为,Na,2,S,2,O,3,中，S 为,Na,2,S,4,O,6,中，S 为,+6,+2,S平均为2.5(,两个S 为0,两个S为+5),6/87,4.1.1.氧化值,化合价：反应化合物某原子成键数目。,例：CH,4,C,2,H,6,C,2,H,4,C,2,H,2,C氧化值：4 3 2 1,C化合价：均为 4,氧化值：是指化合物中某元素所带形式电荷数值。,离子化合物中某离子化合价为离子电荷数；,共价化合物中某原子化合价为该原子形成共价单键数目。,7/87,4.1.2 氧化还原反应,氧化还原反应,反应前后一些元素得失电子氧化值发生改变反应。,氧化值：2 00 2,氧化值升高，Zn被氧化，氧化反应,氧化值降低，Cu,2+,被还原，还原反应,Cu,2+,(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn,2+,(aq),e,-,8/87,4.1.2 氧化还原反应,氧化反应：某元素原子失去电子，氧化值升高过程。,氧化值升高物质是还原剂，还原剂是电子给予体。,氧化剂(1)+还原剂(2)还原剂(1)+氧化剂(2),还原反应：某元素得到电子，氧化值降低过程。,氧化值降低物质氧化剂，氧化剂是电子接收体。,强强,弱弱,9/87,4.1.2 氧化还原反应,氧化型(态)：高氧化值，作氧化剂,还原,型(态)：,低氧化值，作还原剂。,氧化值：+2 00+2,氧化值：0 +1 -1,Cu,2+,(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn,2+,(aq),歧化反应：Cl,2,+H,2,O HClO +HCl,中间,型(态)：,既作为氧化剂,又可作为还原剂,氧化型,还原型,还原型,氧化型,中间型,10/87,4.1.3 半反应和氧化还原电对,Cu,2+,(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn,2+,(aq),氧化值升高，Zn被氧化，氧化反应,氧化值降低，Cu,2+,被还原，还原反应,氧化反应：Zn(s)=Zn,2+,(aq)+2e,半反应：,氧化还原电对，写作Zn,2+,(aq)/Zn(s),氧化还原电对，写作Cu,2+,(aq)/Cu(s),还原反应：Cu,2+,(aq)+2e,=Cu(s),11/87,4.1.3 半反应和氧化还原电对,半反应：在酸或碱介质中,还原反应：氧化态 +,n,e,还原态,氧化还原电对：,氧化态/还原态,还原反应：氧化剂得电子，被还原，氧化值降低,12/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,1.氧化值法：,标准：还原剂氧化值升高数和氧化剂氧化值降低数相等(得失电子数目相等）,例：,配平 HClO,3,+P,4,HCl +H,3,PO,4,13/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,HClO,3,+P,4,HCl +H,3,PO,4,(1),确定相关元素,氧化数,及升高或降低,数值,HClO,3,+P,4,HCl +H,3,PO,4,氧化值:+5 0 -1 +5,Cl,5+,Cl,氧化值降低,6,P,P,5,氧化值升高 5,14/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,(3),确定氧化数升高及降低数值最小公倍数。,找出,氧化剂、还原剂系数(自然数),。,(4),查对，可用,H,+,OH,H,2,O,配平,。,5HClO,3,+6/4P,4,5HCl +6H,3,PO,4,Cl,5+,Cl,氧化值降低,6,P,P,5,氧化值升高 5,x,5,x,6,10HClO,3,+3P,4,10HCl +12H,3,PO,4,10HClO,3,+3P,4,+18H,2,O,=,10HCl +12H,3,PO,4,15/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,2.离子电子(半反应)法,标准：还原剂氧化值升高数和氧化剂氧化值降低数相等(得失电子数目相等)。,例,在酸性介质中配平：,KMnO,4,Na,2,SO,3,MnSO,4,K,2,SO,4,16/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,(1),写出对应,离子反应式,确定相关元素氧化数,(2),将反应分成两部分(两个半反应),，,即还原剂氧化反应和氧化剂还原反应。,MnO,4,+SO,3,2,Mn,2+,+SO,4,2,氧化反应,SO,3,2,SO,4,2,+2e,还原反应,MnO,4,+5e,Mn,2+,KMnO,4,Na,2,SO,3,MnSO,4,K,2,SO,4,氧化数：7+4 +2 +6,17/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,(3),依据反应,酸碱介质,条件，加,H,+,、,OH,、,H,2,O，,配平半反应,SO,3,2,=SO,4,2,+2e,MnO,4,+5e,=Mn,2+,在,酸性,介质中配平半反应能够出现H,和H,2,O，但,不应,出现,OH,在,碱性,介质中配平半反应能够出现OH,和H,2,O，但,不应,出现,H,+,+H,2,O,+2H,+,+,8H,+,+4,H,2,O,18/87,4.1.4 氧化还原反应方程式配平,(4),依据,得失电子数相等,标准,，,确定二个半反应系数（得失电子公倍数）。,SO,3,2,+H,2,O,=SO,4,2,+2e,+2H,+,5,MnO,4,+5e,+,8H,+,=Mn,2+,+4,H,2,O ,2,(5)合并半反应式,。,2,MnO,4,+5SO,3,2,+6H,+,=,2Mn,2+,+,3H,2,O+5,SO,4,2,2K,MnO,4,+5Na,2,SO,3,+3H,2,SO,4,=,2Mn,SO,4,+,3H,2,O+K,2,SO,4,+,5Na,2,SO,4,(6),再改写成份子方程式,19/87,教学纲领,4.2 原电池,了解原电池组成，掌握半反应式、总反应式、原电池图式。,了解原电池电动势与G关系。,掌握电动势能斯特方程式。,20/87,4.2 原电池,4.2.1 原电池中化学反应,原电池：利用氧化还原反应对环境输出电功,装置。,化学能电能,21/87,4.2 原电池,负极,正极,e,原电池组成,Zn=Zn,2+,2e,Cu,2+,+2e,=Cu,氧化值升高,氧化反应,氧化值降低,还原反应,Cl,-,K,+,Cu,2+,(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn,2+,(aq),22/87,4.2 原电池,2.电极反应和电池反应,半电池：,Zn Zn,2+,2e,半电池：Cu,2+,+2e Cu,电极反应：,在半电池中发生氧化或还原反应，也叫做半电池反应。,电池反应：,氧化还原总反应。,电极电势,(Zn,2+,/Zn),电极电势,(Cu,2+,/Cu),电动势 E,Cu,2+,(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn,2+,(aq),23/87,4.2 原电池,电池电动势：,当原电池中经过电流趋于零时，两电极间最大电势差。用符号E表示。,(,)Zn,Zn,2+,(1.0moldm,-3,),Cu,2+,(1.0moldm,-3,),Cu(+),测定:用电位差计以对消法来测量电池电动势。,E,1.1037V,E,=,(正极),(负极),=,(还原反应),(氧化反应),24/87,4.2 原电池,3.原电池表示式（图式、电池符号）,1)负极电对写在左边，正极电对写在右边,(,),(+),Zn(s),Zn,2+,Cu,2+,Cu(s),(c,1,/moldm,-3,),(c,2,/moldm,-3,),5)表示出对应离子浓度或气体压力。,2)用“”表示电极与离子溶液之间相界面。,3)不存在相界面，用“，”分开。,4)用“,”表示盐桥，盐桥两边为溶液。,e,25/87,4.2 原电池,4.电极分类及其表示式,1),金属金属离子电极:,金属置于含有同一金属离子溶液中组成电极。,Cu|Cu,2+,Zn|Zn,2+,2),气体离子电极:,吸附某种气体惰性金属放在含有该气体元素离子溶液中组成电极。,Pt|H,2,(g)|H,+,Pt|Cl,2,(g)|Cl,26/87,电极分类,3),金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极：将金属表面涂以该金属难溶盐（或氧化物），置于该盐含有相同阴离子溶液中。,Ag|AgCl|Cl,Hg|Hg,2,Cl,2,|Cl,Sb|Sb,2,O,3,|H,+,4),氧化还原电极：将惰性导电材料置于含有同一元素不一样氧化数离子溶液中。,Pt|Fe,3+,Fe,2+,Pt|Cr,2,O,7,2,Cr,3+,27/87,4.2 原电池,要求1:给出电池符号，要能够写出半反应和总反应方程式。,(),Pt|H,2,(,p,),H,+,(1moldm,-3,),Fe,3+,(1moldm,-3,),Fe,2+,(1 moldm,-3,),Pt(+),负极(氧化反应)：,H,2,2H,+,+,2e,正极(还原反应)：,Fe,3+,+e Fe,2+,电池反应：,H,2,+2,Fe,3+,2H,+,+2Fe,2+,28/87,4.2 原电池,要求2:题中给出总反应方程式，要能够写出电池符号和半反应。,正极,负极,还原反应：Cl,2,(g)+2e,2Cl,(aq),氧化反应：Fe,2+,(aq)Fe,3+,(aq)+e,()Pt|Fe,2+,(1.0molL,-1,),Fe,3+,(0.1molL,-1,)|,Cl,(2.0molL,-1,)|Cl,2,(101325Pa)|Pt(+),29/87,4.2 原电池,5.法拉第定律,n为电子化学计量数，为单位物质量氧化态在还原过程中取得电子物质量，也是外电路中流过电子物质量。,通常把1mol电子所带电量用 F 表示。,1,F,=e N,A,=1.602210,-19,C6.022 10,23,mol,-1,=96485 C,mol,-1,F,被称为法拉第(Faraday)常数。,氧化态 ne,还原态,30/87,4.2 原电池,1.电池电动势,电池电动势：,当原电池中经过电流趋于零时，两电极间最大电势差。用符号E表示。,(,)Zn,Zn,2+,(1.0moldm,-3,),Cu,2+,(1.0moldm,-3,),Cu(+),测定:用电位差计以对消法来测量电池电动势。,E,1.1037V,E,=,(正极),(负极),=,(还原反应),(氧化反应),31/87,4.2 原电池,1.电池反应,r,G,m,与电动势,E,关系,在恒温恒压条件下，系统吉布斯函数变降低等于系统所做最大非体积功。,即：,r,G,m,=,在电池反应中，电子在外电路流动所做功是一个非体积功，即电功。,r,G,m,=,nFE,电功(J)=电量(C)电势差(V)=nFE,4.2.2 原电池热力学,32/87,4.2.2 原电池热力学,热力学等温方程式：,r,G,m,(T)=,r,G,m,(T)+RTlnQ,r,G,m,=,nFE,r,G,m,=,nFE,aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+dD(aq),T=298.15K:,电动势,能斯特方程,33/87,4.2.2 原电池热力学,2.标准平衡常数,K,与标准电动势,E,关系,r,G,m,=RTlnK,r,G,m,=nFE,在T=298.15K时，将上式化为惯用对数表示，得：,34/87,4.1,氧化还原反应基本概念,4.2,原电池,作业：P198-1995、9、配平题(,要求写出半反应式),35/87,教学纲领,4.3 电极电势,了解标准电极电势和参比电极。,掌握电极电势能斯特方程式及相关计算（沉淀影响）。,36/87,4.3 电极电势,4.3.1,电极电势产生双电层理论,4.3.2,电极电势及标准电极电势,4.3.3,电极电势能斯特方程式,37/87,4.3.1 电极电势产生双电层理论,Zn Zn,2+,ne,负极(氧化反应),到达平衡时，Zn片上多出电子，溶液中Zn,2+,浓度增大。因为正、负电荷吸引，Zn片上电子集中在表面，形成负电层；而溶液中Zn,2+,多集中在Zn片表面附近溶液中，形成正电层。正是因为双电层形成产生了电极电势。,38/87,4.3.1电极电势产生双电层理论,Cu,2+,ne,Cu,正极(还原反应),到达平衡时，Cu片上缺电子，在表面形成正电层；而溶液中Cu,2+,浓度降低，在Cu片表面附近溶液中形成负电层。即一样会形成双电层，产生了电极电势。,39/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,1.电极电势：电极(半电池)电势。,电极电势符号：,(氧化型/还原型),标准电极电势符号：,(氧化型/还原型),原电池电动势E（即两电极电势差值）能够由仪器测量，但各个电极电势,绝对数值,是,无法测量,。,国际统一要求,：标准氢电极电极电势为零。,E,=,(+),(,),=,(,还原反应),(,氧化反应),40/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,标准氢电极可表示为：,Pt(s)|H,2,(p,)|H,+,(c,),电对为：H,+,(aq)/H,2,(g),要求：,(H,+,/H,2,)=0.000V,电极反应为：,2H,+,(aq)+2e,-,H,2,(g),2.标准氢电极(SHE),41/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,电对为：,Hg,2,Cl,2,(s),/Hg(l),电极反应为：,Hg,2,Cl,2,(s)+2e,-,2Hg(l)+2Cl,-,(aq),3.参比电极甘汞电极,甘汞电极可表示为：,Pt(s)|Hg(l)|Hg,2,Cl,2,(s)|Cl,-,(,饱和即2.8molL,-1,或,c,或,0,.1molL,-1,),=0.2412V 0.2801V 0.3337V,42/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,4.标准电极电势测量,例：标准电极电势测定,Zn,Zn,2+,(1moldm,-3,)H,+,(1moldm,-3,),H,2,(,10,5,Pa),Pt(s),测得,：E,=,0.7618V,E,=,+,（）标准氢电极,待测电极（）,E,=,(+),(,),=,(,还原反应),(,氧化反应),或者：（）,待测电极,标准氢电极,（）,43/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,4.标准电极电势测量,以甘汞电极作为参比电极测定电极电势,电池符号：,(,)Pt(s)|Hg(l)|Hg,2,Cl,2,(s)|KCl(c,),M,n+,(,c,),|,M(s),(+),或者：(,)M(s),|,Mn+(,c,),KCl(c,)|,Hg,2,Cl,2,(s)|Hg(l)|Pt(s),(+),44/87,4.3.2 电极电势及标准电极电势,5.标准电极电势使用注意,(4)一些电正确,与介质酸碱性相关,酸性介质：,A,碱性介质：,B,(1)采取还原电势：,氧化态ne,还原态,(2),无加和性,(3),正负值必须代入,与,Cl,-,(aq)=Cl,2,(g)+2e,-,=1.36V,45/87,4.3.3 电极电势能斯特方程式,2.酸碱度对电极电势影响,影响有H,或OH,参加电极反应,1.浓度(压力)对电极电势影响,3.沉淀对电极电势影响,因为沉淀生成，改变了相关离子浓度，从而影响电极电势。,46/87,1.浓度(或压力)对电极电势影响,电动势能斯特方程：,电极电势能斯特方程式：,a氧化态ne,b还原态,298K,时:,电极电势能斯特(Nernst)方程式表现了,浓度,(压力)对电极电势影响，可求,非标准,状态下电极电势。,47/87,1.浓度(或压力)对电极电势影响,计算298K、非标准状态下电池电动势：,aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+dD(aq),电动势能斯特方程:,由电极电势能斯特方程计算:,48/87,应用,Nernst方程注意事项,可统一用于还原或氧化反应。,氧化态或还原态应包含全部相关物质,电对中固体、纯液体浓度为1，溶液浓度为相对浓度,c,/,c,，气体为相对分压,p,/,p,(4),氧化态、还原态物质系数，做为浓度或压力方次写在,Nernst方程指数项中,(5)Nernst方程与温度相关。,1.浓度(或压力)对电极电势影响,49/87,例：已知,(Cl,2,/Cl,-,),=1.36V,求298K下，,c,(Cl,)=0.01moldm,3,p,(Cl,2,)=500kPa时电极,(Cl,2,/Cl,-,)。,1.浓度(或压力)对电极电势影响,解：电极反应：Cl,2,(g)+2e,2Cl,50/87,2.酸碱度对电极电势影响,例：求在c(MnO,4,)=c(Mn,2+,)=1.0moldm,3,时，,pH=5和pH=1溶液中,数值。,同理，将pH=1代入可得，1.142V,解：,电极反应:,MnO,4,+8H,+,+5e Mn,2+,+4H,2,O,51/87,2.酸碱度对电极电势影响,问题：pH值对以下电极电势有影响是：,A,B,C,D,A、C,MnO,4,+8H,+,+5e Mn,2+,+4H,2,O,O,2,+H,2,O+4e 4OH,Cl,2,(g)+2e 2Cl,52/87,3.沉淀对电极电势影响,例：已知,(Ag,+,/Ag)=0.799V，,K,s,(AgCl)=1.8 10,-10,，若在Ag,+,和Ag组成半电池中加入NaCl会产生AgCl(s)，当c(Cl,-,)=1.0molL,-1,时，求,(Ag,+,/Ag)与,(AgCl/Ag)。,53/87,解：AgCl(s)Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),K,s,(AgCl)=c(Ag,+,)c(Cl,-,),3.沉淀对电极电势影响,若c(Cl,-,)=1.0molL,-1,时：,K,s,(AgCl)=c(Ag,+,),电极反应：,Ag,+,(aq)+e,-,Ag,54/87,3.沉淀对电极电势影响,Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq)AgCl(s),AgCl(s)+e,-,Ag(s)+Cl,-,(aq)(1),求,(AgCl/Ag):,电极反应：,Ag,+,(aq)+e,-,Ag (2),电极反应：,(2)(1),Ag,+,(aq)+e,-,Ag,(),得电池反应：,(),Ag(s)+Cl,-,(aq)AgCl(s)+e,-,E,=,+,55/87,3.沉淀对电极电势影响,Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq)AgCl(s),K,=1/K,s,56/87,3.沉淀对电极电势影响,例：比较以下电极电势数值大小,(AgCl/Ag),(AgBr/Ag),(AgI/Ag),57/87,4.3 电极电势,作业：P198-19911、23,58/87,教学纲领,4.4 电动势与电极电势在化学上应用,掌握氧化剂、还原剂相对强弱比较,掌握氧化还原方向判断及相关计算。,掌握电池反应标准平衡常数K,与标准电动势E,关系及氧化还原反应相关平衡计算。,59/87,4.4 电动势与电极电势在化学上应用,4.4.1 判断氧化剂,和,还原剂相对强弱,4.4.2 氧化还原反应进行方向判断,4.4.3 确定氧化还原反应进行程度,4.4.4 元素电势图,60/87,4.4.1 判断氧化剂和还原剂相对强弱,小电对:还原型物质易失去电子,还原性较强,还原型易被氧化，氧化反应，负极,氧化型氧化性较弱,电极电势大小反应了电极电对中氧化型物质得电子能力和还原型失电子能力强弱。,大电对:氧化型物质易得到电子,氧化性较强,氧化型易被还原，还原反应，正极,还原型还原性较弱,(Zn,2+,/Zn)小:Zn还原性强，能够置放出Cu,Zn被氧化成Zn,2+,，Zn为负极,61/87,4.4.1 判断氧化剂和还原剂相对强弱,例题：,已知 Fe,3+,+e =Fe,2+,=0.77V,Cu,2+,+2e=Cu,=0.34V,Fe,2+,+e=Fe,=,0.44V,Al,3+,+3e=Al,=,1.66V,则最强还原剂是：,最强氧化剂是：,A.Al,3+,B.Fe C.Cu D.Al,E.Fe,3+,F.Fe,2+,G.Cu,2+,D,E,62/87,4.4.2 氧化还原反应进行方向判断,反应自发进行条件为,：,r,G,m,0,r,G,m,=,nFE,=,nF,(+),(,),=,nF,(,还原反应),(,氧化反应),0,E,0,(+),(-),(还原反应),(氧化反应),反应逆向自发进行,E,0,(+),(-),(,还原反应),(,氧化反应),反应正向自发进行,63/87,4.4.2 氧化还原反应进行方向判断,例1:,溶液中有,Br,、,I,选择,可使,I,被氧化而,Br,不被,氧化。,Fe,3+,、,Br,2,(,还原反应),(,氧化反应),反应正向自发进行,64/87,4.4.3 确定氧化还原反应进行程度,r,G,m,=RTlnK,r,G,m,=nFE,r,G,m,=,nFE,=RTlnK,65/87,4.4.3 确定氧化还原反应进行程度,例：已知298K时以下电极反应,值:,试求AgCl溶度积常数,。,Ag,+,(aq)+e,-,Ag,(),(),Ag(s)+Cl,-,(aq)AgCl(s)+e,-,E,=,(+),(-,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),0,解,：Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq)AgCl(s),66/87,4.4.3 确定氧化还原反应进行程度,67/87,4.4.4 元素电势图及其应用,元素电势图表示方法:,表示方法：,各物种按氧化数从高到低向右排列；,各物种间用直线相连接，直线上方标明对应电正确,，线下方为转移电子数(即氧化值差值)。,(3)标明介质：,A,或,B,，及单位：V,1.229V,n,=2,68/87,4.4.4 元素电势图及其应用,1.判断歧化反应能否进行,0.3394V,A,能发生歧化反应。,69/87,4.4.4 元素电势图及其应用,E,=,(+),(-,),=,(,还原反应),(,氧化反应),=,(右),(左,),(右),(左,),中间价态物质发生歧化反应,(左,),(右),发生歧化逆反应（归中反应）,正反应,自发,0,70/87,4.4.4 元素电势图及其应用,2.计算电正确电极电势,n,3,=n,1,+n,2,+）,A,C,71/87,4.4.4 元素电势图及其应用,72/87,4.4.4 元素电势图及其应用,例：已知Br元素电势图以下：,0.6126,B,：,73/87,4.4.4 元素电势图及其应用,解：(1),0.6126,n,1,1,+n,4,4,=n,3,3,n,1,1,+n,4,4,+n,5,5,=n,6,6,n,1,1,+n,2,2,=n,6,6,n,4,4,+n,5,5,=n,2,2,n,3,3,+n,5,5,=n,6,6,n,4,n,5,n,6,1,=0.5357 V,2,=0.7665 V,3,=0.5196 V,n,1,n,2,n,3,74/87,4.4.4 元素电势图及其应用,0.5196,0.7665,(2),(右),(左,),中间价态物质发生歧化反应,Br,2,B,r,+BrO,-,Br,2,B,r,+BrO,3,-,BrO,-,B,r,+BrO,3,-,75/87,4.4.4 元素电势图及其应用,(3)BrO,-,能歧化，不稳定，所以Br,2,(l)与NaOH混合最稳定产物是BrO,3,-,和Br,-,。,76/87,4.6 电解,4.6 电解（教学纲领）,了解分解电压和超电势（电极极化）。,了解电解池中两极产物判断。,了解电解应用。,77/87,4.6 电解,4.6.1 电解原理,1.电解池组成,电解：,将直流电经过电解液使电极上发生氧化还原反应过程。,电解池：,借助电流引发化学改变，将电能转变为化学能装置。,78/87,4.6.1 电解原理,2.电解池电极及其反应,阳极：,与直流电源正极相连电极，发生氧化反应。,阴极：,与直流电源负极相连电极，发生还原反应。,放电：,电解池两极上进行氧化还原反应时所发生电子得失过程。,e,阳极,(氧化反应),(还原反应),正-还-阳-氧,阴离子,79/87,4.6 电解,4.6.2 电解电压和超电势,分解电压：,能使电解顺利进行最低电压，称为实际分解电压，简称分解电压。,理论分解电压：,由对应原电池计算得出电池电动势。,比如，电解水，理论分解电压为1.23V，而实际分解电压要大于1.7V。,电压,80/87,4.6.2 电解电压和超电势,浓差极化,电化学极化,理论分解电压与实际分解电压之间偏差：,电阻所引发电压降,电极极化,超电压：,电解池实际分解电压与理论分解电压之差。,E,(超),E,(实),E,(理),81/87,4.6 电解,4.6.3 电解产物,阳极：氧化反应,，电极电势,代数值较,小,还原态(金属电极或负离子)先发生氧化反应，析出氧化态物质。,阴极：,还原反应,，电极电势,代数值较,大,氧化态(正离子)先发生还原反应，析出还原态物质。,82/87,4.6.3 电解产物,熔融盐电解,例：电解熔融NaCl,阳极,：2Cl,-,=Cl,2,(g)+2e,-,阴极,：Na,+e,-,=Na(s),电解产物：熔融盐正、负离子分别在阴、阳两极上进行还原和氧化后所得产物。,83/87,4.6.3 电解产物,阳极析出物质：,小,，先析出,金属材料（除Pt外）阳极时，阳极先被溶解；,用惰性电极时，简单阴离子(如S,2-,、Br,、Cl,等)比OH,-,先被氧化而析出；,用惰性电极时，存在复杂阴离子(如SO,4,2-,等)时，普通OH,-,先被氧化而析出氧气。,简单盐类水溶液电解,84/87,4.6.3 电解产物,阴极析出物质：,大，,先析出,与(H,+,/H,2,)比较，析出电极电势代数值大金属正离子(如Ag、Cu)先析出。,电极电势很小金属离子(Na,+,、K,+,、Mg,2+,等)不易析出(必须采取对应熔融盐)，先析出H,2,。,简单盐类水溶液电解,85/87,4.7 金属腐蚀与预防,4.7 金属腐蚀与预防,（自学）,86/87,第四章电化学与金属腐蚀,作业：P198-20014(1)、19、20、24,87/87,
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