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文档简介

第四章电化学基础、原电池和电解池的原理、原电池的原理:化学能通过自发的氧化还原反应转化为电能。电解原理:接通电源,使电流通过电解液,在阴极和阳极被迫发生非自发的氧化还原反应,从而将电能转化为化学能。阳极(内部电路)、阴极(内部电路)、-、e、e、e、电源、e、e、h、so42、h、so42、氧化反应:Zn-2e-=Zn2、还原反应:2h 2e-=H2还原反应:2h 2e-=H2氧化反应:4 oh-4e-=O22h2o、原电池、电解池、oh、oh、3、化学能将电能转化为化学能的装置。(1)具有不同活性两个电极(除了燃料电池电极)(2)电解质溶液(选择性的)(3)两个电极必须插入电解质溶液中(或者两个电极闭合在一起)以形成闭环,(1)两个电极连接到直流电源(两个电极的活性可以相同或不同)(2)电解质溶液(任意的)(3)两个电极必须插入电解质溶液中以形成闭环, 负电极是活性较高的金属正电极、活性较低的金属(或能够导电的非金属)等。 ),阳极:电源正极接阴极:电源负极接阴极;负电极(内部电路是阳极):氧化反应发生(电子损失)正电极(内部电路是阴极):还原反应发生(溶液中的阳离子移动到正电极获得电子);阳极:发生氧化反应(电极或溶液中的阴离子移动到正电极失去电子)阴极:发生还原反应(溶液中的阳离子移动到阴极失去电子)。阳极:M-ne-=Mn阴极:Mn ne-=M,阳极、阴极和电解质溶液,阳极:镀金属(M)阴极:镀液:镀金属离子(Mn),阳极:粗铜(锌、铁、镍、银、铂、金等)。)阴极:细铜电解质:硫酸铜溶液,阳极:(活性电极先放电)易放电阴离子先放电,阴极:阳离子先放电,阳极:铜-2e-=Cu2(锌-2e-=Zn2Fe-2e-=Fe2,等等。)阴极: Cu2e-=铜(银、铂、金成为“阳极泥”),变化,不变,减少,应用电解原理:一次电池原理的应用,各种化学电源,1。普通锌锰电池,2。碱性锌锰电池,3。铅蓄电池,4。燃料电池,2h2-4e-=4h,2h2o4e-=4oh-,2h2-4e-=4h,2h44e-=4h2o,2h4oh-4e-=4h2o,2h2o4e-=4oh-,6,4。写电极反应,1。原电池或电解池的两个电极反应公式之和为总反应公式;(2)写方法:总反应减去一个电极反应就是另一个电极反应。对于更复杂和不熟悉的反应,这种方法可以用来解决问题和测试它们。(3)写笔记: a看看电极材料;第二,看看环境媒体。第三,看看附加的条件和信息。5,电解计算,难点:燃料电池电极反应式的写入可充电电池电极反应式的写入,O2 2cu 4ag 4h 2h2 2cl2 4oh-,1。电子守恒法,2。计算。在阴极上沉淀出1摩尔氢,表明2摩尔离子放电,然后向溶液中加入2摩尔离子;如果阳极上有1摩尔二氧化硅沉淀,表明溶液中的4摩尔离子被释放,则溶液中有4摩尔离子。7,电解原理的应用,1,氯碱工业的反应原理阳极:2cl-2e-=Cl2阴极:2h2e-=H2 NaCl 2h2o=2naoh H2 Cl2 电镀槽阳极:镀金属阴极:待镀金属产品(镀件)电镀液:含镀金属离子的电解液3,电解精炼反应原理(电解精炼铜)粗铜含锌、铁、镍、银、铂、金及其它阳极(粗铜):铜-2e-=Cu2,(电解精炼铜)阴极(精炼铜):Cu2e-=铜电解质:可溶性铜盐溶液,如硫酸铜。诸如Zn2+和Ni2+的阳离子比Cu2具有更小的电子容量,并且保留在电解质溶液中。银、铂、金等。按金属活性顺序排列后,铜的电子损失能力比铜小,并以简单金属的形式沉积在阳极上,成为“阳极泥”。4.铝冶炼,实验设备。8,离子的反应顺序在第二(2)当阳极极惰性时,常见的阴离子放电顺序为:银Fe3 Cu2 H(由酸提供)、铅Sn2 Fe2 Zn2 H(由水提供)、铝Mg2 Na Ca K(仅在熔融状态下放电)、S2-SO32-1-溴-氯-羟基-含氧酸离子(NO3-、SO42-等。)F-,用惰性电极电解电解质溶液的例子:含氧酸,H2SO4,强碱,氢氧化钠,活性金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,盐酸,阳极:4oh-4e-=O2 2h2o阴极:4h4e-=2h2 减少,增加,不变,h2o,阳极:2cl-2e-=Cl2 阴极:2h2e-=H2 增加,盐酸,非活性金属的厌氧酸式盐,氯化铜,阳极:2Cl-2e-=Cl2 阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H 2e-=H2增加,盐酸,非活性金属的含氧酸盐,硫酸铜,阳极:4oh-4e-=O2=2h2o阴极:2Cu2 4e-=2Cu,还原,CuO,氢生成,酸生成,2h2o2h2o ,电解水类型,电解质溶质,电解质溶质和水,阴极和阳极产物的化合物,10,3,电解池和原电池的应用-金属保护,1)金属腐蚀速率的判断,(1)引起的腐蚀(2)同一金属的腐蚀:强电解质和弱电解质非电解质;(2)金属保护方法;(1)改变金属的内部结构;(2)覆盖保护层;(3)电化学保护法;(3)外部电源阴极保护法;(4)牺牲阴极的阴极保护规律;(11)区分原电池和电解池的关键是是否有外部电源;有外部电源的装置必须是电解池,没有外部电源的装置必须是原电池。区分电解槽、电镀槽和精炼槽的关键是阳极材料和电解液。注:当多个电池组合时,含有活性金属的电池通常为原电池,其余为原电池驱动的电解槽。如果最活跃的电极是相同的,初级电池是两个电极之间活性差异最大的一个,其余的是电解池。(1)无外部电源:一个电池为原电池,其余为电解池;(2)外部电源:均为电解槽、电镀槽和精炼槽。首先,如何区分原电池、电解槽、电镀槽和精炼槽?常见问题:1。单池判断:1。练习1。请观察下面的实验装置图,并指出每个装置的名称。电解槽、电镀槽、氯化钠溶液、硫酸溶液、原电池、铜、锌、碳、铜、铁、铁、粗铜、硫酸铜溶液、精铜、精槽、甲、乙、丙、丁、硫酸铜溶液。13,2。写出下列装置的极性反应,判断甲、乙、丙溶液的酸碱度变化。电解池,原电池,电解池,电解池,负极,正极,负极,正极,e-。14,3。下图1和2是铁钉在水中腐蚀的实验。几天后,几天后,图1和图2,(1)铁钉在上述两种装置中的共同特征是:(2)图1显示原始溶液存在,铁钉被腐蚀,电极反应是:(3)图2显示原始溶液存在,铁钉被腐蚀,电极反应是:电偶中性或弱碱性,吸氧,负极:铁-2e=Fe2正极:2H2O O2 2e-=4OH-,负极:铁-2e-=Fe2;正电极:2H 2e-=H2强酸性,析氢,15,4。在下图所示的两个电解池中,a、b、c和d是石墨电极。如果总共有0.02摩尔的电子通过电解过程,在下面的描述中是正确的,即在烧杯中,铜最多可以在a电极上沉淀0.64千兆字节。a烧杯中b极上电极的反应公式为:4oh-4e-=2h2o 2c。将酚酞测试溶液滴入b烧杯中,红色在d极附近变化,还原反应发生在d b烧杯中的c极上。c,16,1。原电池正极和负极的测定(1)活性金属通常用作负极;(2)电子流出的一极或电流流入的

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