电解与极化作用.doc

第九章 电解与极化作用前边讨论的电池与电极都是可逆的，那么应用能斯特公式来处理电化学体系时，它的前提就是该体系必须是处于热力学平衡态，但是对于一些现实的电化学过程来说一般都是不可逆过程，因此应用Nernst公式研究电化学问题就具有很大的局限性。事实上当原电池或电解池，只要有电流通过，就有极化作用发生，该过程就是不可逆过程。研究不可逆电极反应及其规律性对电化学工业是十分重要的,所以我们要讨论不可逆电极过程。在这一部分除了讨论电解池中的极化作用外，还要简单介绍一些电解在工业上的应用上及金属的防腐和化学电源等。9-1 电极的极化1、不可逆条件下的电极电势一个不可逆电池所具备的条件有两个：电池反应在充电与放电时互为逆反应；通过电池的电流I0，即没有电流通过电池。显然组成可逆电池的两个电极都是可逆电极，那么可逆电极的电极反应都是在可逆的条件下发生的。这时电极所具有的电势就称为可逆电极电势。可逆电极电势对许多电化学和热力学问题的解决是相当重要的。但是在实践当中许多电化学过程，如进行电解和使用化学电源做电功时，并不是在可逆情况下进行的，也就是说要有电流通过电池或电解池，此时的电极反应就是不可逆的了，不可逆电极的电极电势用“”表示，当然这个电极电势与可逆电极的电极电势是不相同的，那么我们就把电极在有限电流通过时所表现的电极电位与可逆电极电势产生偏差的现象叫做电极的极化。偏差的大小（绝对值），称为“过电势”。用“”表示，对于原电池，在可逆放电时，两电极的端电压是最大的，这个端电压就是电动势E，它等于两个可逆电极的电位差。在不可逆条件下进行放电，两电极的端电压用EI表示，它一定要小于原电池的电动势E，EIE，EI=E-E其电动势的降低主要是由于两个因素引起的，当有电流通过时，电池具有一定的内阻R的消耗电位降IR；不可逆条件电极要产生极化，也会造成电动势下降，所以不可逆电池两电极的电位差通常就叫端电压。它要小于原电池的电动势。当电池内阻很小时，它的电位降就可忽略，这时的E就可近似认为只是由于两个电极的极化所引起的。 这是不可逆电池的端电压就等于不可逆电极的阴极电极电位与阳极的电极电位之差。下面看一下电解池：对于电解池来说，在可逆条件下发生电解反应时所需要的外加电压，称为“理论分解电压”，此时所需的电压最小，在数值上就等于这个电池的电动势E。理论分解电压：当在不可逆情况下进行电解，所加的电压要比电动势大的多，那么这些额外的电能有的用来克服内电阻，有的消耗在克服电极极化作用上，这个外加电压用“VI”表示，如果电流不大（电池内阻较小），电池内阻所消耗的电能也可忽略。这时V的大小也可看作只是由于两电极的极化所造成的。即： 此式表示不可逆情况下电解池的端电压，等于不可逆阳极的电极电位与阴极的电极电位的差值。从上面的讨论可知，无论是原电池还是电解池，当有电流通过时，电极都要产生极化，极化的结果，阴极的电极的电势都是升高的，而阴极的电极电势都是下降的。2、电极极化电极的极化主要有三种：浓差极化、活化极化、电阻极化。下面就分别进行讨论：（1）浓差极化当有限电流通过时，如果在电极-溶液界面处所发生化学反应的速度较快，而离子在溶液中的扩散速率较慢。则电极表面有关离子的浓度和远离电极的本体溶液中离子的浓度是不同的。这时电极电位就要发生变化。以Cu|Cu2+为例：作阴极：（还原作用）化学反应快，说明电极附近的Cu2+很快就能得到电子沉积到电极上，而远处Cu2+来不及扩散到电极附近，造成电极附近Cu2+浓度比本体溶液中小，相当于Cu电极插入一个较稀的溶液中，作阳极：（氧化作用）由于这个电极反应也比Cu2+扩散速度快,从电极上溶解下来的Cu2+便来不及马上扩散,使电极附近Cu2+浓度大于本体溶液中Cu2+的浓度,根据电极电位的能斯特公式,并以浓度代替活度.C(Cu2+)CCu2+,I(Cu,阴)r，C”(Cu2+)CCu2+,I(Cu,阴)r推广到任意电极，可以得到一个结论：在有限电流通过电极时，因离子扩散的迟缓性而导致电极表面附近离子浓度与本体溶液中不同，从而使电极电势I与r发生偏差的现象叫做“浓差极化”。发生浓差极化时，阴极电位总是低于r，而阳极电位总是高于r。因浓差极化而造成电极电位与可逆电极电位r之差的绝对值，称浓差过电位，“浓”表示。（2）活化极化（电化学极化）一个电极在没有电流通过时，电极-溶液界面处就产生了双电层，电极上有了一定的带电程度，建立了相应的电极电位。当有限电流通过电极时，如果电极-溶液界面处电极反应进行得迟缓，这样就改变了电极上原有的带电程度，从而使电极电位偏离了r。以（Pt）H2|H+为例进行讨论：作阴极：2H+eH2 若电极反应进行得缓慢，当电流通过时，达到阴极的电子不能被及时消耗等。电极表面就有多余的e被储存下来。出现了多电子状态，造成了电极电位低于可逆电极电位r。作阳极：H2-2e2H+由于反应速率慢，H2失去的电子供不应求,造成缺电子状态,从而使电极带更多的正电,表现出高电势,比r高推广到任意电极也可得到具有普遍意义的结论,由于电极反映的迟缓性,造成电极上带电程度与可逆情况下不同从而使电极电位偏高r的现象叫“活化极化”。发生活化极化后阴极的电极电位总是变得r比低，阳极的电极电位总是变得r比高。因活化极化而造成电极电位与r之差的绝对值叫活化过电位， “活化”表示。（3）电阻极化是由于电极表面生成一层氧化物的薄膜或其他物质对电流的通过发生阻力而引起的电极极化叫电阻极化。这个阻力使电极与r产生偏差的绝对值叫电阻电位“h电”。因为以上三种过电位都是在有显著电流通过电极时产生的，所以当有限电流通过时，在电极上观察到的过电位往往不是单纯的某一种，而是根据实际情况和具体反应而定。综上所述，过电位通常是三种过电位的总和。=h电阻 +h 浓差+h活化（4）影响气体过电位的因素对浓差过电位如果加强搅拌就可以尽量减少或消除掉，而电阻过电位一般来说都很小，因此在过电位中起主导作用的主要是活化过电位，大量的实验已经证明，在电解过程中除了Fe、Co、Ni等一些过渡元素外，一般的金属活化过电位的数值都很小，但如果有气体产生的活化，活化过电位的数值就相当大，比如，有H2、O2、Cl2析出时，活化过电位的数值都比较高，那么在电化学中经常遇到与气体活化过电位有关的实际问题，因此对气体活化过电位的研究比较多，根据大量的实验数据发现影响气体过电位的因素有以下几种：（1）电极材料气体在不同的电极材料上析出的活化过电位的数值是不同的比如：H2在Pt电极上析出时活化过电位很小，几乎是零，但在Hg、Pb电极的过电位却很大。可达到1伏左右。O2与H2不同，它在Pt上的过电位较大。可达到0.4伏，而在Ni上的过电位又很小，仅为0.05伏，有的书上就给出O2与H2在不同电极材料上的活化过电位的数据（印永嘉教材没有）。(2)温度与一般化学反应一样，温度升高能加快电化学反应速率。因而会使活化过电位降低，一般来说，T升高1度，过电位降低约2mV。（3）电极表面状况电极表面粗糙，实际的电流密度就小，因此，过电位数值也小。如铂黑电极比光高铂电极的电极面积大得多，所以氧气和氢气在铂黑电极上的过电位比光亮铂电极的过电位都小。（4）溶液的组成溶液中存在小量其它物质，常常会影响过电位的数值，如铅蓄电池中所用的硫酸。如果含有少量杂质砷、铂等就会降低氢的过电位，从而会引起蓄电池的自动放电，所以铅蓄电池中所有用的硫酸必须是纯净的。又如在电镀液（铵盐镀液）中加入少量表面活性剂（聚乙烯醇）则将引起氢过电位的增加，同时改善了镀层的质量。（5）电流密度（I）实践证明，气体不论在什么材料上析出，它的活化过电位都将随着电流密度的加大而增大，也就是说电流密度越大，它的不可逆程度就越大。因此，在比较两种气体的过电位，或同一种气体在不同电极材料上的过电位时，必须在电流密度相同的情况下，才能进行比较。早在1905年，塔菲尔就提出了一个经验关系式，说明氢过电位与电流密度间的定量关系：这个式子就叫塔菲尔公式，a、b为经验常数，a值与电极材料有关，不同的金属a值不同，b对大多数的金属是一个通用常数，大约为0.12V。（Pt、Pd等金属除外），书364表7.7给出了氢气在不同金属上析出的塔菲尔常数。塔菲尔公式为直线方程，以作图可得一条直线, 图7.23给出了氢在不同金属上的过电位与电流密度的关系。O2与I也有上述关系。4、塔菲尔公式从理论上进行推导，H2电极的塔菲尔公式在阴极上进行的是H+的还原反应 H+e 1/2H2 设在电极齐不同进行反应的速率为（单位时间内所消耗的反应物的量）反应速率表面层H+的浓度成正比。与电极面积S成正比，比例系数为K叫反应速率常数。单位时间单位面积上所消耗H+的数量 (A-指前因子，W电极反应的活化能。)那么对于电极反应可以用电流密度来表示反应速率。电流密度i就是单位截面积所通过的电流，电流。单位时间内通过学习截面的电量等于。（单位时间内消耗掉数）那么t 单位时间t=1 I=Q I= =iS 在平衡状态下任何电极上都进行着两个相反过程，但其速率相等。还原过程电流密度用表示。氧化过程电流密度用表示。(还原过程的活化能；氧化过程的活化能)活化能大小与电位有关,电极电势与活化能的关系为E、是电极电势为零时（非电极反应）还原和氧化过程的活化能。 、称为传递系数，可以把它们看成是用来描述电位对活化能影响程度的参数。它们都小于。在平衡状态下，通过的电流为零。这时电极上的氧化还原反应仍在不断进行，只是两者速度相等。我们就把平衡状态下单位时间内，单位表面上交换的电流称为交换电流密度，以i0表示。平衡状态下，电极电位用r表示。当有电流通过时，的电位偏离平衡值，此时的电位用表示。 解联立方程 从理论上推导出的过电位公式，与塔菲尔经验公式是有相同形式。当h=0时，i=i0，此时 可见塔菲尔公式中的a具有一定的物理意义，它是与交换电流密度有关一个常数。将 与 比较。例5在25时,测得Cu/CuSO4(1mol.dm-3)电极体系的过电位与电流的实验公式为：试求交换电流i0的数值及传递系数，及。解：作业：在电子转移为步骤为速率控制步骤的电极过程中，阴极过电势与电流密度的关系理论公式为 联系与i的Tafel 公式为。现测得20时，在1mol.dm-3的HCl溶液中H2在Pt上析出的a=0.3V,b=0.14V,在Hg 上析出的a=1.40V,b=0.116V。（1） 分别求出H2在Pt及Hg上析出过程的交换电流密度i。（）说明电解水制选用t不用Hg的道理。要介绍浓差过电势与扩散极限电流的关系。（大本书上讲的）、过电位的测定（）测量原理测量装置为：（见课件）是一个电解池，池中放入一个搅拌器，如果搅拌效果好，就可消除浓差过电位，这样所没得的过电流就可近似以为是活化过电位。为一待测电极，它与辅助电极构成了一个电解池，两个电极与检流计，外加电压，可调电阻构成一个回路。的作用可以通过学习调节电阻的大小来控制电流，由于待测电极的面积是已知的电流知道后就右以求得电极的电流密度。然后将待测电极与甘汞电极再组成一个原电池接到电位计上，原电池的电动势就可用对消法测定出来。注意：在电解池当中有电流通过，电极上通过的电流密度不同，产生的过电位也不同，所以电极的电极电位也不相同。这样就可以得出一组电流密度与电极电位的数据。又因为电极与一个甘汞电极相联，组成一个原电池，这个原电池的电动势可采用对消法测量出来。正负如果甘汞电极作负极。不甘 当i不同不不同，也不同。不=E+甘 甘已知,E可测,所以就可求出不,从而出h 。 h=|不-可| 这里h就是活化过电位。（2） 极化曲线用上述方法可以测出不同电流密度下，不可逆电极的电极电位，以电流密度i对电极电位作图，所绘制的这条曲线就叫“极化曲线”从实验曲线可以看出，随着电流密度的逐渐增加，阴极的电极电位逐渐下降，而阳极的电极电位逐渐升高。 就是说实验结果与理论分析结果要完全一致。如果由两个电极组成原电池时，看一看电池的端电压与电流密度的关系： 由电极组成电池时，电池的端电压： 这时 由图可知，i越大，电池的不可逆程度越高，电池的端电压越小，所做的电功就越小。对于电解池的端电压与电流密度的关系恰好与上述情况相反。（阳）（阴）电解池的端电压，也叫分解电压随着电流密度的增加而加大，i越大，不可逆程度越高，电解电容器时所消耗的电功越高。. 电解时的电极反应电解时阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应。因此凡是能在阴极上得到电子，在阳极上放出电子的反应，都有可能电解。如果从整个电解池的角度来考虑，只要外加电压达到分解电压的数值，电解反应就可开始，但对于某一电极来说，只要外加电位达到对应离子的析出电位，电极反应就可以开始。离子在阴极和阳极的析出电位就是不可逆电极的电极电位。1. 阴极反应阴极上发生的都是得到电子的反应。当电解金属盐类水溶液时，溶液当中一是含有金属离子，二是含有，那么这两种离子都可能发生还原反应，究竟是哪种离子析出就要比较它析出电位的大小。对于金属来说，过电位都比较小，可忽略，所以就可直接比较它们可逆电极电位，但对有气体产生的电极反应就要考虑过电位的影响。（）、金属的析出与氢的过电位例如在，用铂电极电解AgNO3(0.1mol.kg-1)，在阴极上可能发生的反应： 到底谁先析出，就要比较二者的析出电位。对g+： （在这一部分计算 都设g+， 浓度代替活度。） 当m=1时，当浓度下降1/10时，电位降低0.0591伏,或电位下降0.0591/2对 当用Pt作电极hH2=0 对于水溶液来说,aH+=10-7 g+ ，所以在阴极上首先是析出Ag 。在298K，如果用铂电极电解电解ZnSO4 溶液（0.1mol.kg-1） （在此m下降1/10， 电位降低0.0591/2） 0.41Zn 所以在铂电极上首先析出的是H2如果在298K用铅电极电解上述溶液这H2时的析出电位就要发生变化, H2在Pb上的过电位是0.9伏,此时ZnH2Zn首先析出。（2） 金属离子的分离如果电解电容器液中含有多种离子，电极电位越高的离子越容易获得电子而还原成金属，因此当阴极的电极电位由高到低时，各种离子也是按电极电位高低的次序先后析出。如含有g+ Cu2+ Cd2+ 的电解液（1mol.kg-1）g+0.799伏Cu2+0.337伏Cd2+0.403伏在这样的电解液中进行电解,首先析出的是Ag ，其次是Cu ，最后是Cd 。因此我们可以通过控制阴极的电位把几种金属离子分离开。但如果想把两种金属分离的完全，两种离子的析出电位必须相差0.2伏以上。当阴极电极电位达到Ag的析出电位，即0.799伏时，Ag开始析出，随着金属Ag 不断析出，溶液中g+的浓度越来越小，当尝试下降到原来的1/10时，电位下降0.0891伏，当电位下降到第二种离子的析出电位时，即0.337伏时Cu开始析出,那么我们看一看Cu 开始析出时，g+的浓度是多少？Cu开始析出时Ag的电析电位已达到0.377伏。 这就说明，当Cu2+开始析出时，g+的浓度已达10-8，分离的相当完全。随着金属Cu的不断析出，Cu2+浓度越来越小，越来越低，当阴极电位达到第三种离子的析出电位时，此时 -0.403伏时Cd开始析出, Cu2+的浓度是多少呢?当Cu下降到-0.403伏时,Cd开始在电极上析出。 实际上当金属Cd析出时, Cu2+的浓度已是相当小了,对于这样的溶液金属离子的分离是相当完全的。（3） 两种离子的共同析出 在工业上常常遇到电镀工业，生活中用的电镀椅，电镀衣架等，这些都是采用的二元合金镀层，在金属Fe上镀上电镀以后，具有一定的特殊性能，表面光滑，明亮，美丽等。通常的二元镀层有CuZn，CuSn，PbSn，ZnNi合金等，那么我们在制造这种合金时，需要两种金属离子同时在阴极上析出，因此它们的析出电势必须很接近。这样当阴极的电势达到或超过两种离子的析出电势时，它们才有可能同时析出。如：Sn-0.136伏 Pb-0.126伏 两者只相差10mV/而且都不大，只要适当地调整离子的浓度，就可使两种离子同时析出，制出PbSn合金。又如，镀CuZn合金，两者相差较大，Zn-0.763伏 ，Cu0.337伏，因此在简单盐溶液中无法使两种同时析出，如果在盐溶液中加入NaCN，Zn2+ 和Cu2+都可以与CN-生成络离子。Cu（CN）3- Zn（CN）4-2这时，Cu的析出电位 =-0.763 ,hCu =0.685 Icu =-0.763-0.685=-1.448VZn的析出电位 =-1.108V,hZn =0.316 Izn=-1.424伏 两者仅相差0.024伏，在这个条件下就可以使Cu和 Zn同时析出，从而获得CuZn合金。2. 阳极反应 在阳极上发生的是氧化反应也就是失去电子的反应，所以物质的电位越低越容易失去电子而被氧化。因此在电解时，在阳极上首先是电位低的物质先放电。 如果阳极材料是Pt等惰性金属电解的阳极反应只能是负离子放电。Cl- ，Br-，I-，OH-等被氧化成Cl2， Br2，I2，O2 。一般含氧酸根离子SO42-，NO3-，PO43-它们的析出 电位很高，在水溶液中一般不放电。如果阳极材料是活泼的金属Zn，Cu，Hg等，在阳极上可能放电的物质： 溶液中的负离子但究竟是谁先发生氧化反应也要比较它们的析出电位。谁的析出电位最低，谁就先放电。比如：将Cu电极 插入的1mol.kg-1CuSO4溶液中进行电解，在阳极上：SO42-析出电位较高不易放电，可能放电的就是Cu和OH-，究竟谁先放电就要比较二者的析出电位。若忽略过电势， CuO2首先发生的是Cu的溶解而O2不是的析出。如果改用Pt电极，失去电子的只有 SO42-OH-只有OH-放电。例题P南696、6在298K，标准压力P时，某混合液中，CuSO4浓度为0.5mol.kg-1，H2SO4浓度为0.01mol.kg-1，用铂电极进行电解，首先Cu(s)沉淀到Pt电极上。若H2在Cu上的超电势为0.23V,问当外加电压增加到有H2(g)在电极上析出时,溶液中所剩的的浓度为多少?(设活度系数均为1,H2SO4作一级电离 处理)解:阴极 大 小首先是Cu析出阳极上放电的是OH-现在需要计算H2（析）？pH=7时，H2.414伏, 酸性溶液是多少?一般情况当Cu 析出下降到的析出电势时, Cu2+浓度很小,几乎是零,所以当阴极上有0.5mol.kg-1Cu析出,在阳极上就有0.5 mol的OH-放电, OH-放电，产生的H+浓度就是0.5 mol, 当Cu的析出电势下降到 .2473伏时, m Cu2+=?P印369例题13例题1625时,用Pt片为电极电解0.5mol. dm-3 CuSO4溶液,若H2在Cu上的过电位为0.230伏,试问在阴极上开始析出H2时,残留的Cu2+浓度为若干?解：溶液中的正离子有H+和Cu2+，看破谁先析出就是比较二者的析出电位在中性溶液中pH=7,aH+=10-7, H2=-0.41伏（可逆） 开始析出的是Cu，当金属Cu析出后就覆盖在Pt电极上，这时就相当于Cu电极插入到溶液中来，此时H2在Cu电极上要产生过电位，H2的析出电位就是说随着金属Cu的不断析出而减小 ，Cu的电极电位也不断下降，当下降到的H2析出电位-0.64伏时, H2开始析出,此时Cu2+的浓度=?当H2开始析出时,已经Cu2+完全析出例17、溶液中含有活度均为1.00的Zn2+和Fe2+.已知H2在Fe上析出的过电势为0.40V,如果要使离子析出的次序为Fe、H2、Zn，问25时溶液的pH值不得超过多少？在此最大pH的溶液中H+开始析出放电时Fe2+浓度为多少？解：Zn2+和Fe2+的a都为1，它们的析出电位就是标准电极电位 二者进行比较肯定是 先析出，溶液中还有，H+也有可能得电子变成H2，要想使H2比Zn先析出 ，必须使H+的析出电位比Zn大，H2的析出电位可通过调节溶液的pH大小来控制。 由此式可看出，pH越大，H2当pH值达到 H2Zn时Zn开始析出，最大不能超过此值。在pH最大时，H+开始放电时，Fe2+浓度是多少？在此值时，Fe2+已经下降到-0.763伏作业4、7、1193金属的腐蚀与防护1.金属的腐蚀金属和金属制品长期使用，暴露在空气中，就会 地发生氧化反应变成其氧化物，氢氧公物 或各种金属盐，使金属的表面遭到破坏，这咱现象就叫金属的腐蚀。金属的腐蚀主要有三种： 化学腐蚀主要是氧化剂直接与金属表面接触，发生化学反应而引起的，这种腐蚀作用时没有电流产生。 生物化学腐蚀这种腐蚀是由于各种微生物的生命活动引起的。 电化学腐蚀是金属表面与潮湿空气，电解质溶液相接触因发生电化学作用而引起的腐蚀这类义乌的特点有电流通过。 目前因金属的腐蚀而受到的损失是相当严重的，全世界一年因腐蚀而报废的金属和金属设备的重量约占金属年产量的20%30%，因此研究金属的腐蚀与防腐蚀是一硕非常重要的工作。金属腐蚀的原因（在此只讨论电化学腐蚀） 当两种金属相接触，同时又与其它介质（如潮湿空气、其它潮湿气体、水或电解质溶液等）相接触时，就形成了一个原电池，进行电化学作用。如：铜板上有一个铁铆钉，长期暴露在空气中，这样在铆钉的部位特别容易生锈，生锈的根本原因是因为铜板暴露中潮湿的空气中，表面会形成一层薄薄的水膜，空气的CO2、SO2等都能溶解到这一水膜中，这样水膜就变成了电解质溶液，从而形成了一个原电池。其中Fe作阳极，Cu 作阴极阳极： 在阴极：有可能发生下述两个反应 （称为析氢腐蚀） （大气中的氧在阴极上获得电子而被还原，称为吸氧腐蚀） H2在Cu上的过电势为0 O2在Cu上的过电势为0.42(i=10A.m-2)O21.229V在空气中O2的分压为0.21大气压,所以二者比较, O2比H2大得多,反应比容易发生,也就是说当有氧存在时Fe的腐蚀就更加严重。经分析可知Fe和Cu相接触暴露在空气中实际上形成了局部原电池，而且由于两种金属紧密相联，电池反应不断进行，Fe变成Fe2+进入溶液，多余的电子移向铜极被O2和H+消耗掉生成了水。进入溶液中的Fe2+与OH-结合Fe(OH)2又与空气中水分、O2发生氧化作用生成铁锈 铁锈通过上述电化学作用Fe就被腐蚀了。 另外，将金属铁放入酸性溶液中，铁会自动溶解，同时放出氢气 这是铁自溶解的腐蚀反应，当Fe与酸性电解质相接触时，在铁的表面上实际上也是发生了两个反应 铁的溶解，Fe作阳极 H2在铁上析出 ，Fe又是阴极因此Fe也叫“二重电极”或“腐蚀电偶”。这两个同时存在的电极反应称为“共轭反应”。如果金属不纯净，里边含有杂质这样由于金属表面层的金属与杂质的电位不同，也会构成金属和杂质短路的许许多多原电池。通常 称微电池。如Zn中含有Fe杂质 潮湿空气Zn作阳极， 溶解掉Fe作阴极， 在这里被腐蚀的是锌从上述三种情况可以看出，金属的腐蚀实际上都是金属与电解质溶液构成了原电池，阳极上进行的是金属的溶解（实际上腐蚀都是腐蚀阳极）2. 金属的防腐（1） 非金属保护层（在金属表面涂上油漆，喷漆，搪瓷等）（2） 金属保护层用耐腐蚀性较强的金属或合金覆盖在金属的表面上覆盖的方法就是电镀。（3） 电化保护 保护器保护刚才举的铜板上的铁钉被腐蚀的过程 ，Fe发生一个氧化作用 这样铁就被腐蚀了，这里主要是保护Fe，对Fe怎样保护呢？将一个电位比Fe低的金属Zn与铁连在一起，Zn与铁连接后又构成一个电池，这里：Fe就受到了保护，因此作船时，船底四周都镶上Zn块，这时船底就可受到保护，Zn块是代替船底而受到腐蚀，有时将Zn块称为保护器，这种保护是保护了阴极，牺牲了阳极。 阴极保护：是外加一个直流电，负极接到被保护物上，让它成为阴极，正极接到堆废铁上，让它成为阳极。被保护 保护了阴极。 废铁 阳极保护是把被保护金属接到外加电压正极上，使被保护金属进行阳极极化，极化可使金属钝化，从而受保护。 加缓蚀剂在腐蚀性介质中加入少量的缓蚀剂就能大大地降低金属的腐蚀速度。9.3 化学电源能够将化学能转变为电能 的装置叫电池也叫化学电源。有实用价值的电源要具备以下四个条件 电极物质及电解质有定是来源，且价格低廉。 电池电动势较高 放电时电压稳定 单位质量或单位体积电池所输出的电能 比较大。由于上述条件的限制能被广泛应用的电源并不多。电池内参加电极反应的物质称为“活性物质”。电源按其工作方式可分为两类：一次电池和二次电池。一次电池是活性物质耗尽后只能 废掉不能再(常用的干电池）二次电池活性物质耗尽后可用外电源进行充电使活性物质再生。如蓄电池，就可放电充电反复使用。下面分别介绍几种常用电源和高能电源。常用电源1. 锌锰干电池是生活中最常用的电池，是一次性电池，电池可表示为Zn|ZnCl2,NH4Cl|MnO2|C正极是被二氧化锰包围着的石墨电极，负极是锌，电解质是氯化锌和氯化铵的糊状物。电极反应一般认为如下：负 正 电池反应 开路电压为1.5V。2. 铅蓄电池酸式铅蓄电池是工业和实验室