第四章 电化学基础.ppt

1、锂电池,干电池,叠层电池,纽扣电池,第四章 电化学基础,2、能量可以相互转化：,自发氧化还原反应,原电池装置,？,3、化学能转化为电能的本质：,电能,氧化还原反应（化学能）,电子转移,电子定向移动,电流,指研究化学能与电能之间相互转 换的装置、过程和效率的科学。,1、电化学定义：,电能,氧化还原反应（化学能）,电子转移,电子定向移动,电流,非自发氧化还原反应,电解池装置,第 一 节 原 电 池,1、原电池定义：,利用氧化还原反应， 把化学能转化为电能的装置。,一、原电池基础知识：,2、原电池电极和反应：,Cu,Zn,Zn-2e-= Zn2+,氧化反应,2H+2e-=H2,还原反应,负极,正极,

2、电极总反应：,Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 ,较活泼的金属,较不活泼金属或非金属导体,负极:,正极:,电子流出的极，,电子流入的极，,电极失电子被氧化，进入溶液,溶液中阳离子得电子被还原，,发生氧化反应,发生还原反应,2、原电池中的方向问题：,（1）电子流动方向：,由负极流向正极,（2）电流方向：,由正极流向负极,（3）指针偏转方向：,偏向正极,与电子流动方向相同，与电流方向相反,注意：电子未进入溶液！,溶液中通过离子的定向移动传导电流,（4）电解质溶液离子移动方向：,阳离子流向正极，阴离子流向负极,正极多电子带负电，负极多阳离子带正电,3、构成原电池的条件,（1）两电极：有两种活动

3、性不同的金属,（或一种是非金属导体如碳棒）,（3）至少一电极与电解质自发发生氧化还原反应,（4）装置形成闭合回路。,（2）电解质溶液,（两极都反应，先反应为负极，一般是较活泼金属）,4、原电池的电极反应式和总反应式的书写,（1）负极：电极(较活泼金属)参加反应失电子,（2）电极反应式用 “=”号，是氧化还原的半反应,（3）电极反应式有气体用“”,物质析出不用“”,（4）总式由两极反应式相加，两极得失电子数相等,正极：电极不参加反应，溶液中阳离子得电子,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,失e-，沿导线传递，有电流产生,阴离子SO42-,阳离子H+ Zn2+,由正极流向负极,由负极流向正

4、极（结束）,电流方向：,5、原电池工作原理:,电子流动方向：,经电解质溶液流回正极,离子移动方向:,阳离子流向正极，阴离子流向负极,让氧化反应和还原反应分别在不同区域进行， 失去的电子通过导线传递产生电流。,二、简单原电池的改进探究：,1、将锌、铜先后分别浸入到装有硫酸铜 溶液的烧杯中，会有什么现象？,锌片表面有铜析出，铜片无变化.,3、将锌和铜分别通过导线与电流计连接， 浸入到装有硫酸铜溶液的烧杯中， 会有什么现象？,锌片铜片表面均有铜析出，但电流计指针不动.,锌不纯，铜与锌接触形成短路,2、将锌和铜分别通过导线与电流计连接， 使锌和铜紧贴一起，浸入到装有硫酸 铜溶液的烧杯中，会有什么现象？

5、,电流计指针偏转,锌片上也逐渐被铜 覆盖且电流计偏转逐渐变小直至为零。,结论：,两电极在同一容器中容易接触造成短路,电极不纯、容易覆盖造成电池效率不高,改进：,将电极，还原剂和氧化剂分开在两个容器,负极+电解质溶液,正极+氧化剂电解质溶液,4、按课本图4-1所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，但不用盐桥连通,有什么现象?,电流计指针不偏转, 且铜片和锌片上均无明显现象,没行成闭合回路，无电子定向移动,5、按课本图4-1所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，用盐桥连通，有什么现象?,电流计指针偏转，

6、铜片有铜析出， 锌片无铜析出，有稳定的电流 通过电路，是原电池装置;,6、盐桥的作用：,（1）盐桥的构成：,盐桥溶液与电解质溶液不发生反应,盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管，溶液不致 流出来，但离子则可以在其中自由移动。,（2）用作盐桥溶液的条件：,盐桥溶液的浓度要大；,（3）盐桥的作用：,使整个装置构成通路的作用,盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既 可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。,Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液 中Zn2+过多，带正电荷。Cu2+获得电子沉积为Cu， 溶液中Cu2+过少，SO42-过多，溶液带负电荷。 当溶液不能保持电中性，将阻止

7、放电作用的继续 进行。盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移， K+向CuSO4 溶液迁移，分别中和过剩的电荷， 使溶液保持电中性，反应可以继续进行。,能稳定长时间放电,使用后：盐桥中离子浓度会减小，电解质溶液中 的阴阳离子不会进入盐桥,小结,原电池概念、原理及组成,1、原电池：,2、工作原理：,3、原电池的正、负极及及电极反应,4、构成原电池的条件,把化学能转化为电能的装置,氧化还原反应,（1）活动性不同的两种金属或金属与非金属,（2）电解质溶液,（4）导线连接形成闭和回路,（3）自发的氧化还原反应,损耗,未损耗,5、加入盐桥后两个半电池组成的原电池工作原理：,原电池在放电时，负极上的

8、电子经过导线流向 正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子， 两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子 定向运动形成的内电路构成有稳定电流的回路。,1、利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 的反应 设计一个能持续产生电流的原电池装置? 画出装置图。,课堂练习：,2、为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中 由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池进行简单改装？,3、 X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如下图所示,四种金属的活泼性由强到弱的顺序为,ZYXW,4.下列装置中能组成原电池形成电流的是( ),D,没有形成闭合回路,酒精不是电解质,

9、没有形成闭合回路,A,B,C,没有自发的氧化还原,D,E,5、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,6、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,D,7、下列说法正确的是（ ）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4,B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸,C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液,D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,A、电池的负极一定作还原剂失电子被消耗,燃料电池正负极都不参加氧化还原反应,B、原电池电解质溶液阳离子向电池正极移动,C、较活泼金属一定作

10、原电池的负极,D、原电池要形成闭合回路，为了电子的流出流入,Mg-Al(NaOH),为了电流的流出流入,B,三、原电池原理的应用,思考：利用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计一个原电池。,负极: 正极: 电解质:,Cu,碳棒（或Pt）,FeCl3 溶液,负极氧化消耗被腐蚀，正极受保护。,外加活泼金属做负极，自己做正极,Zn与硫酸反应制H2：,(1)往硫酸中滴加少量的硫酸铜溶液。,(2)粗锌比纯锌反应速率更快。,一般来说，金属性：负极 正极,还原剂作负极材料，氧化剂作电解质溶液,1、制作化学电源,2、防止金属腐蚀,3、加快氧化还原反应的反应速率,4、利用原电池判断电极材料金属性的强

11、弱,第四章 电化学基础,第二节 化学电源,1、化学电池：,3、原子能电池：,2、太阳能电池：,将化学能转换成电能的装置,将太阳能转换成电能的装置,将放射性同位素自然衰变时产生的热能转换为电能的装置,一、电池的种类：,二、化学电池的优点：,1、能量转换效率高、供能稳定可靠,2、使用方便、易于维护、可在各种环境下工作,三、判断电池的优劣标准,1、比能量的大小或比功率的大小：,单位质量或单位体积输出电能的多少或输出功率 的大小。(Ah)/Kg， (Ah)/L， W/Kg， W/L。,四、化学电池的主要分类：,2、电池的存储时间的长短,氢氧燃料电池,1、一次电池（干电池）：,普通干电池、碱性锌锰电池、

12、 锌银电池、锂电池,（1）普通干电池,电解质为糊状NH4Cl,锌锰干电池,2MnO2+2NH4+ 2e- = Mn2O3+2NH3+H2O,2MnO2+2NH4+Zn= Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,正极(碳棒中间)：,负极(锌筒外壳)：,Zn 2e- = Zn2+,总反应：,长久使用，锌筒变薄电解质变稀，有腐蚀液流出,（2）碱性锌锰电池,正极（金属外壳、MnO2）,负极（Zn和金属导体）,Zn + 2OH- -2e- =Zn(OH)2,2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,氢氧化氧锰,碱性锌锰电池构造示意图,氧化反应,还原反应,电解质：KOH,总反应：,Zn +

13、2MnO2 + 2H2O =2MnOOHZn(OH)2,缺点：,只能一次使用；价格较贵,优点：,比能量和储存时间有所提高，适用于 大电流和连续放电,（3）锌银电池（纽扣电池）,正极（Ag2O）：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH,负极（Zn）：Zn +2OH - 2e- =ZnO+H2O,总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,2、二次电池（充电电池或蓄电池）：,铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池,（1）正负极材料,正极：PbO2,负极：Pb,电解质：H2SO4溶液,（2）工作原理：,铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程,放电,充电,放电过程总反应：

14、,Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l),Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s),正极PbO：,PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s) +2H2O(l),氧化反应,还原反应,负极Pb：,放电过程,（原电池原理）,两个电极都参与反应的原电池,充电过程,还原反应,阴极：,阳极：,氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,-放电过程的逆过程,（电解池原理）,放电：化学能转化为电能,充电：电能转化为化学能,自发的氧化还原反应,不自发的氧化还原反应,优缺点简析,缺点：,比

15、能量低、笨重、废弃电池污染环境,优点：,可重复使用、电压稳定、使用方便、 安全可靠、价格低廉,（2004年江苏高考）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为： Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s 下列说法错误的是 A 电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为： 2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 每通过02 mol电子，锌的质量理论上减小65 g,答案：C,3、燃料电池,氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池,酸性氢氧燃料电池,（1）正负

16、极材料,正极室：通氧气,负极室：通氢气,电解质：H2SO4溶液,（燃料-还原剂）,使用铂电极-惰性电极，一般不参与化学反应,（2）工作原理：,总反应：,2H2 + O2 = 2H2O,（助燃剂-氧化剂）,2H2 - 4e- = 4H+,负极：,正极：,O2 + 4H+ +4e- = 2H2O,（3）优缺点简析,缺点：,体积较大、附属设备较多,优点：,能量转换率高、清洁、对环境友好,（Pt电极催化分解为H，再失电子）,如电解质溶液为KOH，则氢氧燃料电池电极反应：,（-）： 2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O,（+）： O2 + 2H2O +4e- = 4OH-,如电解质溶液为KCl，则

17、氢氧燃料电池电极反应：,（-）： 2H2 - 4e- = 4H+,（+）： O2 + 2H2O +4e- = 4OH-,两个电极都不参与反应的原电池,五、书写电极反应式应注意以下几点：,1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反 应的所有规则（如“拆”、“平”）；,3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得 还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4价的C 在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中 以CO32形式存在）；,2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总 反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；,4溶液中不存在O2：在酸性溶液中它与H结合 成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH；,练习

18、、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 ： 。,KOH溶液,CH4,O2,H2O,a b,CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使人们去进行各种尝试，想看看它还能出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的KOH并接通

19、直流电源时，奇迹终于发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用相似的方法又发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的人。,发现化学元素最多的人戴维,你知道吗?,第四章 电化学基础,第三节 电解池,1、将两根碳棒分别插进装有CuCl2溶液的U型管两端，浸入1分钟后取出，U型管内会有现象吗？,用原电池的知识分析下列实验:,2、用导线连接两根碳棒后，并接上电流计，再分别插进装有CuCl2溶液的U型管的两端，观察电流计指针是否偏转？两极有变化吗？,3、接通12V的直流电源，并接上电流计，你预测会观察到哪

20、些现象？,3、与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生， 并有刺激性气味，使湿润的淀粉碘化钾 试纸变蓝。,1、电流计指针发生偏转。,4、溶液的颜色逐渐变浅。,2、与电源的负极相连的碳棒上有一层红色 的固体析出。,实验现象：,结论：氯化铜溶液通电后发生了化学变化，而电流 的作用是产生这种化学变化的根本原因。,CuCl2 = Cu 2+ + 2Cl-,H2 O H+ + OH-,电解质发生电离，阴阳离子自由运动。,带负电荷的阴离子向与正极相连的碳棒定向移动。,带正电荷的阳离子向与负极相连的碳棒定向移动。,Cl-在碳棒上失电子：2Cl- -2e-= Cl2 氧化反应,Cu2+在碳棒上得电子： Cu 2 +

21、 2e-= Cu 还原反应,总方程式：CuCl2 = Cl2+Cu,通电,思考交流:,1、通电前氯化铜溶液中有哪些离子？如何运动?,2、通电后离子的运动情况有什么改变？,先电离，后电解，电离是电解的前提和基础,电解氯化铜溶液微观模拟:,一、电解原理,2、电 解：,1、电解池：,3、电极反应：,与电源正极相连的极叫电解池的阳极,与电源负极相连的极叫电解池的阴极,Cu2+ + 2e= Cu,总方程式：,2Cl2e= Cl2,借助电流引起氧化还原反应的装置。,使直流电通过电解质溶（熔）液而在阴阳两极发生氧化还原的过程。,CuCl2 = Cl2+Cu,通电,把电能转化为化学能的装置,阳极发生氧化反应,

22、阴极发生还原反应,4、电子的流向:,电子从外电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。,5、离子定向移动的方向:,阳离子运动到 阴极 得电子,阴离子运动到 阳极 失电子,6、电源、电极、电极反应关系：,与电源正极相连,与电源负极相连,7、电离与电解的区别联系：,电解质溶于水或者 熔融状态下,电解质电离后， 再通直流电,电解质电离为自由 移动的离子,阴、阳离子定向移动， 在两极上放电,CuCl2=Cu2+2Cl-,只产生自由移动 的离子,发生氧化还原反应， 产生新物质,电解必须建立在 电离的基础上,电解质导电的过程 实质是电解的过程,金属导电是物理变化，电解质导电是化学变化。,8、

23、原电池、电解池的组成条件对比：,正负电极：活泼性不同的金属(金属与非金属) 至少一个电极与电解质溶液自发进行氧化 还原反应 电解质溶(熔)液 电极与电解质溶液形成闭合回路,（1）原电池：,（2）电解池：,直流电源 阴阳电极：导电(金属或非金属、可同可不同) 电解质溶(熔)液 电极与电解质溶液形成闭合回路,9、原电池和电解池知识总结比较：,两种活泼性不同的电极，分正负极，较活泼金属做负极,导电即可，可同可不同，分阴阳极，阴极：连接电源负极的一极,负极氧化，正极还原，负极材料参加,阳极氧化，阴极还原，电极材料可不参加,负极导线正极,电源负极导线阴极 阳极导线电源正极,利用自发氧化还原反应 化学能变

24、为电能,借助电流引发的氧化还原反应（一般不自发）电能变为化学能,阳离子流向正极， 阴离子流向负极,阳离子流向阴极， 阴离子流向阳极,1、书写以石墨作为电极材料,电解熔融氯化钠 的电极反应方程式？,2Na+ 2e- = 2 Na（发生还原反应）,2Cl - - 2e- = Cl2（发生氧化反应）,思考：,2、溶液中有Cu2+、H+、Cl-、OH-，为什么 H+、OH-不能在两极上发生变化呢？,3、电解CuCl溶液如果改用用金属锌或铜做 电极，情况会如何？,10、阴阳离子的放电顺序：,（1）常见阳离子得电子顺序：,原子的还原性越弱,离子的氧化能力越强，越容易在阴极得到电子发生还原反应。,要判断电极

25、反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,（氧化能力）,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,离子氧化能力的大小和离子浓度、电流强度等 因素有关。,KCaNa MgAl HZnFeSnPb HCuHgAgPtAu,S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,（2）常见阴离子失电子顺序：,（还原能力）,口诀：,硫碘溴氯氢氧根， 含氧酸根氟难去；,若用金属做阳极， 丢失电子更容易。,惰性电极：,只导电，不参与反应,（铂、金、石墨）,活性电极：,既导电、又可以参与电极反应,作阳极（与电源正极相连）优先

26、参与电极反应,作阴极（与电源负极相连）始终不参与电极反应,问题：电解CuCl溶液如果改用用金属锌或铜做 电极，情况会如何？,小结：分析电解反应的一般思路,先判断阳极材料,金属电极 失 电 子,氧化性强得 电 子,阴离子集中,阳离子集中,阴离子集中,阳离子集中,还原性强失 电 子,氧化性强得 电 子,11、电解规律（用惰性电极电解时）,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,（1）电解水型（溶剂）：, (H前）活泼金属的含氧酸盐溶液：Na2SO4,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,4

27、H + 4e = 2H2 ,惰性电极电解活泼金属含氧酸盐是电解水。,电解后溶液的浓度增大，pH不变。,2H2O - 4e- = 4H+ + O2 ,4H2O + 4e- = 2H2+ 4OH-,加水可复原,电解时离子放电, 电解含氧酸溶液：H2SO4,阳极：,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,阴极：,4H + 4e = 2H2 ,总反应：,惰性电极电解含氧酸实质是电解水。,电解后溶液的浓度增大，pH减小。加水可复原,结论：, 电解强碱溶液：NaOH,4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ,4H + 4e = 2H2 ,惰性电极电解强碱实质是电解水。,电解后溶液的浓度增大，

28、pH增大。加水可复原,（2）电解电解质型（溶质）：,电解无氧酸溶液（HF除外）：HCl,练习：写出用惰性电极电解HCl、CuCl2溶液的 电极反应和总反应。,2Cl- - 2e - = Cl2 ,2H + 2e - = H2 ,结论：,用惰性电极电解无氧酸实质是电解溶质。,电解后溶液的的浓度减小，pH增大。加溶质复原,2Cl- - 2e - = Cl2 ,Cu2+ + 2e - = Cu,结论：,电解不活泼金属的无氧酸盐实质是电解溶质。,电解后溶液的的浓度减小，pH稍微增大。Cl2与水反应pH减小,总的来说,溶液pH增大.,电解不活泼金属的无氧酸盐溶液：CuCl2,练习：写出用惰性电极电解Na

29、Cl、CuSO4溶液的 电极反应和总反应。,（2）电解电解质和水型（溶质和溶剂）：,电解活泼(H前)金属的无氧酸盐溶液：NaCl,2Cl- 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e - = 2H2 ,用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，实质是电解盐和水，溶质溶剂同时消耗,电解的结果生成碱，pH增大。,加HCl复原,放氢生碱型!,电解不活泼(H后)金属的含氧酸盐溶液：CuSO4,阳极：,阴极：,总反应：,结论：,加CuO复原,放氧生酸型!,4OH - - 4e - = 2H2O+O2 ,2Cu2+ 4e = 2Cu,用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，实质是电解盐和水，溶质溶剂同时消耗,电解的结果生

30、成酸，溶液的pH减小。,电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：,溶剂电解,阳：4OH-4e-= O2+2H2O,溶质溶剂电解,阴：4H+ + 4e- = 2H2,阳极：2Cl- 2e- = Cl2,阴极：4H+4e- = 2H2,阳极: 2Cl-2e- = Cl2,阴极：Cu2+2e=Cu,阳极: 2Cl- 2e- = Cl2,阴极：2H+2e- = H2,阳：4OH- 4e- = O2+2H2O,阴极：2Cu2+4e- = 2Cu,减小,增大,不变,稍微增大,增大,增大,减小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,溶质电解,练习：1、判断下列装置属于何种装置？写出有关的电极反应式以及总反

31、应的离子方程式。,2、写出下列装置中有关的电极反应式。,Cu,Fe,氯化铜,Cu,Cu,氯化铜,二、电解原理的应用,1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。,-氯碱工业,阴极： 阳极： 总反应：,2H+ + 2e- = H2,2Cl- -2e- = Cl2,阴极区pH增大，加酚酞阴极区变红!,请你帮助,有一个铁钥匙，要在表面镀上一层铜，请运用化学知识给与帮助。,（1）概念：,（2）电镀池形成条件, 镀件作阴极, 镀层金属作阳极, 含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液。,（3）电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,2、电镀,应用电解原理在某些金属表面镀上 一层其它金属或合金的过程。,使金属增

32、强抗腐蚀的能力， 增加美观和表面硬度。,阳极本身参加电极反应(失电子溶解),（4）电镀目的：,（1）粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,（ 2）粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯 铜为阴极， 以CuSO4溶液 为电解液进行电解。,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu,阳极泥: 比铜还不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,3、金属的电解精炼-电解精炼铜,特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解熔融氧化物或盐的方法制取。,石墨,Al,熔融的AL2O3,6O212e= 3O2,4Al3+ 12e=4Al,

33、加冰晶石（Na3AlF6）做助熔剂，降低Al2O3的熔点,4、电冶金,-电解法冶炼金属,化学能转变成电能的装置。,将电能转变成化学能的装置。,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。,活动性不同两电极 电解质溶液 形成闭合回路,两电极接直流电源 电极插入电解质溶液 形成闭合回路,镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子,负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等),阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属； 阴极：镀件,负极：氧化反应 正极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,原电池、电解池、

34、电镀池的比较：,典型例题1 下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ）,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸铜 A B C D,CD,B,不变,1.28g,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,典型例题2,向水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、 Cl、SO42-、NO3-，将该溶液倒入惰性材料作 电极的电解槽中，通电片刻。氧化产物与还原 产物的质量比为（ ） （A）35.5：108 （B）16：207 （C）8：1 （D）108：35.5,、,典型例题3,C,电解熔融氯化钠制钠,镀件,我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐

35、蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 根据调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。,不看不知道:,金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损 失比金属本身要大到无法估量。 腐蚀不仅造成经济损失，也常对安全构成威胁。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如

36、飞 机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生 裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起 着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大 环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生 产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏, 更会危及工作人员和附近居民的生命安全。,第四章 电化学基础,第四节 金属的电化学腐蚀与防护,面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？,（1）化学腐蚀：,金属单质失电子被氧化成阳离子的过程。,1、金属腐蚀含义：,金属或合金与周围接触到的气体或液体 发生氧化还原反应而损耗的现象。,2、金属腐蚀的本质：,3、金属腐蚀的类型：,一、金属的

37、腐蚀含义和类型,M ne-Mn+, 定义：,铁和氯气直接反应 钢管和原油中含硫化合物,金属腐蚀最主要是钢铁的腐蚀, 注意：,化学腐蚀是普通的氧化还原反应， 不是原电池反应，没有电流产生。,左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头 放在南极已差不多90年了，却很少生锈，你知道为什么吗?,反应条件-温度，对化学腐蚀的影响比较明显。, 生活中的化学腐蚀：,做饭用的铁锅日久天长越用越薄,炼钢倾倒钢水时钢花四溅,轧钢时火红的钢锭被氧化后层层脱落,不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。,在两支具支试管向酸洗后的铁钉分别加入食盐水 (a)和稀醋酸(b)

38、 ,几分钟后，打开止水夹，观察、 比较导管中水柱的变化（在水中滴加几滴红墨水）。,实验现象：,装置a中的导管中水柱上升(少)，装置b中的导管中水柱下降(多)。, 类别：,析氢腐蚀：,钢铁在潮湿空气中，当水膜酸性较强时，在正极得电子的是H+，产生H2,负极（Fe）： 正极（碳粒）： 总反应：,Fe 2e - = Fe2+,2H+ +2e - = H2,Fe +2H + = Fe2 + + H2,钢铁在潮湿空气中，水膜酸性较弱或中性，在正极得电子的是溶解的O2,吸氧腐蚀：,负极（Fe）： 正极（碳粒）： 总反应：,Fe 2e - = Fe2+,O2 + 2H2O +4e - = 4OH-,2Fe

39、+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2,（3）注意： 钢铁腐蚀生成的Fe(OH)2会发生如下变化：,4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 = Fe2O3 nH2O +(3-n)H2O,电化学腐蚀中， 以吸氧腐蚀为主 。, 钢铁的腐蚀既有化学腐蚀，又有电化学腐蚀，,以电化学腐蚀为主。, 钢铁的电化学腐蚀是原电池反应，铁和少 量碳组成许多微小的原电池，有电流产生。,Fe2O3nH2O是铁锈的主要成份。, 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,水膜呈酸性。,水膜呈弱酸性或中性。,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH