大学普通化学第六版第4章精品课件_图文.pptVIP

习题． 已知电对的标准电极大小顺序为： ?（ F2/F-） ? （ Fe 3+/Fe 2+ ） ? （Mg 2+ /Mg） ? （Na+ /Na）, 则下列离子最强的还原剂为： A F- B, Fe2+ C, Na+ D, Mg 2+ 二.氧化还原反应方向的判断 电极电势代数值大的氧化态作为氧化剂, 电极电势代数值小的还原态作为还原剂， 反应就能自发进行。 E 0 反应正向自发 E =0 反应处于平衡状态 E 0 反应正向非自发 只有E＞0，当 ?(正)＞ ? (负)时，反应正向自发 例4.5:判断以下反应的方向 (1)Sn +Pb2+ (1mol·dm-3) =Sn2+ (1mol·dm-3) +Pb (2) Sn +Pb2+ (0.1mol·dm-3) =Sn2+ (1mol·dm-3) +Pb 解:(1)在标准状态下: ? (Sn2+ /Sn) = -0.1375V; ? ? (Pb2+ /Pb) =-0.1262V ? ? (Sn2+ /Sn) ? ? (Pb2+ /Pb) Sn +Pb 2+ (1mol·dm-3) → Sn 2+ (1mol·dm-3) +Pb (2)当C(Sn2+)=(1mol·dm-3) ; C(Pb2+)=(0.100mol·dm-3) Sn +Pb 2+ (0.100mol·dm-3) ← Sn 2+ (1mol·dm-3) +Pb ? ? (Sn2+ /Sn) ? (Pb2+ /Pb) 三.氧化还原反应进行程度的衡量 氧化还原反应标准平衡常数K ? 的计算 例 解：该反应在标准条件下组成的原电池为： 负极? Cu(s)＝Cu2+(aq)＋2e- φ (Cu2+/Cu)＝0.3419V 正极? 2Ag+(aq)＋2e-＝2Ag(s) φ (Ag＋/Ag)＝0.7996V ? 计算下列反应在298.15K时的标准平衡常数K ? 。 Cu(s)＋2Ag+(aq) Cu 2+(aq)＋2Ag(s) = 0.7996V-0.3419V= 0.4577V E = φ(正极)- φ(负极) ? 可求出 根据公式： K =3.0× 1015 得: 4.5 电解 电解:利用外加电能的方法迫使反应进行的过程叫电解。 在电解过程中，电能转变为化学能。 电解池 外电源: 正极 负极 电解池: 阳极 阴极 反应类型: 氧化 还原 电解池示意图 放电:在电解池的两极反应中氧化态物质得到电子或还原态物质给出电子的过程都叫做放电。 4.6 金属的腐蚀与防止 金属的腐蚀：当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏作用。 估计每年腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产量的1/4,发达国家年经济损失占GDP的3~4%。如何防止金属腐蚀十分必要。 金属腐蚀的本质都是金属原子失电子被氧化的过程。 一、腐蚀的分类 1、 化 学 腐 蚀：金属与周围介质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。 化学腐蚀发生在非电解质溶液中或干燥的气体中，在腐蚀过程中不产生电流。 如：钢铁的高温氧化脱碳、石油或天然气输送管部件的腐蚀等。 化学腐蚀反应举例： 1)钢铁的高温氧化: 高温 高温 致密 疏松，易龟裂，向纵深腐蚀 2)钢的脱碳：渗碳体Fe3C与气体介质作用，使金属层中碳逐渐减少，形成脱碳层。 O2,H2O CO 钢的脱碳原理示意图 Fe3C＋O2 ＝ 3Fe ＋ CO2 Fe3C＋CO2 ＝ 3Fe ＋ 2CO Fe3C＋HO2 ＝ 3Fe ＋ CO＋H2 由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀，它是由于形成腐蚀电池而引起的。 较小的金属易失电子，被氧化而腐蚀，是腐蚀电池的阳极（也称负极）。 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,腐蚀的速率一般也快得多。 2. 电化学腐蚀 1）析氢腐蚀 在酸性较强的条件，阴极反应主要以H＋离子得电子还原成H2而引起的腐蚀称析氢腐蚀。 电极反应为: 阳极:Fe－2e-=Fe2+ 阴极:2H++2e-=H2↑ 电化学腐蚀分为： 2）吸氧腐蚀 在弱酸性或中性条件下，阴极以O2得电子生成OH－离子所引起的腐蚀称吸氧腐蚀。 电极反应为： 阳极:Fe-2e-=Fe2+ 阴极:2H2O+O2+4e-=4OH－ 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。 3)差异充气腐蚀：金属表面因氧气浓度分布不均匀而引起的电化学腐蚀称差异充气腐蚀。是吸氧腐蚀的一种。 例如埋入地下的管道 阳极(Fe）：Fe － 2e－ ＝ F