知識(shí)資料基礎(chǔ)化學(xué)(八)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)六、電極電位的應(yīng)用（一）判斷氧化劑或還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱電極電位代數(shù)值越大，表示電對(duì)中氧化態(tài)物質(zhì)越易得到電子，其氧化性越強(qiáng)。反之，電極電位代數(shù)值越小，表示電對(duì)中還原態(tài)物質(zhì)越易失去電子，其還原性越強(qiáng)。例如，已知：（二）判斷氧化還原反應(yīng)舉行的方向氧化還原反應(yīng)舉行的方向應(yīng)是電極電位代數(shù)值最大的電對(duì)中氧化態(tài)物質(zhì)作為氧化刑，氧化電極電位較小的電對(duì)中的還原態(tài)物質(zhì)。即：強(qiáng)氧化劑＋強(qiáng)還原劑→弱還原劑十弱氧化劑（三）計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)及氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)1．計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)E電池＝E（+）一E（一）因?yàn)閷?shí)際上電池的電動(dòng)勢(shì)總是大于零的，若按照計(jì)算E（+）<E（一）,說明設(shè)定的正負(fù)極應(yīng)該反過來(lái)。2．計(jì)算氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)氧化還原反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，電池電動(dòng)勢(shì)為零，E（+）＝E（一）七、電解一個(gè)不能自發(fā)舉行的氧化還原反應(yīng)，可通過外加直流電，強(qiáng)制該反應(yīng)舉行，這個(gè)過程叫電解。電解的實(shí)質(zhì)是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。完成電解的裝置叫電解池。在電解池中，與直流電源負(fù)極相連的電極稱為陰極，與直流電源正極相連的電極叫陽(yáng)極。電解時(shí)。陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)。例如，以石墨作電極材料，決定電解產(chǎn)物的普通邏輯1．電解總的邏輯是：（1）電解時(shí)，電解池中正離子向陰極移動(dòng)，負(fù)離子向陽(yáng)極移動(dòng)；（2）在陰極附近的電解質(zhì)中，實(shí)際電極電位最高的電對(duì)中的氧化態(tài)物質(zhì)，最易得到電子，通常首先在陰極放電，得到電子而被還原。在陽(yáng)極附近的電解物質(zhì)中，實(shí)際電極電位最低的電對(duì)中的還原態(tài)物質(zhì)最易失去電子，通常首先在陽(yáng)極放電，失去電子而被氧化；（3）電解液為水溶液時(shí)，必須考慮水溶液中H＋和OH－的放電。同時(shí)也應(yīng)考慮到過電位對(duì)實(shí)際放電電位的影響。因?yàn)镺2和H2的電化學(xué)極化作用產(chǎn)生過電位，使電極電位更負(fù)，電極電位更正，妨礙了H＋和OH－在陰極和陽(yáng)極放電析出。而對(duì)于金屬離子在電極上放電析出，過電位影響很小，可忽略不計(jì)。2．電解產(chǎn)物的決定（1）陽(yáng)極產(chǎn)物的析出次序①若用金屬包括Cu、Ag等作陽(yáng)極材料，在電解時(shí)，陽(yáng)極上首先發(fā)生的是作為陽(yáng)極板的金屬失去電子，變成金屬離子進(jìn)人溶液，這一過程稱為陽(yáng)極溶解。Pt、Au是惰性金屬普通不發(fā)生陽(yáng)極溶解。②若陽(yáng)極用惰性電極（Pt，石墨）等作電極板，溶液中容易負(fù)離子（如I一、Br一、Cl一等）將先于OH一離子，在陽(yáng)極上失去電子形成單質(zhì)析出。③若溶液中惟獨(dú)含氧酸根離子（如等），則水溶液中OH一離子將在陽(yáng)極放電，析出O2，而含氧酸根不易氧化，不在陽(yáng)極放電。（2）陰極產(chǎn)物析出的次序①在陰極，導(dǎo)電電極材料不參加反應(yīng)，因此，首先是電極電位代數(shù)值較大的金屬離子如等得到電子、形成單質(zhì)。②若溶液中惟獨(dú)電極電位代數(shù)值小的活潑金屬離子如等，則水溶液中H＋離子可能優(yōu)先得到電子而析出氫氣。但要考慮相應(yīng)離子與H＋離子的實(shí)際濃度及H＋在電極上放電的過電位，通過能斯特方程詳細(xì)計(jì)算，才干決定。八、金屬腐蝕與防護(hù)（一）金屬的電化學(xué)腐蝕金屬腐蝕有多種緣故和不同的特征，其中最為普遍也是最具重要性的是電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，形成與原電池原理相同的腐蝕電池，自發(fā)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而使金屬材料或制品變質(zhì)損壞受到腐蝕，這種腐蝕即稱為電化學(xué)腐蝕。因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕無(wú)處不在，時(shí)時(shí)都在發(fā)生，難以根本杜絕，危害甚大，因此它是研究金屬腐蝕與防護(hù)的首要方向。腐蝕電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的極為陽(yáng)極（對(duì)應(yīng)原電池的負(fù)極），發(fā)生還原反應(yīng)的極為陰極（對(duì)應(yīng)原電池的正極）。（二）電化學(xué)腐蝕的主要類型1.析氫腐蝕鋼鐵制品在酸性較強(qiáng)的環(huán)境中，易發(fā)生析氫腐蝕，其反應(yīng)如下：2．吸氧腐蝕鋼鐵制品在酸性不強(qiáng)，近中性的環(huán)境中。普通發(fā)生吸氧腐蝕。其反應(yīng)如下，陽(yáng)極（Fe）陰極（FeC3）總反應(yīng)：Fe（OH）2進(jìn)一步被空氣中的O2氧化成Fe（OH）3，部分脫水后變成Fe2O3（鐵銹）。這類腐蝕過程中有O2參加，需從空氣中吸人氧氣作為氧化劑，故稱吸氧腐蝕。3．差異充氣腐蝕（濃差腐蝕）差異充氣腐蝕是吸氧腐蝕的一種，它是因?yàn)樵阡撹F表面O2分布不勻稱引起的吸氧腐蝕。O2濃度?。∣2分壓低）處，電極電位比較低，作為腐蝕電池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，而O2濃度大處作為腐蝕電池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)式如下：同樣Fe（OH）2進(jìn)一步被氧化成Fe（OH）3，并進(jìn)一步脫水變成Fe2O3。例如埋在土中的鋼鐵部件，常發(fā)生差異充氣腐蝕。其腐蝕部位在非裸露空氣處，鐵銹則在裸露空氣處堆積（OH一多處）。在常溫下，鋼鐵腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，在電化學(xué)腐蝕中，通常以吸氧腐蝕為主。（三）金屬腐蝕的防護(hù)1．改善金屬的性質(zhì)組成合金，如含鉻不銹鋼。2．在金屬表面形成保護(hù)層①在金屬表面舉行電鍍、熱涂，籠罩一層繳密的較穩(wěn)定的金屬保護(hù)層如Ni、Cr、Cu等。②對(duì)金屬表面舉行磷化鈍化處理，形成耐腐蝕層，如磷化成磷酸鹽致密保護(hù)膜。③在金屬表面涂漆或鍍高分子膜。3．應(yīng)用緩蝕劑法、在腐蝕介質(zhì)中加人緩蝕劑，以防止或顯著延緩腐蝕，緩蝕劑有等。4．電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法是應(yīng)用電化學(xué)原理達(dá)到或減緩腐蝕、保護(hù)金屬的目的。常用陰極保護(hù)法，它又可分為犧牲陽(yáng)極法和外加電流陰極保護(hù)法。①犧牲陽(yáng)極法借助外加陽(yáng)極（較活潑金屬如Zn等），人為組成腐蝕電池，讓外加陽(yáng)極在電化學(xué)腐蝕中被腐蝕掉用以保護(hù)作為陰極的金屬。例如，在海洋中行駛的輪船，通常把Zn板嵌在外甲板上，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕的是作為陽(yáng)極的鋅板，而使鐵甲被保護(hù)下來(lái)，這里用的Zn板即作為“犧牲陽(yáng)極”。②外加電流陰極保護(hù)法將需保護(hù)的金屬構(gòu)件（如輸油管道、輸氣管道等），與外電源負(fù)極相連，不斷外加一定電壓的直流電，使其保持為陰極，而另用一些廢鐵作為陽(yáng)極，這樣發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕的總是廢鐵組成的陽(yáng)極，而使作為陰極的金屬制件得到保護(hù)，這種主意即稱為外加電流陰極保護(hù)法。例：1.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：3Cl2＋6NaOH＝NaClO3＋5NaCl＋3H2O，下列評(píng)述中，對(duì)C12在該反應(yīng)中所起的作用的準(zhǔn)確評(píng)述是（A）。A.Cl2既是氧化劑，又是還原劑；B.Cl2是氧化劑，不是還原劑C.Cl2是還原劑，不是氧化劑；D.Cl2既不是氧化劑，又不是還原劑Cl2既有化合價(jià)升高的，又有化合價(jià)降低的。2.有一原電池：則該原電池的電池反應(yīng)是（B）。負(fù)極反應(yīng)：Fe2＋－e＝Fe3＋正極反應(yīng)：Ce4＋＋e＝Ce3＋總的電池反應(yīng)為：3.電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為+1.51V，則當(dāng)pH＝1.0時(shí)，其余物質(zhì)濃度均為1.0mol／dm3時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為（C）。A．+1.561V；B．+1.507VC．+1.42V；D