第4章氧化还原反应 ppt课件

1、4.1 氧化复原方程式的配平氧化复原方程式的配平4.3 氧化复原反响的方向和限制氧化复原反响的方向和限制4.6 电解及其运用电解及其运用4.7 金属的腐蚀与防腐金属的腐蚀与防腐4.2 电极电势电极电势4.4 电势图及其运用电势图及其运用4.5 适用电池适用电池1 +1 +3 +5 +7 432ClO ClO ClO ClO Cl1. 氧化数氧化数表示各元素在化合物中所处的化合形状。表示各元素在化合物中所处的化合形状。单质单质 H2O NaH Na2O2 、 H2O2、O2F2 、 OF2、 SO2v离子化合物，氧化数为元素原子的电荷数离子化合物，氧化数为元素原子的电荷数v共价化合物，氧化数为原

2、子的表观电荷数共价化合物，氧化数为原子的表观电荷数中性分子，各元素原子的氧化数的代数和为零中性分子，各元素原子的氧化数的代数和为零复杂离子中，各元素原子氧化数的代数和为离子的总电荷数复杂离子中，各元素原子氧化数的代数和为离子的总电荷数氧化数可为整数也可为分数或小数，氧化数可为整数也可为分数或小数，Fe3O4中中Fe的氧化数为的氧化数为38氯的氧化数氯的氧化数OH NO SO HNO S223 O2H4NO3SO 4HNO3S223 2. 配平方法配平方法配平原那么：氧化数升高与降低的总数相等配平原那么：氧化数升高与降低的总数相等 质量守恒定质量守恒定律律氧化复原方程式的配平氧化复原方程式的配平

3、一、氧化数法一、氧化数法OH SO Mn H SO MnO2242234 1 1将反响分解为两个半反响式，并配平将反响分解为两个半反响式，并配平2 2根据得失电子总数相等的原那么，合并两个半反响式根据得失电子总数相等的原那么，合并两个半反响式配平原那么：得失电子总数相等配平原那么：得失电子总数相等 质量守恒质量守恒 电荷守电荷守恒恒O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234 氧化复原方程式的配平氧化复原方程式的配平二、离子二、离子-电子法电子法4.2 电极电势电极电势原电池原电池电极电势的产生电极电势的产生电极电势的测定电极电势的测定影响电极电势的要素影响电极电势的要素电极电势的运用电

4、极电势的运用本节目录本节目录一、原电池一、原电池1. 原电池的组成原电池的组成 22ZnCu(s)CuZn(s) rGm(298.15K) = 212.55 kJmol1+ee将化学能直接转变为电能的安装将化学能直接转变为电能的安装构成原电池的三个条件构成原电池的三个条件:必需有自发进展的氧化复原反响必需有自发进展的氧化复原反响两个电极和电解质两个电极和电解质安装内构成电的通路安装内构成电的通路CuCuSO4ZnZnSO4电极电势电极电势原电池的电极反响式原电池的电极反响式互为逆反响互为逆反响电对用电对用“氧化型氧化型/复原型来表示。如：复原型来表示。如： “Zn2+/Zn、 “Cu2+/Cu

5、Cu2+ 2e Cu(s)ReOx氧化型氧化型+ ne 复复原型原型ReOx电池反响式：电池反响式：Cu(s) + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag(s)() 氧化反响：氧化反响：Cu(s) = Cu2+ + 2e (3)(+) 复原反响：复原反响：Ag+ + e = Ag(s) (4)铜铜银银原原电电池池() 氧化反响：氧化反响： Zn(s) = Zn2+ + 2e (1) (+) 复原反响：复原反响： Cu2+ + 2e = Cu(s) (2) 电池反响式：电池反响式：Zn(s) + Cu2+ = Zn2+ + Cu(s) 铜铜锌锌原原电电池池2. 原电池的电极反响式和符号原电池的电极反

6、响式和符号电极电势电极电势金属难溶盐电极如甘汞电极金属难溶盐电极如甘汞电极 Cl) s (ClHgHg(l)Pt22非金属离子电极非金属离子电极 ClClPt OHOPt22金属金属-金属离子电极金属离子电极CuCu ZnZ22 n 4232Sn ,SnPt Fe ,FePt同种金属不等电荷数离子电极同种金属不等电荷数离子电极)aq(Cl 22Hg(l) 2e(s)ClHg 22电极的种类电极的种类电极电势电极电势() Zn | Zn2+(c1) Cu2+(c2) | Cu(+)负极写在左边负极写在左边“| |表示相与相之间的界面表示相与相之间的界面“表示盐桥表示盐桥正极写在右边正极写在右边(

7、1)负极负极“在左边，正极在左边，正极“+在右边，盐桥在右边，盐桥“在溶液在溶液中。中。(2)两相界面用两相界面用“分开，同相不同物种用分开，同相不同物种用“,分开，溶液、分开，溶液、气体要注明气体要注明ci，pi。(3)必要时应加电极必要时应加电极(如如Pt、C)。原电池的符号原电池的符号电极电势电极电势例例 电池符号电池符号Sn2+ + 2Fe3+= Sn4+ + 2Fe2+)(Pt)(Fe),(Fe)(Sn),(SnPt)(2Fe2e 2Fe )(2e Sn Sn )(423324122342 ccccO8H5Cl2Mn16H10Cl2MnO2224 )(Pt)(Mn),(MnO),(H

8、)(Cl)(ClPt)(O4HMn5e8HMnO )(10e5Cl10Cl )(32244122242 ccccp例例 写出以下氧化复原反响构成的原电池符号和电极反响式写出以下氧化复原反响构成的原电池符号和电极反响式Sn2+ + 2Fe3+ = Sn4+ + 2Fe2+ O8H5Cl2Mn16H10Cl2MnO2224 电极电势电极电势-+-+M平衡电极电势平衡电极电势 平衡时平衡时M与与Mn+溶液之间的电势差。溶液之间的电势差。其数值取决于金属的本性，并与盐溶液的浓度、温度有关。其数值取决于金属的本性，并与盐溶液的浓度、温度有关。-+MM活泼活泼M不活泼不活泼-+溶解溶解 堆积堆积 堆积堆积

9、 溶解溶解M Mn+ + ne二、电极电势的产生二、电极电势的产生电极电势电极电势(g, 100kPa)v规定规范氢电极的电极电势值为零，即规定规范氢电极的电极电势值为零，即 (H+/H2) = 0 Vv 2H+ 2e H2Pt H2(100 kPa) H+(1 molL1)三、电极电势的测定三、电极电势的测定1. 规范氢电极规范氢电极(standard hydrogen electrode)电极电势电极电势2. 规范电极电势规范电极电势待测电极处于规范态所测得的电极电势，待测电极处于规范态所测得的电极电势， (Mn+/M)Cu()L(1molCu)L(1molH(100kPa)H)Pt(12

10、12 (+) Cu2+ + 2e Cu ) ( ) 2H+ + 2e H2总反应总反应: H2 + Cu2+ 2H+ + CuE = (Cu2+/Cu) (H+ /H2) (Cu2+/Cu)= E100kPa0.342 (Zn2+/Zn) = E电极电势电极电势 2.866F2 + 2e 2FF2/F 1.358Cl2 + 2e 2ClCl2/Cl 1.229O2 + 4H+ + 4e 2H2OO2/H2O 0.342Cu2+ + 2e CuCu2+/Cu02H+ + 2e 2H2H+/H2 0.762Zn2+ + 2e ZnZn2+/Zn 2.931K+ + e KK+/K 3.040Li+

11、 + e LiLi+/Li /V电极反响电极反响电对电对复原型物质复原才干越强复原型物质复原才干越强氧化型物质氧化才干越弱氧化型物质氧化才干越弱电电对对中中常用电对的规范电极电势常用电对的规范电极电势(298.15K)电极电势电极电势例 判别氧化性复原性强弱例例 请问以下三个电对，在规范条件下哪个是最强的氧化剂，请问以下三个电对，在规范条件下哪个是最强的氧化剂，哪个是最强的复原剂哪个是最强的复原剂?V066. 1)/BrBr( V,5355. 0)/II ( V,507. 1)/MnMnO(2224 EEE 解：解：是是最最强强还还原原剂剂是是最最强强氧氧化化剂剂， IMnO)/II ()/B

12、rBr()/MnMnO(42224EEEv非规范态、非水溶液不能用非规范态、非水溶液不能用E比较物质氧化复原才干比较物质氧化复原才干v电极电势与电极反响式写法无关电极电势与电极反响式写法无关留留意意甘汞电极甘汞电极)(Cl(s)ClHg(l) HgPt22c )aq(Cl 22Hg(l) 2e(s)ClHg 22 V 268. 0/Hg)Cl(HgLmol 0 . 1)Cl(221 EcV 2415. 0/Hg)Cl(Hg ) KCl (Lmol 2.8)Cl(221 饱饱和和溶溶液液Ec规范甘汞电极规范甘汞电极饱和甘汞电极饱和甘汞电极电极电势电极电势化学能全部转化为电功，那么等温、等压条件下

13、：化学能全部转化为电功，那么等温、等压条件下：J/mol电子转移总数电子转移总数V法拉第常数法拉第常数96485 C/molzFEG mr规范态下规范态下Walter Nernst (18641941)v德国杰出的物理学家、物理化学家和化学史家德国杰出的物理学家、物理化学家和化学史家v曾获曾获1920年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖v(1)发明能斯特灯发明能斯特灯v(2)建议用铂氢电极为零电位电势建议用铂氢电极为零电位电势v(3)得出电极电势与溶液浓度的关系式，即得出电极电势与溶液浓度的关系式，即Nernst方方程程 rGm = Wmax= EQ = zFE四、影响电极电势的要素四、影响电极电势的

14、要素电极电势电极电势例计算G例例 计算由规范氢电极和规范镉电极组成原电池反响的规范计算由规范氢电极和规范镉电极组成原电池反响的规范吉布斯自在能变。吉布斯自在能变。原电池符号原电池符号)(Pt)(100kPaH)L(1molH)L(1molCd)Cd(2112 电池反响电池反响22HCd2HCd(s) 解：解： E(Cd2+/Cd) = 0.4030 V E(H+/H2) = 0 VE = E(+) E() = 0 ( 0.4030)V = 0.4030V fGm = zFE = 2 96485 Cmol1 0.4030V = 77770 Jmol1 = 77.77 kJmol1电极电势电极电势

15、Nernst方程方程E = E + lnRTzF氧化型氧化型m复原型复原型n当当R = 8.314 J K1 mol1, F = 96485 J V1mol1, T = 298.15 K时时, 电极反响通式电极反响通式 m 氧化型氧化型 + ze = n 复复原型原型E = E + lg0.0592z氧化型氧化型m复原型复原型nv气体用相对分压表示；溶液用相对浓度表示气体用相对分压表示；溶液用相对浓度表示v纯固体或纯液体物质不写入纯固体或纯液体物质不写入v电极反响中电对以外物质也应写入，但溶剂电极反响中电对以外物质也应写入，但溶剂(如如H2O)不写入不写入Cr2O72 +14 H+ + 6e

16、2Cr3+ + 7H2OO4HMn 5e8HMnO224 电子转移数电子转移数法拉第常数法拉第常数Nernst方方程程电极电势电极电势例例 求求298.15K时，时，E(Co3+/Co2+)(1) c(Co2+) = 1.0molL-1, c(Co3+) = 0.1molL1 (2) c(Co2+) = 0.01molL1, c(Co3+) = 1.0 molL1解：解：V8 . 1)/CoCo( CoeCo2323 E比值越大比值越大, , 电极电势值越大电极电势值越大比值越小比值越小, , 电极电势值越小电极电势值越小氧化氧化型型m复原复原型型n(2)01. 00 . 1lg 0592.

17、080. 1 )/c(Co)/c(Colg10592. 0)/Co(Co)/CoCo(232323 ccEE(1)0 . 11 . 0lg 0592. 080. 1 )/c(Co)/c(Colg10592. 0)/Co(Co)/CoCo(232323 ccEE= 1.74V= 1.92V1. 浓度对电极电势的影响浓度对电极电势的影响电极电势电极电势例计算浓度20592. 0)(Cu )(Zn 22 ccE = E lg例例 实验测得铜锌原电池的电动势为实验测得铜锌原电池的电动势为1.06 V ，并知，并知 c(Cu2+) = 0.020 molL1，问该电池中，问该电池中c(Zn2+)的浓度是

18、多少的浓度是多少?解解:电池反响电池反响 Cu2+Zn(s) = Cu(s) + Zn2+ Cu2+2e = Cu(s) E(Cu2+/Cu) = 0.3419VZn(s) = Zn2+ + 2e E(Zn2+/Zn) =0.7618VE = E(+) E () = 1.1037 Vc(Zn2+) = 0.045molL1)/c(Culg20592. 0Cu) /(Cu)Cu /Cu()/c(Znlg20592. 0Zn) /(Zn)Zn /Zn(222222 cEEcEE20592. 0020. 0 )(Zn 2 c1.06 = 1.1037 lg电极电势电极电势0 . 1)100 . 1(

19、0 . 1lg50592. 0507. 1 / )(Mn/ )H(/ )MnO(lg50592. 0)/MnMnO()/MnMnO(852842424 ccccccEE例例 当当c(OH) = 0.10 molL1，p(O2)=100 kPa时时, 计算氧计算氧电极的电极电势。电极的电极电势。O2(g) + 2H2O + 4e = 4OH E(O2/OH) = 0.401V解：解： = 0.46V E(O2/OH) = E(O2/OH) lg40592. 04)100. 0()100/100(例例 c(H+) = 1.0105 molL1时，求电对时，求电对E(MnO4/Mn2+) 的电极电势

20、的电极电势(其它条件都处于规范态，其它条件都处于规范态，T = 298.15K)解：解：= 1.304 VV 507. 1)/MnMnO( O4HMn5e8HMnO24224 E电极电势随溶液酸度的降低而减小电极电势随溶液酸度的降低而减小2. 酸度对电极电势的影响酸度对电极电势的影响电极电势电极电势 例 298K时, E(Ag+/Ag) = 0.7996V, Ksp(AgCl) = 1.561010, 现向AgNO3溶液中参与NaCl, 生成AgCl沉淀, 到达平衡时, 溶液中 c(Cl) = 1molL1, 计算E(Ag+/Ag) 。解解:E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) + lg

21、 c(Ag+)10592. 0= 0.7996 + lg(1.561010)10592. 0= 0.2210V由于由于c(Cl) = 1.0 molL1E(Ag+/Ag) = E(AgCl/Ag)电极反响电极反响: AgCl + e Cl + Ag氧化型物质生成沉淀，电极电势降低，氧化型物质生成沉淀，电极电势降低，复原型物质生成沉淀，电极电势升高。复原型物质生成沉淀，电极电势升高。c(Ag+) = Ksp (AgCl)/c(Cl) = 1.56 1010 molL1 3. 沉淀对电极电势的影响沉淀对电极电势的影响电极电势电极电势计算计算E(AgCl / Ag)AgCl(s) + e = Ag(

22、s) + Cl E(AgCl/Ag) E(AgCl/ Ag) = E (Ag+/ Ag) = 0.22V例例 假设假设Ag+/Ag与与AgCl/Ag组成原电池，在此体系中参与组成原电池，在此体系中参与NaCl溶液至溶液中溶液至溶液中 c(Cl) = 1molL1，计算，计算E(AgCl / Ag) 。Ag+ + e = Ag(s) E(Ag+/Ag) 原电池反响达平衡时：原电池反响达平衡时： E (Ag+/ Ag) = E (AgCl / Ag) E(Ag+/Ag) + lg c(Ag+)10592. 0同样方法算出：同样方法算出：解解: Ag+ + e = Ag + 0.7991 AgCl(

23、s) + e = Ag + Cl + 0.223AgBr(s) + e = Ag + Br + 0.071 AgI (s) + e = Ag + I 0.125减减小小减减 小小降降 低低Ksp c(Ag+) E / V = E(AgCl/Ag) + lg 10592. 0)Cl(1 c电极电势电极电势例：例：E(H+/ H2) = 0 V，求，求E(HAc/ H2)= 1.8105 molL1E (H+/ H2) = E(HAc/ H2)H+的氧化才干的氧化才干减弱减弱氧化型物质生成弱电解质或配离子，电极电势降低，氧化型物质生成弱电解质或配离子，电极电势降低，复原型物质生成弱电解质或配离子，

24、电极电势升高。复原型物质生成弱电解质或配离子，电极电势升高。2a)/()Ac(/ )HAc()HAc()H(ccccKc 5525222210/10)108 . 1(lg20.05920 / )H(/ )H(lg20.0592)H /(H )H /(H ppccEE= 0.28V电极反响电极反响 2H+ + 2e = H2 假设体系中参与假设体系中参与NaAc，生成弱酸，生成弱酸HAc当当p(H2 ) = 100 kPa，c(HAc) = c(Ac) = 1 molL1时，时，4. 生成弱电解质或稳定的配离子生成弱电解质或稳定的配离子电极电势电极电势例例 根据氧化复原反响根据氧化复原反响Cu

25、+ Cl2 Cu + Cl2 Cu2+ + 2Cl Cu2+ + 2Cl组成原电组成原电池。池。知知p(Cl2 ) = 100 kPap(Cl2 ) = 100 kPa，c(Cu2+) = 0.1 molLc(Cu2+) = 0.1 molL1 1，c(Clc(Cl) = 0.10 molL) = 0.10 molL1 1。计算原电池的电动势并写出。计算原电池的电动势并写出原电池符号。原电池符号。E(Cu2+/Cu)= 0.34V，E(Cl2/Cl)= 1.36VE = E(+) E() = (1.42 0.31)V = 1.01V)Pt( kPa), (100Cl)Lmol (0.1Cl)L

26、mol (0.1CuCu)(2112 原电池中原电池中E(+) E()，电动势，电动势E = E(+) E()1. 1. 判别原电池的正负极，计算原电池的电动势判别原电池的正负极，计算原电池的电动势V31. 0)Cu(lg20.0592Cu) /(Cu Cu) /(Cu 222 ccEEV42. 1/ )(Cl) /Cl(lg20.0592)Cl /(Cl )Cl /(Cl 222 ccpcEE五、电极电势的运用五、电极电势的运用电极电势电极电势计算计算Ksp例例 知：知：E(PbSO4/Pb) = 0.356V，E(Pb2+/Pb) = 0.126V,求求Ksp(PbSO4)。 E(PbSO

27、4/Pb) = E(Pb2+/Pb) + lg c(Pb2+)20592. 0解法解法1规范态下规范态下c(SO42) = 1.0 molL1 2. 计算解离平衡常数、溶度积常数、稳定常数计算解离平衡常数、溶度积常数、稳定常数Ksp (PbSO4) = 1.7108 E(PbSO4/Pb) = E(Pb2+/Pb) + lg Ksp(PbSO4)20592. 0= E(Pb2+/Pb) + lg20592. 0)SO()PbSO(244sp cK解法解法2 设计原电池设计原电池(+) Pb2+ + 2e = Pb， E(Pb2+/Pb) = 0.126V() Pb(s) + SO42 2e =

28、 PbSO4(s)，E(PbSO4/Pb) = 0.356V电池反响：电池反响：Pb2+ + SO42 = PbSO4)PbSO(14spKK KEEEKRTzFEGlg20592. 0 lg303. 2)()(mr 电极电势电极电势求求Ka例例 知：知：E(HCN/H2) = 0.545V，求，求Ka (HCN)。 ppccEE/ )H(/ )H(lg20592. 0 )/H(H )(HCN/H2222 (HCN)(H(HCN)(CN)(H(HCN) ,CNHHCNaaKccccK 规范态下规范态下c(HCN) = c(CN) = 1 molL1，p(H2) = 100 kPa解法解法12a

29、2(HCN)lg20592. 0 0 )(HCN/HKE Ka = 6.171010解法解法2 设计原电池设计原电池() H2 + 2CN2e = 2HCN，E(HCN/H+) = 0.545V (+) 2H+ + 2e = H2， E(H+/H2) = 0V电池反响电池反响 2H+ + 2CN= 2HCN2a)HCN(1KK KEEEKRTzFEGlg20592. 0 lg303. 2)()(mr 电极电势电极电势氧化复原反响的规律：氧化复原反响的规律：强氧化剂强氧化剂 + 强复原剂强复原剂 弱复原剂弱复原剂 + 弱氧化剂弱氧化剂 rGm E() 自发进展自发进展 rGm = 0，即，即E

30、= 0 时，时，E(+) = E() 平衡形状平衡形状 rGm 0，即，即E0 时，时，E(+) E() 非自发进非自发进展展KzEEEKRTzFEGlg0592. 0 lg303. 2)()(mr 二、氧化复原反响的限制二、氧化复原反响的限制E值越大，值越大，K值越大，正反响进展得越完全。值越大，正反响进展得越完全。氧化复原反响的氧化复原反响的K只与只与E有关，而与溶液浓度无关有关，而与溶液浓度无关氧化复原反响中转移电子数氧化复原反响中转移电子数氧化复原反响的方向和限制氧化复原反响的方向和限制一、氧化复原反响的方向一、氧化复原反响的方向判别自发进展的方向判别自发进展的方向例例 判别以下氧化复

31、原反响自发进展的方向判别以下氧化复原反响自发进展的方向Sn + Pb2+(1molL1) = Sn2+(1molL1) + Pb(2) Sn + Pb2+(0.1molL1) = Sn2+(1molL1) + Pb例例 判别以下氧化复原反响自发进展的方向。判别以下氧化复原反响自发进展的方向。2H+(1.0 molL1) + 2Ag + 2I(0.5 molL1) = 2AgI + H2(100 kPa)解解: E(H+/H2 ) = 0 V, E(Ag+/Ag) = 0.799 V = 0.018V E() 反响能自发进展反响能自发进展 E(Sn2+/Sn) = 0.V，E(Pb2+/Pb)

32、= 0.126V解解:(1) E(Pb2+/Pb)E(Sn2+/Sn) (2) E (Pb2+/Pb) E(Fe2+/Fe), 可以发生以下反响：可以发生以下反响：Fe + 2Fe3+ 3Fe2+ 解释元素的氧化复原特性解释元素的氧化复原特性电势图及其运用电势图及其运用化学电源化学电源锌锰干电池锌锰干电池锌汞电池锌汞电池适用电池适用电池镍镉充电电池镍镉充电电池适用电池适用电池蓄电池锂电池锂电池铅蓄电池铅蓄电池适用电池适用电池燃料电池燃料电池适用电池适用电池交通运输德国海军燃料电池潜艇德国海军燃料电池潜艇 中国奥运会燃料电池客车中国奥运会燃料电池客车 适用电池适用电池知识回想知识回想原电池原电池

33、电极名称电极名称负极负极( )正极正极(+)电极反应电极反应氧化反应氧化反应 还原反应还原反应反应自发性反应自发性可自发进行可自发进行装置作用装置作用化学能转变为电能化学能转变为电能Zn(s) = Zn2+ + 2e() 氧化反响氧化反响Cu2+ + 2e = Cu(s)(+) 复原反响复原反响Zn(s) + Cu2+ Zn2+ + Cu(s) ZnSO4CuSO4() Zn(+) CuCuCl2 Cu(s) + Cl2(g)?电解及其运用电解及其运用原电池和电解池的区别原电池和电解池的区别电电解解氯氯化化铜铜实实验验电解及其运用电解及其运用微观模拟微观模拟电解及其运用电解及其运用原电池和电解

34、池的区别原电池和电解池的区别原电池原电池电解池电解池电极名称电极名称负极负极( )正极正极(+)电极反应电极反应氧化反应氧化反应还原反应还原反应反应自发性反应自发性可自发进行可自发进行装置作用装置作用化学能转化为电能化学能转化为电能阳极阳极(anode) 阴极阴极(cathode)氧化反响氧化反响复原反响复原反响在外电压作用下才干进展在外电压作用下才干进展电能转变为化学能电能转变为化学能电解及其运用电解及其运用4.6 电解及其运用电解及其运用电解池的组成和电极反响电解池的组成和电极反响分解电压分解电压电解产物的普通规律电解产物的普通规律电解的运用电解的运用本节目录本节目录一、电解池的组成和电极

35、反响一、电解池的组成和电极反响电解池电解池将电能转变为化学能，进展氧化复原反响的安装。将电能转变为化学能，进展氧化复原反响的安装。电解电解使电流经过电解质溶液或熔融电解质而引起的使电流经过电解质溶液或熔融电解质而引起的氧化复原反响过程。氧化复原反响过程。(1)外加直流电源外加直流电源(2)两个电极两个电极(3)电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质(4)构成闭合回路构成闭合回路阴极阴极(复原反响复原反响): Cu2+ + 2e Cu(s)阳极阳极(氧化反响氧化反响): 2Cl Cl2(g) + 2e电解反响电解反响: CuCl2 Cu(s) + Cl2(g)v电极反响电极反响v电解池的组

36、成：两个电极电解池的组成：两个电极+电解液电解液电解及其运用电解及其运用构成电构成电解池的解池的条件条件当电解池中有一定量电流经过时当电解池中有一定量电流经过时, 电极的平衡形状被破坏电极的平衡形状被破坏, 电极电极电势偏离平衡电势电势偏离平衡电势, 产生产生“超电势。超电势。V分分解解VI电流电流 -电压曲线电压曲线二、分解电压二、分解电压电解反响电解反响: 2HCl H2(g) + Cl2(g) 阴极阴极: 2H+ + 2e H2(g) 阳极阳极: 2Cl Cl2(g) + 2e()Pt|H2(p1)|HCl(c)|Cl2 (p2)|Pt(+)/ )Cl(/ )H()Cl()H(ln222

37、22ppppccFRTEE 实际分解电压实际分解电压: 电池的平衡电动势电池的平衡电动势, 可根据可根据Nernst方程求得。方程求得。分解电压分解电压:使电解质在两电极上继续不断地进展分解所需的使电解质在两电极上继续不断地进展分解所需的最小外加电压。最小外加电压。电解及其运用电解及其运用电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠2NaCl 2Na(l) + Cl2(g)氧化反响氧化反响复原反响复原反响熔融熔融NaCl铁阴极铁阴极铁阴极铁阴极碳阳极碳阳极电解及其运用电解及其运用电解氯化钠溶液电解氯化钠溶液2NaCl(aq) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + Cl2(g) + H2(g)汞阴极汞阴极

38、钠汞齐钠汞齐浓浓NaCl溶液溶液稀稀NaCl溶液溶液NaOH溶液溶液石墨阳极石墨阳极Cl2H2石墨碎片石墨碎片H2O电解及其运用电解及其运用电解氯化钠溶液电解氯化钠溶液2NaCl(aq) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + Cl2(g) + H2(g)阳离子交换膜阳离子交换膜NaOH溶液溶液H2O浓浓NaCl溶液溶液稀稀NaCl溶液溶液阳极阳极阴极阴极电解及其运用电解及其运用在水溶液中阴极上能够发生的反响通常有在水溶液中阴极上能够发生的反响通常有:金属离子的堆积金属离子的堆积, 如如Cu2+ + 2e Cu高价离子复原成低价离子高价离子复原成低价离子, 如如Fe3+ + e Fe2+氢

39、离子或水复原成氢气氢离子或水复原成氢气, 2H+ + 2e H2非金属单量变负离子非金属单量变负离子, 如如Cl2 + 2e 2Cl三、电解产物的普通规律三、电解产物的普通规律E(电解电解) = (阳极阳极)(阴极阴极) 阴极上优先发生电极电势高的复原反响阴极上优先发生电极电势高的复原反响阴极：得电子被复原阴极：得电子被复原 Al之后的金属离子之后的金属离子 H+ Al和和Al之前的金属离子之前的金属离子电解及其运用电解及其运用在水溶液中阳极上能够发生的反响通常有在水溶液中阳极上能够发生的反响通常有:金属的溶解金属的溶解, 如如Cu Cu2+ + 2e 低价离子氧化成高价离子低价离子氧化成高价

40、离子, 如如Fe2+ Fe3+ + e 氢氧离子或水氧化成氧气氢氧离子或水氧化成氧气, 4OH O2 + 2H2O + 4e 非金属离子变为单质非金属离子变为单质, 如如2Cl Cl2 + 2e三、电解产物的普通规律三、电解产物的普通规律E(电解电解) = (阳极阳极)(阴极阴极) 阳极上优先发生电极电势低的氧化反响阳极上优先发生电极电势低的氧化反响 阳极：失电子被氧化先看电极资料阳极：失电子被氧化先看电极资料非惰性电极资料，如金属资料失去电子而溶解；非惰性电极资料，如金属资料失去电子而溶解；惰性电极资料，惰性电极资料，S2, I, Br, Cl OH (NO3, SO42)电解及其运用电解及

41、其运用例例 请写出请写出K2SO4溶液电解反响时的电极反响。溶液电解反响时的电极反响。阴极阴极: 4H+ + 4e 2H2(g)阳极阳极: 2H2O O2(g) + 4H+ + 4e电解反响电解反响: 2H2O 2H2(g) + O2(g)阴极阴极: 4H2O + 4e 2H2(g) + 4OH阳极阳极: 4OH O2 + 2H2O + 4e 电解反响电解反响: 2H2O 2H2(g) + O2(g)电解及其运用电解及其运用精炼铜精炼铜四、电解的运用四、电解的运用纯铜纯铜阴极阴极粗铜粗铜阳极阳极阳极泥阳极泥Zn Fe Ni Cu Ag Au 电解及其运用电解及其运用电镀电镀 (electrop

42、late)是在某些金属外表镀上其他金属的过程，是在某些金属外表镀上其他金属的过程，可提高金属的耐蚀性、耐磨性、装饰性、强度或硬度等。可提高金属的耐蚀性、耐磨性、装饰性、强度或硬度等。工件为阴极，镀层金属为阳极，含有阳极金属离子的溶液为工件为阴极，镀层金属为阳极，含有阳极金属离子的溶液为电解液。电解液。电镀电镀全自动电镀消费线全自动电镀消费线镀镀件件CuSO4Cu电解及其运用电解及其运用v电抛光电抛光(electrolytic polishing)是专门用于提高工件外表是专门用于提高工件外表光洁度的一种电加工方法。光洁度的一种电加工方法。v电抛光时，被抛光的工件作阳极，常用铅、石墨作阴极电抛光时，被抛光的工件作阳极，常用铅、石墨作阴极电抛光电抛光(a)抛光前抛光前 (b)抛光后抛光后电抛光表示图电抛光表示图电解及其运用电解及其运用金属外表与周围介质发生化学或电化学作用引起的破坏，金属外表与周围介质发生化学或电化学作用引起的破坏，称为称为退役的半潜船退役的半潜船上了锈的金属上了锈的金属金属的腐蚀与防腐金属的腐蚀与防腐金属的腐蚀金