5 第五章 氧化还原反应与电化学 KXH Cheng-4.pptVIP

燃料电池的特点 能量转化效率高 基本无污染 安全、可靠 灵活性好 燃料电池的应用 燃料电池驱动的大巴 燃料电池作为 便携式电脑和电视机的电源 思考题2/6；习题三：1/2/5/9/13/17 作业题 * * * * 三、金属的防腐 1、在金属表面覆盖保护层 ——电镀、油漆、钝化等 2、制成合金（不锈钢） ——改善金属的内部组织结构(内因) 3、电化学保护法 — —牺牲阳极的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法 电镀、喷漆、覆盖搪瓷等 1、在金属表面覆盖保护层。 镀锌管 健身器材刷油漆以防锈 衣架和电线的外面包上一层塑料层 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr 如铁上镀锌： 铁和锌谁会受到腐蚀？ 2、电化学保护 （1）阳极保护 将电极电势更低的金属与被保护金属相连接，构成原电池，如海轮上的附着锌块，铁为阴极，锌为阳极； （2）外加电流的阴极保护法： 将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。 辅助阳极（不溶性） 四、电镀 什么是电镀？ 简单来说，电镀指借助外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应，使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。 基本电镀流程图 产品 ： 工件 除油 酸浸 清洗 清洗 电解除油 清洗 电镀 清洗 处理/烘干 电镀产品 五、电解 水电解方法来制取氢和氧气,出于其耗能大、成本高,常被其他方法所代替。 （1)金属Na的制备 3.金属的冶炼 碳钢阴极 CO2 气泡 Al (l) - + 电源 Al+3 O-2 O-2 Al+3 O-2 石墨阳极 ? e- e- ? From: /~ssinex/E_cells.ppt. （2)金属Al的制备 （3)电解精炼铜 阳极（粗铜）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（纯铜）：Cu2＋＋2e－＝Cu 六、化学电源 化学电源的分类 （3）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。 （2）二次化学电源 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。 （1）一次化学电源 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。 化学电源的组成 正极：常选用金属氧化物 负极：常选用较活泼金属 与活性物质一起构成电极的添加剂一般有：导电剂、粘结剂、缓蚀剂等。 电解液：高导电率，化学稳定性好、不易挥发、易于 长期贮存 隔膜：较高离子传输能力，较低电子导电能力，好的化学稳定性和一定的机械强度。 一次电池 锌锰干电池 A. 中性锌锰电池 负极： 正极： 电池反应： B. 碱性锌锰电池 负极： 正极： 电池反应： 锌银电池(Zn-Ag2O Battery) Ag2O + Zn = ZnO + 2Ag 电池反应： 负极： 正极： Zn+2OH-→ZnO+H2 O+2e- Ag2 O+H2 O+2e-→2Ag+2OH- 电池式： 二次电池 1.铅酸蓄电池 PbO2+ 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O 电池反应： 电池式： 2.镍氢电池 圆柱可充镍氢电池 方形可充镍氢电池 电池式： 电池反应： 电池应用： 电动车用Ni/MH电池组(图)：336V 3.锂离子电池 电池式： 电池反应： LiCoO2＋C6 CoO2＋LiC6 电池应用： 锂离子电池生产设备－手套箱 燃料电池 燃料电池是如何工作的? 阳极：H2 2H+ + 2e- 阴极：0.5O2 + 2H + +2e- 2H2 O 电极反应： 例5 在标准状态下，指出下列三个电对MnO4- / Mn2+，Hg2+/Hg，Cl2/Cl-中最强的氧化剂？若将MnO4- / Mn2+改为pH=5的条件下，它们的氧化性相对强弱次序将发生怎样的变动？ 解：查表：E?(MnO4- / Mn2+)=1.491 V； E?(Hg2+/Hg )= 0.851V； E?(Cl2/Cl- )=1.3583 V E?(MnO4- / Mn2+)E?(Cl2/Cl- )E?(Hg2+/Hg ) 所以氧化性： MnO4- Cl2 Hg2+ 当pH=5时， E(MnO4- / Mn2+)= 1.018 V E?(Cl2/Cl- )E(MnO4- / Mn2+)E?