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文檔簡介
1、電化學基礎知識點總結裝置特點:化學能轉化為電能。、兩個活潑性不同的電極;形成條件:、電解質溶液(一般與活潑性強的電極發生氧化還原反應);原 、形成閉合回路(或在溶液中接觸)電 負極:用還原性較強的物質作負極,負極向外電路提供電子;發生氧化反應。池 基本概念: 正極:用氧化性較強的物質正極,正極從外電路得到電子,發生還原反應。原 電極反應方程式:電極反應、總反應。失e-,沿導線傳遞,有電流產生理 氧化反應 負極 銅鋅原電池 正極 還原反應反應原理:移 向陽離子溶解不斷Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=2H2 電解質溶液電極反應: 負極(鋅筒)Zn-2e-=Zn2+正極(石墨)2NH4+2e-
2、=2NH3+H2、普通鋅錳干電池 總反應:Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2干電池: 電解質溶液:糊狀的NH4Cl特點:電量小,放電過程易發生氣漲和溶液、堿性鋅錳干電池 電極:負極由鋅改鋅粉(反應面積增大,放電電流增加);電解液:由中性變為堿性(離子導電性好)。正極(PbO2) PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O放電負極(Pb) Pb+SO42-2e-=PbSO4充電鉛蓄電池:總反應:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O電解液:1.25g/cm31.28g/cm3的H2SO4 溶液化學電源簡介蓄電池 特點:電壓穩定。放電放電、鎳鎘(NiCd)可充電電
3、池;其它蓄電池 Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2、銀鋅蓄電池鋰電池、燃料電池與普通電池的區別不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內,而是工作時不斷從外界輸入,同時燃料 電極反應產物不斷排出電池。電池 、原料:除氫氣和氧氣外,也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。負極:2H2+2OH-4e-=4H2O ;正極:O2+2H2O+4e-=4OH-、氫氧燃料電池: 總反應:O2 +2H2 =2H2O 特點:轉化率高,持續使用,無污染。廢舊電池的危害:舊電池中含有重金屬(Hg2+)酸堿等物質;回收金屬,防止污染。腐蝕概念:金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進
4、行化學反應而腐蝕損耗的過程。概述: 腐蝕危害:腐蝕的本質:M-ne-Mn+(氧化反應)分類: 化學腐蝕(金屬與接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕)、電化腐蝕定義:因發生原電池反應,而使金屬腐蝕的形式。金屬的腐蝕與防護負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;正極(C):O2+2H2O+4e-=4OH-電化 吸氧腐蝕: 總反應:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2腐蝕 后繼反應:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O =4Fe(OH)3 鋼鐵的腐蝕: 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O 負極(Fe):Fe-2e-=Fe2+;析氫腐蝕: 正極(C):2H+2e-=H2總反應:Fe+2H+=
5、Fe2+H2影響腐蝕的因素:金屬本性、介質。金屬的防護: 、改變金屬的內部組織結構;保護方法:、在金屬表面覆蓋保護層;、電化學保護法(犧牲陽極的陰極保護法)定義:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。裝置特點:電能轉化為化學能。、與電源本連的兩個電極;形成條件 、電解質溶液(或熔化的電解質)、形成閉合回路。電解池原理電極 陽極:與直流電源正極相連的叫陽極。 概念 陰極:與直流電源負極相連的叫陰極。電極反應:原理:誰還原性或氧化性強誰先放電(發生氧化還原反應)離子放電順序: 陽極:陰離子還原性 S2-I-Br-Cl-OH-SO42-(含氧酸根)F-陰極:陽離子氧化性 Ag+Fe
6、3+Cu2+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+電子流向 e- e-移 向陽離子氧化反應 陽極 陰極 還原反應移向陰離子反應原理:4OH-4e-=2H2O +O2 Cu2+2e-=Cu 電解質溶液電解 電解結果:在兩極上有新物質生成。總反應:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2粗銅板作陽極,與直流電源正極相連;、裝置 純銅作陰極,與直流電源負極相連;用CuSO4 (加一定量H2SO4)作電解液。陰極:Cu2+2e-=Cu電解精煉銅 陽極:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+、原理: Ni-2e-=Ni2+陽極泥:含Ag、Au等貴重金屬;電解液:溶液
7、中CuSO4濃度基本不變、電解銅的特點:純度高、導電性好。、概念:利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。將待鍍金屬與電源負極相連作陰極;、方法:鍍層金屬與電源正極相連作陽極;電鍍: 用含鍍層金屬離子的電解質溶液配成電鍍液。電解的應用、原理:陽極 Cu-2e-=Cu2+ ;Cu2+2e-=Cu、裝置:、電鍍工業:鍍件預處理電鍍液添加劑裝置:(如圖)現象 、陰極上有氣泡;、陽極有刺激性氣體產,能使濕潤的淀粉KI變藍;電解食鹽水 、陰極區附近溶液變紅,有堿生成原理: 通電前: NaCl =Na+Cl- H2O H+OH-原理 陰極(Fe):Na+,H+移向陰極;2H+2e-=H
8、2(還原反應)電解通電后:陽極(C):Cl-、OH-移向陽極;2Cl-2e-=Cl2(氧化反應)總反應:2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2+H2氯堿工業陽極、陰極、離子交換膜、電解槽、導電銅棒等、組成:陽極:金屬鈦網(涂有釕氧化物);陰極:碳鋼網(涂有Ni涂層)陽離子交換膜:只允許陽離子通過,阻止陰離子和空氣通過;、裝置: 離子交換膜 法制燒堿: 原電池,化學電池,電解池氧化還原反應與原電池的異同點?原電池是將化學能轉化為電能的裝置。電解池是將電能轉化為化學能的裝置。原電池與電解池的異同點:原電池電解池電極正極、負極陰極、陽極電極確定由電極材料本身的相對活波性決定較活撥的是負極,較不
9、活波的是正極由外接直流電源的正、負極決定,與負極相連的是陰極,與正極相連的是陽極電極反應負極發生氧化反應,正極發生還原反應陰極發生還原反應陽極發生氧化反應電子流向電子由負極經導線流入正極電子從電源負極流入陰極再由陽極流會電源正極能量轉變化學能轉變為電解電能轉變為化學能反應自發性能自發進行的氧化還原反應反應一般不能夠自發進行,需電解條件舉例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuCl2=Cu+Cl2裝置特點無外接直流電源有外接直流電源相似之處均能發生氧化還原反應,且同一裝置中兩個電極在反應過程中轉移電子總數相等。原電池與電解池的判斷:原電池、電解池、電鍍池判定規律:若無外接電源,是原電池,然后依據
10、原電池的形成條件分析判定;若有外接電源,兩極插入電解質溶液中,則可能是電解池或電鍍池。當陽極金屬與電解質溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池,其余情況為電解池。電解池中陰離子去向陽極被還原。陽離子去向陰極被氧化。金屬腐蝕化學腐蝕:金屬與接觸到的干燥氣體(如:氧氣,氯氣,二氧化硫等)或非電解質(如石油)等直接接觸發生化學反應而引起的腐蝕叫化學腐蝕。例如,鐵與氯氣直接反應而腐蝕,鋼管被原油中的含硫化合物服飾等。化學腐蝕的速度隨溫度升高而加快。不純的離子在電極附件失去電子或者得到電子,發生氧化還原反應,這個過程叫放電。金屬腐蝕是金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。由于與金屬接觸金
11、屬與電解質溶液接觸時,會發生原電池反應,比較活波的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中生銹,就是電化學腐蝕最典型的例子.三、鋼鐵的電化學腐蝕(1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時) 陽極(Fe):Fe-2e-=Fe2+ Fe2+2H2O=Fe(OH)22H+ 陰極(雜質):2H+2e-=H2 電池反應:Fe2H2O=Fe(OH)2H2由于有氫氣放出,所以稱之為析氫腐蝕。(2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時) 陽極(Fe):Fe2e-=Fe2+ 陰極:O22H2O4e-=4OH- 總反應:2FeO22H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧氣,所以也叫吸氧腐蝕。
12、析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3 鐵銹。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。Fe2H2O=Fe(OH)2H2 O22H2O4e-4OH- 2FeO22H2O=2Fe(OH)2 +2H+2e-H2析氫腐蝕主要發生在強酸性環境中,而吸氧腐蝕發生在弱酸性或中性環境中。化學腐蝕和電化學腐蝕的區別和聯系:化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質溶液接觸現象無電流產生有微弱電流產生本質金屬被氧化的過程較活撥金屬被氧化的過程相互聯系化學腐蝕和電化學腐蝕往往同時發生(四)、金屬的防護1、犧牲陽極的陰極保護法正極:要保護的金屬負極:比要保護金屬活潑的金屬2、外加電流的陰極保護法(比組成原
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