普通化学第四章技术总结.ppt

第四章 电化学基础;1.1 原电池;;4.1 原电池;利用氧化还原反应产生电流的装置称为原电池。; (1)检流计指针偏转，有电流通过，电子流动方向负极到正极，锌片为负极，铜片为正极。;负极 氧化反应; 氧化型物质和还原型物质在一定条件下，可互相转化。; 把负极（_）写在左边，正极（+）写在右边；其中“∣”表示两相界面，“‖”表示盐桥；c1、c2表示溶液的浓度（气体以分压表示）。; 如果组成电极的物质是非金属单质及其相应的离子，或者同一种元素不同氧化数的离子。如 ， ， ， 需外加惰性电极（能够导电而不参加电极反应），铂，石墨等。;(-)Pt | Sn2+(c1), Sn4+(c2) || Fe3+(c3), Fe2+(c4) | Pt(+);(-)Pt|CO2(p)|C2O42-(c1)||MnO4-(c2), Mn2+(c3) , H+(c4)|Pt(+); 电极与氢电极组成的原电池符号：;4.2.1 电极电势; 当把金属浸入其盐溶液时，在金属与其盐溶液的接触界面上就会发生溶解和沉积两个不同的过程，当溶解速率和沉积速率相等时，达到动态平衡： 活泼金属失电子倾向大，平衡时，金属表面带负电荷。;M ; 原电池的电动势就是两个电极之间的电极电势之差，用E表示。 ;规定：“标准氢电极”的电极电势为零。 ;用标准氢电极与其它各种标准状态下的电极组成原电池，测得这些电池的电动势，从而计算各种电极的标准电极电势： ;例 4.2; ;①电极反应均为还原反应，是还原电势；;4.3.1 原电池电动势的能斯特方程; 对于一个原电池反应： aA(aq) + bB(aq) = cC(aq) + dD(aq);在298.15K时，; ;② ;① ;③ ;;4.4.1 浓度对电极电势的影响; 当体系温度一定时，电极电势除与标准电极电势有关外，还有c (还原型)/c (氧化型)的比值大小有关，该比值越大， 值越小。 ;例 4.4;根据能斯特方程， 当 时，;例 4.5; 解：电极反应为：;例 4.6;解：已知; ;4.5.1 判断原电池正负极，计算原电池电动势; 电极电势代数值较大的电极为正极，电极电势代数值较小的电极为负极。 电池电动势等于两电极的电极电势之差，即 ; 判断下述二电极所组成的原电池的正负极，并计算此电池在298.15K时的电动势。 （1） （2）;解：从附录查出;为负极，; 若氧化还原电对的电极电势代数值越小，则该电对中的还原型物质越易失去电子，是较强的还原剂，其对应的氧化型物质就越难得到电子，是较弱的氧化剂。 若电极电势的代数值越大，则该电对中氧化型物质是较强的氧化剂，其对应的还原型物质就是较弱的还原剂。; ; ;例 4.9; ; 在298.15 K时，;试计算反应; ; 电解池（电解槽）是将电能转变为化学能的装置。;动画来源于：新课程资源网;;例如电解0.1 mol?dm?3 NaOH溶液; 电解时由于分解产物在电极上形成原电池产生的反向电动势，称为理论分解电压，用E理分表示。 ; 电解0.1 mol?dm?3 NaOH溶液，生成的H2和O2分别吸附在铂片表面，形成了氢电极和氧电极组成了原电池。 298.15 K时，H+ /H2 和 O2/OH? 的电极电势分别为多少？理论分解电压是多少？;59; 此电池电动势的方向和外加电压相反。显然，要是电解顺利进行，外加电压必须克服这一反向电动势。理论上要加1.23 V的直流电即可。故1.23 V称为理论分解电压。 实际上，施加1.23 V电压时，电解池的电流极小且变化很不显著，水的分解基本没有发生。 当电压超过1.70 V后，电流迅速增大。这时两极产生大量气泡，电解反应明显发生。; 电解过程中超电压的产生和两极反应的超电压有关，也受极板材料和析出物质种类的影响。 ; 在阳极上析出的是电极电势代数值小的还原态物质，在阴极上析出的是电极电势代数值大的氧化态物质。;例如用石墨电极电解Na2SO4水溶液。; 在阳极OH?和SO42?可能放电，还有金属电极可能溶解。此时首先是金属电极溶解； 在阴极有H+和Ni2+可能放电，按上述规律应是Ni2+离子放电，在阴极有金属镍析出。 ;以被镀零件为阴极材料，利用电解原