氧化还原反应电化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第 三三 章章 氧化还原反应、电化学氧化还原反应、电化学第1页第一节 氧化还原反应一一 氧化与还原氧化与还原CuSO4+ZnZnSO4+Cu可分为可分为:Cu2+2e+2e-CuZn-2e-2e-Zn2+氧化态氧化态+还原态还原态还原态还原态+氧化态氧化态1 1还原半反应还原半反应氧化半反应氧化半反应r rGmyy=-212.55=-212.55kJmol-1第2页其中其中:高氧化值者高氧化值者 Cu2+、Zn2+称氧化态称氧化态;低氧化值者低氧化值者 Cu、Zn 称还原态。称还原态。二二 氧氧 化化 数数(值）值）要求要求：某元素一个原子荷电数，某元素一个原子荷电数，可由假设把每个键电子指定可由假设把每个键电子指定 给电负性较大原子而求得给电负性较大原子而求得。2 2概念概念：化合物中某元素形式化合物中某元素形式荷荷电数。电数。第3页 单质中，元素氧化数为零；单质中，元素氧化数为零；单原子离子中，单原子离子中，元素氧化数元素氧化数=电荷数；电荷数；多原子离子中，多原子离子中，各元素氧化数之和各元素氧化数之和=电荷数；电荷数；中性分子中，中性分子中，各元素氧化数之和为零；各元素氧化数之和为零；3 3计数规则计数规则：第4页 化合物中，普通：化合物中，普通：H +1+1（-1-1）；O -2-2（-1-1，+1+1，+2+2）；M +1+1；M+2 2。比如：比如：CO CO2 CH4 C2H5OH碳碳氧化数氧化数+2 +4 -4 -2 +2 +4 -4 -2 又如：又如：S2O32-S2O82-S4O62-Fe3O4硫硫和和铁铁氧化数氧化数+2 +7 +2 +7 +5/2 +5/2 +8/3+8/3 4 4第5页 P I3 N I3 各元素氧化数各元素氧化数 +3+3-1 -1 -3-3+1+1 因为电负性是因为电负性是 2.12.1 2.5 2.5 3.03.0 2.5 2.5氧化还原反应就是氧化还原反应就是 氧化数发生改变反应。氧化数发生改变反应。如：如：Cl2+H2=2HCl5 5 即使没有电子转移，依然是氧化还即使没有电子转移，依然是氧化还原反应。原反应。再如：再如：第6页 一一 触触 即即 爆爆干燥干燥NINI3 3黑色粉末对接触或振动是很敏感，用一黑色粉末对接触或振动是很敏感，用一根羽毛轻微接触就能够引发爆炸，根羽毛轻微接触就能够引发爆炸，又引发另一个又引发另一个爆炸。反应产物爆炸。反应产物之一是紫色碘之一是紫色碘蒸气。蒸气。6 6第7页第二节 原电池和电极电势一一 原原 电电 池池CuCu2+2+ZnZn+ZnZn2+2+Cu+CurHm1 1 原电池结构：原电池结构：依据检流计指针偏转方向依据检流计指针偏转方向知知电流方向电流方向：CuZn可知可知,电势电势:Zn低低,Cu高高因而因而电极名电极名:Zn负负,Cu正正7 7yy=-218.66-218.66kJmol-1-1第8页e e-2.2.电极反应和电池符号电极反应和电池符号由电流方向知两极反应由电流方向知两极反应:负极反应负极反应：Zn-2e-Zn2+氧化半反应氧化半反应正极反应正极反应：Cu2+2e-Cu还原半反应还原半反应 电池反应电池反应:Cu2+ZnZn2+Cu盐桥作用盐桥作用：沟通二溶液中电荷确保反应继续进行沟通二溶液中电荷确保反应继续进行8 8第9页电池符号电池符号 要求要求：负在左，正在右；负在左，正在右；离子在中间，导体在外侧；离子在中间，导体在外侧；固固-液有界面（液有界面（|），液），液-液有盐桥液有盐桥（）如如：（-）ZnZn2+(b1)Cu2+(b2)Cu（+）（-）PtFe3+，Fe2+Cl-Cl2Pt（+）（-）ZnH2SO4Cu（+）9 9第10页3 3 几个概念几个概念(1)(1)原电池是由两个原电池是由两个半电池半电池组成；半电组成；半电池中反应就是池中反应就是半反应半反应,即即电极反应电极反应所以半电池又叫所以半电池又叫电极电极（不是电极导体）。（不是电极导体）。还原态还原态1010由图及符号可见：由图及符号可见：氧化态氧化态+ne+ne-(2)(2)半反应（电极反应）包括同一元素半反应（电极反应）包括同一元素氧化态和还原态：氧化态和还原态：第11页(3)(3)这种共轭关系，称为这种共轭关系，称为氧化还原电对氧化还原电对，记为：记为：“氧化态氧化态/还原态还原态”如：如：Zn2+/Zn，H+/H2，Fe3+/Fe2+，O2/OH-，Hg2Cl2/Hg，MnO4-/Mn2+,等。任一自发氧化还原反应都能够组成任一自发氧化还原反应都能够组成一个原电池。如：一个原电池。如：Cu+FeCl3CuCl+FeCl2(-)(-)CuCuCl(S)Cl-Fe3+,Fe2+Pt(+)1111第12页4 4 四类常见电极四类常见电极 电电 极极 类类 型型 电电 对对 电电 极极 Me-Men+电极电极 Zn2+/Zn ZnZn2+A-An-电电 极极 Cl2/Cl-Cl-Cl2Pt氧化还原电极氧化还原电极 Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+PtMe-难溶盐电极难溶盐电极 AgCl/Ag AgAgClCl-1212第13页二二 电电 极极 电电 势势1 1 能斯特理论能斯特理论金属置于其盐溶液时：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当溶解和沉积二过程平衡时，金属带负电荷，衡时，金属带负电荷，溶液带正电荷溶液带正电荷.两种电两种电荷集中在固荷集中在固-液界面附近液界面附近.形成了形成了双电层双电层。1313第14页2 2 电极电势电极电势 双电层电势差双电层电势差即该电极即该电极平衡电势平衡电势,称为称为电极电势电极电势,记为记为:E(氧化态氧化态/还原态还原态)如如:E(Zn2+/Zn)，E(Cu2+/Cu),),E(O2/OH-)E(MnO4-/Mn2+),),E(Cl2/Cl-)等。等。*金属越活泼金属越活泼(易失电子易失电子),),E值越低值越低(负负)；*金属越不活泼金属越不活泼(易得电子易得电子),),E值越高值越高(正正)如如:E(Zn2+/Zn)=-0.7618)=-0.7618V E(Cu2+/Cu)=0.3419)=0.3419V1414第15页3 3 电极电势测定电极电势测定标准氢电极标准氢电极标准电极电势：标准电极电势：E标准条件：标准条件：b b(H+)=1.0)=1.0molkg-1-1 p p(H2 2)=100.00)=100.00kPa测定测定:以标准氢电极为以标准氢电极为参比电极参比电极,待测电极与待测电极与之组成原电池之组成原电池,测其电动势。测其电动势。1515yy(H+/H2)=0.0000)=0.0000V第16页 如：如：Zn-H2在标准条件下组成电池，在标准条件下组成电池，已知已知ZnZn为负极，如前图。为负极，如前图。测得测得电动势电动势:E (Zn2+/Zn)=-0.7618)=-0.7618V 使用标准氢电极不方便，使用标准氢电极不方便，惯用甘汞电极：惯用甘汞电极：PtHgHg2Cl2Cl-当当b b（KCl）为）为饱和饱和时，时，E1616=0.7618=0.7618V。yyE-E+=以以Eyyyyyy 即可求得待测电极标即可求得待测电极标准电极电势准电极电势EyyEyy=0.2415=0.2415Vyy第17页4 4 标准电极电势表标准电极电势表 利用上述方法,可以测得各个电对标准电极电势,构成标准电极电势表。电电 对对电电 极极 反反 应应 电极电势电极电势(V)1717 K+/K K+e-K-2.931-2.931Zn2+/Zn Zn2+2e-Zn -0.7618-0.7618H+/H 2H+2e-H2 0.0000 0.0000Cu2+/Cu Cu2+2e-Cu +0.3419+0.3419F2/F F2+2e-2F-+2.866+2.866第18页此表特点：此表特点：电极电势值电极电势值由上由上下下 增大增大 电正确还原态电正确还原态 还原性递减；还原性递减；电正确氧化态电正确氧化态 氧化性增强氧化性增强.5 5 标准电极电势意义标准电极电势意义 :电对电极电势代数值越大，其氧化态越易得电子，氧化性越强；电对电极电势代数值越小，其还原态越易失电子，还原性越强。1818yy(1)(1)E 意义意义第19页如如:(Cl2/Cl-)=1.3583)=1.3583V,(Br2/Br-)=1.066)=1.066V，(I2/I-)=0.5355)=0.5355V。可知：可知：Cl2氧化性较强，而氧化性较强，而I-还原性较强。还原性较强。值与电极反应方向值与电极反应方向(正、逆正、逆)无关。无关。Zn-2e-Zn2+与与Zn2+2e-Zn 值与半反应写法无关。即：值与半反应写法无关。即：2OH-与与O2+2H2O+4e-4OH-同同1919值相同值相同(3)(3)(2)2)O2+H2O+2e-第20页6 6 影响电极电势原因影响电极电势原因 浓度影响浓度影响Nernst方程式方程式对于电极反应：对于电极反应：氧化态氧化态+ze+ze-还原态还原态有：有：2525时时:比如比如:O2+2H2O+4e-4OH-其能斯特方其能斯特方程式程式：2020yyyyyyyyyyyyyyyyyy第21页在能斯特方程式中：在能斯特方程式中：z z 为半反应中电子计量数；为半反应中电子计量数；2121 b b 氧氧 或或b b 还还 皆以半反应中各物质皆以半反应中各物质计量数为指数；计量数为指数；b b(或或p p )为为两侧各物质两侧各物质浓度浓度(分压分压)之之积；积；纯液体、纯固体不表示在式中。纯液体、纯固体不表示在式中。第22页如如，对于：，对于：MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O 温度、酸度影响温度、酸度影响表达于式中表达于式中 T2525时，时，0.05920.0592换为换为0.0001980.000198T T2222 有有H+、OH-参加反应，参加反应，b b(H+)对对E 值影响很大，由上例能够看出。值影响很大，由上例能够看出。yyyy第23页7 7 电动势与电动势与G关系关系rGm=Wmax而而 Wmax=-QE=-zFE据此，可用电动势判断反应方向：据此，可用电动势判断反应方向：E 0 反应正向非自发；反应正向非自发；E=0 G=0 反应处于平衡状态；反应处于平衡状态；E 0 G 0 反应正向自发。反应正向自发。可见，电化学方法实质是热力学方法。可见，电化学方法实质是热力学方法。2323或或rGm=-zFErGmyy=-zFEyy第24页比如：比如：b(Pb2+)=0.1)=0.1mol.kg-1-1，b b(Sn2+)=1.0 =1.0mol.kg-1-1 问下述反应进行方问下述反应进行方 向向:Pb2+Sn=Sn2+Pb解解:按能斯特方程式按能斯特方程式,有有:依据题意依据题意,Sn2+Sn为负极为负极,Pb2+Pb为正极为正极 2424E(Pb2+/Pb)=-0.1262=-0.1262V-0.0296-0.0296V=-0.1558=-0.1558Vyy=E(Pb2+/Pb)+)+而而E(Sn2+/Sn)=)=E(Sn2+/Sn)=-0.1375)=-0.1375V。yy第25页所以电动势所以电动势E=E(Pb2+/Pb)-)-E(Sn2+/Sn)=-0.019 =-0.019V00三三 电电 极极 电电 势势 应应 用用 代数值代数值大大电对中，氧化态易电对中，氧化态易得得电电子子,是较强氧化剂；是较强氧化剂；2525答答:题给反应向逆向题给反应向逆向()进行。进行。yyE对中对中,还原态易还原态易失失电子电子,是较强还原剂。是较强还原剂。代数值代数值小小电电yyE第26页1 1 在原电池中应用：在原电池中应用：判断正负极判断正负极 正极正极：发生还原：发生还原(+e(+e-)反应，反应，是是E大大电对；电对；负极负极：发生氧化：发生氧化(-e(-e-)反应，反应，是是E小小电对。电对。例题：例题：用以下二电极组成原电池：用以下二电极组成原电池：(1)(1)ZnZn2+（1.01.0mol.kg-1-1)(2)(2)ZnZn2+(0.001(0.001mol.kg-1-1)判断正、负极，计算电动势。判断正、负极，计算电动势。2626第27页解：解：按能斯特方程式：按能斯特方程式：E2 2(Zn2+/Zn)=)=-0.8506=-0.8506V 可见可见:(1):(1)为正极为正极,(2)(2)为负极为负极,其电动势为其电动势为:E=E+-E-=E1 1-E2 2=0.089=0.089V这种电池称为浓差电池，电动势太小。这种电池称为浓差电池，电动势太小。2727E1 1(Zn(Zn2+2+/Zn)=/Zn)=E=-0.7618=-0.7618Vyyyy第28页 E大电对对应还原半反应大电对对应还原半反应-正极反应正极反应 E小电对对应氧化半反应小电对对应氧化半反应-负极反应负极反应 计算电动势计算电动势 E =E+-E-2 2 在氧化还原反应中应用在氧化还原反应中应用 氧化剂与还原剂相对强弱；氧化剂与还原剂相对强弱；氧化还原反应进行方向；氧化还原反应进行方向；氧化还原反应进行次序；氧化还原反应进行次序；氧化还原反应进行程度。氧化还原反应进行程度。2828 写电池反应和电极反应写电池反应和电极反应:第29页 :0.5355,1.066,0.7710.5355,1.066,0.771解解：氧化能力次序：氧化能力次序：Br2Fe3+I2 还原能力次序还原能力次序：I-Fe2+Br-若有一个氧化剂，如若有一个氧化剂，如KMnO4，反应次序：反应次序：I I-Fe2+-Br-若有一个还原剂，如若有一个还原剂，如Zn，反应次序：反应次序：Br2-Fe3+-I22929例一例一电对电对:I I2 2/I/I-，Br2/Br-，Fe3+/Fe2+已知已知:E /Vyy第30页 2MnO4-+16H+10Cl-5Cl2+2Mn2+8H2O解解:=0.844V=0.844V3030 当当pH=7,=7,其它离子浓度皆为其它离子浓度皆为1.01.0 mol.kg-1-1时时,下述反应能否自发进行下述反应能否自发进行:例二例二E-(Cl(Cl2 2/Cl/Cl-)=)=E=1.36=1.36Vyyyyyy第31页3131*判断氧化还原反应进行程度判断氧化还原反应进行程度平衡时，平衡时，G=0 有有 -rGmyy=RTlnKyy 和和 zFEyy=RTlnKyy298.15298.15K时时yyyy 电动势电动势E=-0.516=-0.516V0 0 答答:反应不能自发进行。反应不能自发进行。第32页3232例题：例题：判断下述反应进行程度判断下述反应进行程度：2H+2Fe2+H2+2Fe3+解解:E (H+/H2)=0=0V E (Fe3+/Fe2+)=0.771=0.771Vyyyy电动势电动势E=-0.771=-0.771V yy答：答：反应程度极小。反应程度极小。yyK =8.9110=8.9110-27-27=-26.05=-26.05yylglgK =第33页第三节 电 解一一 电电 解解 池池非自发氧化还原反应可借外加电源实现，非自发氧化还原反应可借外加电源实现，此时电能转化为化学能此时电能转化为化学能。电电 源源:正极正极 负极负极电解池电解池:阳极阳极阴极阴极反反 应应:氧化氧化 还原还原3333第34页 电解硝酸银 石墨为电极，电解硝酸银溶液，阳极产生氧气，阴极产生银。3434第35页 阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2 (Cl-放电放电)阴极：阴极：Cu2+2e-Cu (Cu2+放电放电)二二 电极反应发生条件电极反应发生条件 对于电解质水溶液电解对于电解质水溶液电解,电源提供多电源提供多大电压才能使电解过程发生大电压才能使电解过程发生?以以Pt电极电电极电解解0.10.1molkg-1 NaOH溶液为例：溶液为例：3535元素在电解池两极发生氧化还原反应元素在电解池两极发生氧化还原反应过程称过程称放电放电,如如:碳电极电解碳电极电解融熔融熔CuCl2 第36页3636第37页在阳极在阳极:4OH-4e-2H2O+O2 算得：算得：E阳阳=0.4602=0.4602V 形成氧形成氧(气气)电极电极(+)(+)；在阴极：在阴极：2H+2e-H2 算得：算得：E阴阴=-0.7696=-0.7696V 形成氢形成氢(气气)电极电极(-)(-)。由电解产物形成由电解产物形成 H2-O2 原电池，原电池，H2为为负极、负极、O2为正极。电动势为正极。电动势E=1.23=1.23V。3737第38页因电流方向与电源恰好因电流方向与电源恰好相反，此电池电动势相反，此电池电动势称称反电动势反电动势E反反。在阳极在阳极：只有只有E+(原)E+(源)阳极才能向电源提供电子；阳极才能向电源提供电子；在阴极在阴极：只有只有E-(原)E-(源),阴极才从电源得阴极才从电源得到电子；到电子；3838第39页 E反反=E+(原)-E-(原)=1.22981.2298VE+(源)-E-(源)=E源源 这表示：电源提供电动势这表示：电源提供电动势1.231.23V电电解即可发生，此值解即可发生，此值(1.23(1.23V)称称理论分解电理论分解电压压E(理理)。3939 实际上，上述电解最少需实际上，上述电解最少需1.71.7V。此值。此值(1.7(1.7V)为为实际分解电压实际分解电压E(实实)。此例中，电解进行条件是：此例中，电解进行条件是：第40页三三 超电压和超电势超电压和超电势二者之差叫二者之差叫超电压超电压：E(超)=E(实)-E(理)超电压是由超电压是由超电势超电势组成：组成：(不要求）不要求）E(超)=阳阳+阴阴超电势超电势是因为是因为电极极化电极极化(包含内电阻、包含内电阻、浓差极化、电化学极化等浓差极化、电化学极化等)产生。产生。4040取正值。取正值。第41页 即即E(析,阳)=(=(E阳阳 +);阴极阴极电势电势降低降低，即即E(析,阴)=(=(E阴阴 -)。四四 电电 解解 产产 物物何种物质在电解池两极放电得到电解何种物质在电解池两极放电得到电解产物产物?普通是普通是:4141 影响超电势原因有：电解产物、电影响超电势原因有：电解产物、电极材料、表面状态、电流密度等。极材料、表面状态、电流密度等。超电势使超电势使阳极阳极电势电势升高升高，第42页在在阳极阳极:析出电势析出电势代数值小还原态物质代数值小还原态物质放电；在放电；在阴极阴极:析出电势析出电势代数值大氧化代数值大氧化态物质放电。对于态物质放电。对于盐类水溶液盐类水溶液电解可电解可归纳为归纳为:还原态还原态 金属电极金属电极 X X-，S S2-2-,OH,OH-含氧酸根含氧酸根电极反应电极反应 M-neM-ne-M Mn+n+2X2X-2e-2e-X X2 2 4OH4OH-+4e+4e-2H2H2 2O+OO+O2 2 在阳极在阳极：在阴极在阴极：氧化态氧化态 K K+CaCa2+2+NaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+MnMn2+2+ZnZn2+2+(H(H+)Cu)Cu2+2+HgHg2+2+电极反应电极反应 2H 2H+2e+2e-H H2 2 M M2+2+2e+2e-M M4242第43页第四节 金属腐蚀与防护 工程结构材料三种破坏形式是工程结构材料三种破坏形式是:断断裂、磨损、腐蚀。其中裂、磨损、腐蚀。其中腐蚀腐蚀是：金属是：金属材料在介质中发生化学或电化学反应材料在介质中发生化学或电化学反应而引发材料性能而引发材料性能退化退化与与破坏破坏。4343 按化学反应类型，腐蚀可分为：按化学反应类型，腐蚀可分为：化学腐蚀、电化学腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀。第44页腐蚀后果不止于此4444第45页一一 化化 学学 腐腐 蚀蚀 化学腐蚀发生在高温、化学腐蚀发生在高温、干燥、无水环境下。如钢干燥、无水环境下。如钢铁氧化脱碳，输油管道铁氧化脱碳，输油管道内腐蚀等。内腐蚀等。4545 金属与介质中氧化性成份直接发生氧金属与介质中氧化性成份直接发生氧化还原反应而引发腐蚀。化还原反应而引发腐蚀。第46页二二 电电 化化 学学 腐腐 蚀蚀 金属在介质中因为形成金属在介质中因为形成局部电池局部电池而引而引起腐蚀。起腐蚀。在腐蚀电池中，在腐蚀电池中，阳极反应阳极反应：M-ne-Mn+阴极反应阴极反应有两类：有两类：*O2+2H2O+4e-4OH-（吸氧腐蚀吸氧腐蚀）*2H+2e-H2 （析氢腐蚀析氢腐蚀）4646第47页 通常大气腐蚀主要是吸氧腐蚀，包通常大气腐蚀主要是吸氧腐蚀，包括括差异充气腐蚀差异充气腐蚀(浓差电池浓差电池)。电化学在工程上又分为全电化学在工程上又分为全面腐蚀和局部腐蚀。面腐蚀和局部腐蚀。三三 防防 腐腐 方方 法法1 1 金属选择：金属选择：按纯度、按介质等。按纯度、按介质等。2 2 保护层法：保护层法：使金属与腐蚀介质隔离。使金属与腐蚀介质隔离。4747第48页 电镀电镀(Cr、Ni、Ag）、）、热镀（热镀（Zn、Sn、Al）、包镀（）、包镀（Al、Ni）非金属保护层非金属保护层发蓝、磷化、涂装、发蓝、磷化、涂装、搪瓷、塑料喷涂搪瓷、塑料喷涂3 3 钝化法：钝化法：改变金属组成（整体、表面）；改变金属组成（整体、表面）；阳极氧化（阳极氧化（Al）。）。4848 金属保护层金属保护层第49页 使被保护金属成为阴极使被保护金属成为阴极阴极阴极保护法：保护法：牺牲阳极法牺牲阳极法4949 用活泼金属（如用活泼金属（如Zn、Al）与被保护金属连接，）与被保护金属连接，被保护金属成为阴极被保护金属成为阴极;4 4 电化学保护法电化学保护法第50页 把被保护金属与直流把被保护金属与直流电源负极连接，被保护电源负极连接，被保护金属成为阴极。金属成为阴极。把被保护金属与电源正极相联，使其把被保护金属与电源正极相联，使其 在阳极被氧化成氧化物保护膜。在阳极被氧化成氧化物保护膜。5050外加电流法外加电流法(2)(2)阳极阳极保护法：保护法：第51页 缓蚀剂缓蚀剂:5151气相缓蚀剂；气相缓蚀剂；干燥空气，真空干燥空气，真空有机缓蚀剂有机缓蚀剂(如乌洛托品如乌洛托品),),酸性介质酸性介质 中使用；中使用；无机缓蚀剂无机缓蚀剂(如如K2Cr2O7),),碱性介质中碱性介质中 使用；使用；5 5 改进介质法：改进介质法：第52页第五节 金属材料化学和电化学加工 1.1.电镀：电镀：原理：原理：阳极溶解。阳极溶解。过程过程:表面处理（去污表面处理（去污 除油）除油）电镀液选择；电镀液选择；镀后处理（封闭镀后处理（封闭 着色）着色）5252第53页 原理原理：同电镀。：同电镀。特点特点：镀层厚：镀层厚（0.01-50.01-5mm）。镀件是模具，应能剥离镀件是模具，应能剥离。用于空心用于空心、薄壁零件。薄壁零件。3.3.化学镀化学镀 用还原剂使金属沉积在镀件上用还原剂使金属沉积在镀件上M2+M 特点：特点：不用电；适合用于非金属；对表不用电；适合用于非金属；对表 面形状无面形状无 要求。要求。可为非金属电镀打底。可为非金属电镀打底。53532.2.电铸电铸：第54页 除油：除油：用有机溶剂、碱液去除污垢；用有机溶剂、碱液去除污垢；粗化：粗化：用酸或氧化剂，增加表面积；用酸或氧化剂，增加表面积；敏化：敏化：使还原剂使还原剂(Sn2+)吸附于镀件表面吸附于镀件表面 活化：活化：Ag+、Pd2+、Au3+被还原，成晶核被还原，成晶核 镀覆：镀覆：电镀液电镀液(Cu2+)被还原，沉于镀件被还原，沉于镀件5454过程：过程：第55页 特点：特点：膜薄（膜薄（0.5-1.50.5-1.5m）；）；防腐效果好。防腐效果好。反应反应：Fe NaNO2+NaOH Na2FeO2 Fe NaNO3+NaOH Na2Fe2O4Fe3O4 条件：条件：135-150135-15055554 4 发蓝发蓝（发黑）（发黑）第56页抗蚀，绝缘好。抗蚀，绝缘好。脆，不耐酸碱。脆，不耐酸碱。反应：反应：Fe H3PO4，Zn(NO3)2 Fe3(PO4)2.xH2O M3(PO4)2.xH2O 其中其中M是是Mn2+、Zn2+、Cr3+条件：条件：50-7050-705656特点：特点：膜厚（膜厚（5-155-15m）；）；与基体结合牢；与基体结合牢；5.5.磷化磷化第57页特点：特点：膜厚（膜厚（3-53-5m），），反应：反应：阳极：阳极：3Al+6OH-6e-Al2O3+H2O 阴极：阴极：2H+2e-H25757把金属在电解池阳极氧化成氧化物。把金属在电解池阳极氧化成氧化物。膜与金属结合牢，氧化膜与金属结合牢，氧化 物吸附性物吸附性 强，可封闭、着色。强，可封闭、着色。6.6.阳极氧化阳极氧化第58页 原理：原理：距离不一样，距离不一样，电流密度不一样电流密度不一样 溶解速率溶解速率 不一样不一样方法：方法：间隙小，两极间隙小，两极 自动自动 推进；电解液高速流动。推进；电解液高速流动。特点：特点：用于特硬、脆、韧材料。用于特硬、脆、韧材料。58587.7.电解加工电解加工利用阳极溶解，进行金属加工利用阳极溶解，进行金属加工第59页ZnZn2+2+(0.5molkg(0.5molkg-1-1)+Cu)+CuZn+CuZn+Cu2+2+(0.2molkg(0.2molkg-1-1)5959例题：例题：已知：已知：E(Zn2+/Zn)=0.76V;)=0.76V;E(Cu2+/Cu)=0.34V;)=0.34V;KS(CuS)=1.2710)=1.2710-36-36;Ka1(H2S)=9.110)=9.110-8-8;Ka2(H2S)=1.110)=1.110-12-12 yyyyyyyyyy求求:(1)(1)求下述氧化还原反应在求下述氧化还原反应在298.15298.15K 时时rGm 和和Kyyyy第60页(2)(2)判断上述反应能否组成原电池，如判断上述反应能否组成原电池，如 能，写出电池符号。能，写出电池符号。6060(3)(3)若向上述若向上述Cu2+溶液中不停通入溶液中不停通入H2S，上述反应是否会改变方向？上述反应是否会改变方向？解解:(1)(1)E =E+-E-=0.34=0.34V-(0.76-(0.76V)=1.1)=1.1VyyyyyyG =-=-zFE=-296485=-296485C.mol-1-11.11.1V =-212.267 =-212.267kJ.mol-1-1yyyy第61页=37.162=37.1626161lglgK =yyyyK =1.4510=1.45103737yy知反应是自发知反应是自发,即可组成原电池。即可组成原电池。(2)(2)可依据可依据 G =-212.267 =-212.267kJ.mol-1-1-400 0 可组成原电池。电池符号可组成原电池。电池符号:E(Zn2+/Zn)=)=E+(0.0592+(0.0592V/2)lg(0.5)/2)lg(0.5)=-0.76 =-0.76V-0.0089-0.0089V=-0.769=-0.769Vyyyyyyyyyy第63页=2.0310=2.0310-17-17mol.Kg-1-1lg(2.0310lg(2.0310-17-17)=-0.154=-0.154VE(Zn2+/Zn)=-0.769=-0.769VE(Cu2+/Cu)E(Zn2+/Zn)不会改变反应方向不会改变反应方向6363 K =1.010=1.010-19-19/1.2710/1.2710-36-36yyE(Cu2+/Cu)=E+yyb(Cu2+)=第64页6464本章作业：本章作业：P P103-105 103-105 4 4、1515、1717、1818 19 19、2121(2)(2)该反应能够组成原电池。该反应能够组成原电池。(3)(3)在不停通入在不停通入H2S时时,反应方向不变。反应方向不变。答答:(1)298.15(1)298.15K时时G=-212.267=-212.267kJ.mol-1-1 K =1.4510=1.45103737yyyy第65页