第七章氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)

第7章氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)第一節(jié)基本概念第二節(jié)電解質(zhì)溶液第三節(jié)原電池第四節(jié)電極電勢與電動勢第五節(jié)電極電勢的應(yīng)用無電子得失：

有電子得失：酸堿反應(yīng)沉淀反應(yīng)配合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)：電化學(xué)是研究電現(xiàn)象與化學(xué)現(xiàn)象之間關(guān)系以及電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門學(xué)科化學(xué)能

?電能原電池電解池第一節(jié)基本概念一.氧化數(shù)二.氧化劑和還原劑三.氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)配平的原則：（1）質(zhì)量守恒方程式兩邊各種元素的原子數(shù)目相等； （2）電荷守恒氧化劑得電子數(shù)必須等于還原劑失電子數(shù)（3）不能引入其它氧化還原電對在水溶液中進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可利用H+、OH-和H2O來配平氫、氧原子數(shù)。一般在酸性溶液中用H+和H2O；在堿性溶液中用OH-和H2O；在中性溶液中H+、OH-和H2O都可以。1.氧化數(shù)法

2.離子——電子對法(1)氧化還原反應(yīng)式——離子反應(yīng)

Fe+H2O+O2=Fe2++OH-(2)將氧化與還原反應(yīng)分開——半反應(yīng)：陰極還原：O2+H2O=OH-陽極氧化：Fe=2Fe2+(3)配平半反應(yīng)——使半反應(yīng)兩邊原子數(shù)和電荷數(shù)相等陰極還原：O2+2H2O+4e=4OH-陽極氧化：2Fe=2Fe2++4e(4)保證兩半反應(yīng)電子得失相等，半反應(yīng)相加即可

2Fe+2H2O+O2=2Fe2++4OH-CrI3+Cl2+KOH→K2CrO4+KIO3+KCl+H2O氧化：

Cr3++8OH-

→CrO42-+4H2O+3e

3I-+18OH-

→3IO3-+9H2O+3×6e陽極：2×(CrI3+26OH-

→3IO3-+CrO42-+13H2O+21e)陰極:

21Cl2+42e→42Cl-+6+3-1+52CrI3+21Cl2+52KOH=2K2CrO4+6KIO3+42KCl+26H2O還原：Cl2+2e→2Cl-第二節(jié)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液的區(qū)別非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性一.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理

1.導(dǎo)體的分類兩類導(dǎo)體的比較A.自由電子作定向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.溫度升高，電阻升高D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)第一類導(dǎo)體（電子導(dǎo)體)如金屬、石墨等A.正、負(fù)離子定向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中一般有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.溫度升高，電阻下降D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān)第二類導(dǎo)體（離子導(dǎo)體)如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體混合導(dǎo)體2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理

正極:2Cl-=Cl2(g)+2e

負(fù)極:2H++2e=H2(g)

2Cl-+2H+=H2(g)+Cl2(g)←H+Cl－→原電池二.電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)

1.電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率、極限摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率κ:S·m－1導(dǎo)電粒子數(shù)：6.023×10232.濃度對λm的影響κcHAcHNO3KClHAcNaAcNaClHClλm離子獨立運動定律三.電導(dǎo)的測定與應(yīng)用第三節(jié)原電池一.原電池及其表示方法氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移

Zn(s)+2HCl=ZnCl2+H2↑e還原劑氧化劑原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。電池符號：(-)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+)電池反應(yīng)：鋅，氧化反應(yīng)，陽極銅，還原反應(yīng)，陰極ieCu正極Zn負(fù)極ZnSO4溶液CuSO4溶液KCl鹽橋丹尼爾電池電子流出的電極--負(fù)極。電子流入的電極--正極。符號為：氧化態(tài)/還原態(tài)Zn2+/Zn、Fe3+/Fe2+、H+/H2、AgCl/Ag、CrO42-/Cr3+、PbO2/Pb電池符號：①氫鋅電池：(－)Zn|Zn2+(c1)||H+(c2)|H2(p)，Pt(+)②(-)Pt|Sn2+,Sn4+||Fe3+,Fe2+|Pt(+)③(-)Zn|ZnSO4(c)

||KCl(飽和)，Hg2Cl2|Hg,Pt(+)原電池半電池2(+)：氧化還原電對半電池1(-)：氧化還原電對電池反應(yīng)正極反應(yīng)(還原)負(fù)極反應(yīng)(氧化)電池符號?電池反應(yīng)例1：(-)Pt|Sn2+,Sn4+||Fe3+,Fe2+|Pt(+)負(fù)極氧化：Sn2+

?Sn4++2e正極還原：2Fe3++2e?2Fe2+電池反應(yīng)：Sn2++2Fe3+?Sn4++2Fe2+

互譯例2：Zn(s)+H2SO4(c1)=ZnSO4(c2)+H2(g)

氧化：Zn(s)=Zn2+(c2)+2eZn2+(c2)/Zn還原：2H+(c1)+2e=H2(g)H+(c1)/H2

電池符號

Zn(s)|Zn2+(c2)||H+(c1)|H2(p),PtZn(s)|ZnSO4(c2)||H2SO4(c1)|H2(p),Pt半反應(yīng)電對例3

AgCl=Ag++Cl-Ag=Ag++eAgCl+e=Cl-+Ag例4氫氧燃料電池Pt,H2(p)|KOH|O2(p),Pt二.可逆電池和可逆電極

1.可逆電池的條件①電池反應(yīng)可逆②電池充放電可逆，即能量交換可逆③電極過程可逆（動力學(xué)）丹尼爾電池：Zn(s)|ZnSO4(c2)||CuSO4(c1)|Cu可逆

Zn+CuSO4?Cu+ZnSO4Zn|H2SO4|Cu不是可逆電池(熱力學(xué))E>E外：Zn+2H+→Zn2++H2E<E外：Cu+2H+→Cu2++H2E<E外充電E>E外放電2.可逆電極①金屬-金屬離子電極②非金屬電極：氣體-離子電極③微溶鹽或微溶氧化物電極④氧化—還原電極Fe3+/Fe2+ZnZnSO4溶液CuSO4溶液Cu銀-氯化銀電極第四節(jié)電極電勢與電動勢一.電極電勢、電動勢的產(chǎn)生機理1.金屬與溶液之間：電極電勢E-----ZnZn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+H2O3.溶液與溶液之間：液接電勢

EE2.金屬與金屬之間：接觸電勢

二.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢指：半反應(yīng)中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的電極電勢例:銅電極的電極電勢的測量298.15K時測得電池電動勢E＝0.34V

第二類參比電極甘汞電極Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+2Cl-三.能斯特公式(E—c的關(guān)系)可逆電化學(xué)反應(yīng)(T、p)：ΔrGm=W′=-zFE電極電勢的表達(dá)式電極反應(yīng)：氧化型+ze=還原型例：Zn2++2e=Zn還原反應(yīng)

例：Pt，H2(p)|HCl(a)|Cl2(p)，Pt(+):Cl2+2e=2Cl-(-):H2=2H++2e電池反應(yīng)：H2+Cl2=2Cl-+2H+注意事項：1.電極反應(yīng)中純物質(zhì)(s、l、H2O)的活度為12.E或E+、E-是強度量，其值與計量方程的寫法無關(guān)3.E或E+、E-與溫度、濃度、酸度有關(guān)例2：298K，求E(Co3+/Co2+)①②1.80V含氧酸鹽的E與酸度的關(guān)系例：四.濃差電池

Zn|ZnSO4(c1)||ZnSO4(c2)|Znc2>c1(+)Zn2+(c2)+2e=Zn(-)Zn=Zn2+(c1)+2e電池反應(yīng)：Zn2+(c2)=Zn2+(c1)電解質(zhì)濃差電池電極濃差電池：

Zn(Hg)(c1)|ZnSO4(c)|Zn(Hg)(c2)氧濃差電池：

Pt,O2(p1)|KOH(c)|O2(p2),Pt例3：Ag,AgCl

|HCl(1M)||HCl(x)|AgCl,Ag(-)Ag+Cl-(1M)=AgCl+e(+)AgCl+e=Ag+Cl-(x)電池反應(yīng)Cl-(1M)=Cl-(x)有沉淀(或弱電解質(zhì)、配合物等)生成時的EAg+/Ag:Cu2+/Cu+:Cu2+/Cu:AgCl+e=Ag+Cl-AgCl=Ag++Cl-Ag++e=AgAgI+e=Ag+I-AgCl+e=Ag+Cl－甘汞電極：KCl|Hg2Cl2|Hg

Hg2Cl2(s)+2e=2Hg+2Cl-作業(yè)題:寫出25℃時下列氧化還原反應(yīng)的能斯特方程

3CuS(s)+2+8H+=3S(s)+2NO(g)+3Cu2++4H2O(l)例5.計算金屬銀與[Ag(NH3)2]+組成的半電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢

[Ag(NH3)2]++e=Ag+2NH3電對：[Ag(NH3)2]+/Ag[Ag(NH3)2]++e=Ag+2NH3

電對：[Ag(NH3)2]+/Ag

①[Ag(NH3)2]+=Ag++2NH3

②Ag++e=Ag方法二：例6：AgCl(s)+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-298K，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，求，反應(yīng)方向如何？第五節(jié)電極電勢的應(yīng)用一.判斷氧化劑和還原劑的相對強弱及氧化還原反應(yīng)的方向例：Zn+Cu2+=Zn2++Cu強氧化劑強還原劑正極：Cr3++3e=Cr負(fù)極：Zn=Zn2++2e2Cr3++3Zn=2Cr+3Zn2+例7.解釋：還原能力：I->Br-

氧化能力：I2<Br2①2I-+2Fe3+→2Fe2++I2(紫紅)②2Br-+2Fe3+→2Fe2++Br2(棕黃)CCl4CCl4①②反應(yīng)向右，氯仿層呈紫紅色反應(yīng)向左

Co3+為強氧化劑，Co(NH3)62+為強還原劑所以，水溶液中Co2+或Co(NH3)63+穩(wěn)定例8.例9.金屬鐵能否防止Fe2+被氧化成Fe3+?

Fe+2Fe3+=3Fe2+

（+）2Fe3++2e=2Fe2+

（-）Fe=Fe2++2e例10.

反應(yīng)：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

在標(biāo)態(tài)、298K能否進(jìn)行？可以進(jìn)行二.判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度例11.計算下列反應(yīng)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

Cu(s)+2Ag+(aq)?Cu2+(aq)+Ag(s)解:(-)Cu(s)?Cu2+(aq)+e(+)2Ag+(aq)+2e?Ag(s)例12.求25℃時Cu(OH)2的溶度積常數(shù)解：Cu(OH)2?Cu2++2OH-(+)Cu(OH)2+2e?Cu+2OH-(-)Cu

?Cu2++2e電池反應(yīng)：Cu(OH)2

?Cu2++2OH-

三.計算熱力學(xué)函數(shù)ΔrGm=-zFEdG=-SdT+Vdp熱力學(xué)函數(shù)與電化學(xué)量的互求

例13.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu298K：E=1.1030V；313K：E=1.0961V溫度系數(shù)不變，求298K時的ΔrGm、ΔrHm

、ΔrSm。例14.由以下熱力學(xué)數(shù)據(jù)求Mg2+/Mg電對在298K的電極電位設(shè)計反應(yīng)為：Mg→Mg(OH)2①+②-③-2④：Mg(s)+2H++2OH-=Mg(OH)2(s)+H2(g)Ksp=5.5×10-12[OH-]=1moldm-3四.元素的標(biāo)準(zhǔn)電勢圖Cu2+Cu+Cu0.153V0.521V0.337V強氧化劑強還原劑2Cu+=Cu2++Cu(1)(1)(2)1.判斷歧化反應(yīng)的可能性

ABC氧化值降低氧化態(tài)還原態(tài)Hg2+Hg22+Hg結(jié)論：Hg22+在溶液中不會歧化反歧化：Hg2++Hg=Hg22+

0.920V0.789V(1)(1)0.562.260.951.51-1.18(1)(2)(2)(1)(1)1.69(3)1.23(2)1.51(5)(4)歧化反應(yīng)：3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMn3++2H2O=Mn2++MnO2+4H+2.計算半電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電位ABCD(z1)(z3)(z2)(z1+z2+z3)五.2H++2e=H2(g)O2(g)+4H++4e=2H2O(l)水的電勢—pH圖2468101214-1.2pH01.2水的穩(wěn)定區(qū)H2的穩(wěn)定區(qū)O2的穩(wěn)定區(qū)E/VaABbE/VpH氧化態(tài)Ⅰ氧化態(tài)Ⅱ還原態(tài)Ⅱ還原態(tài)Ⅰ氧化態(tài)Ⅰ+還原態(tài)Ⅱ→

還原態(tài)Ⅰ+氧化態(tài)ⅡE=EⅠ-EⅡ利用水的E-pH圖判斷氧化劑和還原劑

能否在水溶液中穩(wěn)定存在-1.22468101214pH01.2水的穩(wěn)定區(qū)E/V-2.42.8O2的穩(wěn)定區(qū)H2的穩(wěn)定區(qū)abb線以下的還原劑在水中不能穩(wěn)定存在。a線以上的氧化劑在水中不能穩(wěn)定存在。例根據(jù)下圖確定高錳酸鹽與碘化物、溴化物及氯化物起反應(yīng)時的pH值。246810pHE/V0.40.60.81.01.21.41.6MnO4-+8H++5e→Mn2++4H2O與交于pH=2交于pH=5

交于pH=10

pH<2時MnO4-氧化Cl-Br-I-2<pH<5時MnO4-氧化Br-

I-5<pH<10時MnO4-只氧化I-例題15例題16Ag(CN)2-

+e=Ag+2CN-

Ag(S2O3)23-

+e=Ag+2S2O32-

求反應(yīng)Ag(S2O3)23-

+2CN-=

Ag(CN)2-+2S2O32-

在298K時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，方向如何

求Ag|AgNO3(0.02mol·kg-1||AgNO3(0.01mol·kg-1)|Ag在25℃時的電動勢E=

。2.利用電化學(xué)方法判斷下列反應(yīng)在25℃下自發(fā)進(jìn)行的方向：

Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+已知:c(Fe2+)=2c(Fe3+)，c(Ce4+)=c(Ce3+)，E(Fe3+/Fe2+)=0.770V，E(Ce4+/Ce3+)=1.61V。3、輸送CuSO4溶液能否用Fe管？為什么？已知E(Cu2+|Cu)=0.3402V,E(Fe2+|Fe)=-0.4402V。4、已知25℃時，E(Fe3+|Fe2+)=0.77V，

E(Sn4+|Sn2+)=0.15V。今有一電池，其電池反應(yīng)為

2Fe3++Sn2+===Sn4++2Fe2+，則該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢E(298K)為： （

2） （1）1.39V（2）0.62V（3）0.92V（4）1.07V。5、下列電池中哪個電池的電動勢與氯離子濃度無關(guān)（

3）（1）Zn|ZnCl2溶液|Cl2，Pt；（2）Zn|ZnCl2溶液||KCl溶液|AgCl，Ag；（3）Ag，AgCl|KCl溶液|Cl2，Pt；（4）Pt，H2|HCl溶液|Cl2，Pt。6.已知EO(Ag+/Ag)=0.799V，

Ksp(AgBr)=5.0

10-13，

計算[Ag(S2O3)2]3-的穩(wěn)定常數(shù)；若使0.10mol的AgBr

固體完全溶解，Na2S2O3

的最初濃度應(yīng)為多少？

AgBr+2S2O3

2-=[Ag(S2O3)2]3-+Br-0.10.1x-2×0.1解：(1)EO([Ag(S2O3)2]3-/Ag)=EO(Ag+/Ag)

0.0592lgK穩(wěn)([Ag(S2O3)2]3-)

lg

K穩(wěn)([Ag(S2O3)2]3-)==13.21 K穩(wěn)([Ag(S2O3)2]3-)=1.62

1013

(2)AgBr(s)+2(S2O3)2-=[Ag(S2O3)2]3-+Br-ce/(mol·dm-3)x

0.20 0.10 0.10 K=K穩(wěn)([Ag(S2O3)2]3-)·Ksp(AgBr)=8.1

x=0.235

最初(Na2S2O3)=0.235mol·dm-3

題7.已知EO(Co3+/Co2+)=1.84V，

K不穩(wěn)

[Co(CN)6]3-=1.0

10-64，

K不穩(wěn)

[Co(CN)6]4-=8.0

10-20

。

(1)計算EO([Co(CN)6]3-/[Co(CN)6]4-)；(2)指出在Co3+、Co2+、[Co(CN)6]3-、[Co(CN)6]4-

四種離子中：

(A)氧化性最強的離子，

(B)還原性最強的離子，

(C)Co(Ⅲ)最穩(wěn)定的離子，

(D)Co(Ⅱ)最穩(wěn)定的離子。解：(1)EO([Co(CN)6]3-/[Co(CN)6]4-)

=EO(Co3+/Co2+)+0.0592lg([Co3+]/[Co2+])

=1.84+0.0592lg(K不穩(wěn)

[Co(CN)6]3-/K不穩(wěn)

[Co(CN)6]4-)

=1.84-2.66=-0.82V

EO(Co3+/Co2+)=1.84V，(2)在Co3+、Co2+、[Co(CN)6]3-

、[Co(CN)6]4-

四種離子中: (a)氧化性最強的離子是Co3+

，

(b)還原性最強的離子是[Co(CN)6]4-

(c)Co(Ⅲ)最穩(wěn)定的離子是[Co(CN)6]3-，

(d)Co(Ⅱ)最穩(wěn)定的離子是Co2+

。 復(fù)習(xí)題7.12實用電化學(xué)7.12.1電解7.12.2金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)7.12.3化學(xué)電源7.12電解陰極：陽極：總反應(yīng)： 例如：以鉑為電極，電解0.1mol·dm-3的H2SO4溶液。當(dāng)電解池中通入電流后，H+移向陰極，OH-移向陽極分別放電。7.12電解 電解時，陰極析出的H2和陽極析出的O2，分別被吸附在鉑片上，形成了氫電極和氧電極，組成原電池：在298.15K，當(dāng)正極理論分解電壓電池電動勢：此電池電動勢稱為理論分解電壓，其方向和外加電壓相反。要使電解順利進(jìn)行，外加電壓必須克服這一反向的電動勢?？梢?，分解電壓是由于電解產(chǎn)物在電極上形成某種原電池，產(chǎn)生反向電動勢而引起的。負(fù)極分解電壓的測定逐漸增加外加電壓，由安培計G和伏特計V分別測定線路中的電流強度I和電壓E，畫出I-E曲線。使用Pt電極電解H2O，加入中性鹽用來導(dǎo)電。實際分解電壓要使電解池順利地進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，除了克服作為原電池時的可逆電動勢外，還要克服由于極化在陰、陽極上產(chǎn)生的超電勢h(陽)和h(陰)

，以及克服電池電阻所產(chǎn)生的電位降IR

。三者的加和就稱為實際分解電壓。實際分解電壓的數(shù)值隨著通入電流強度的增加而增加。超電勢（過電位）在某一電流密度下，實際發(fā)生電解的電極電勢E(不可逆)與平衡電極電勢之間的差值稱為超電勢。定義所以電解時陰極上的反應(yīng)判斷在陰極上首先析出何種物質(zhì)，應(yīng)把可能發(fā)生還原物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時考慮它的超電勢。電極電勢最大的首先在陰極析出。電解時陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。發(fā)生還原的物質(zhì)通常有(1)金屬離子，(2)氫離子（中性水溶液中）。例在25℃時用銅電極電解0.1mol·dm-3CuSO4和0.1mol·dm-3ZnSO4的混合溶液(pH=7)，當(dāng)電流密度為0.01A·cm-2時，氫在銅上的超電勢為0.584V，氫在鋅上的超電勢為0.75V。判斷其析出順序。解：氫在銅上的析出電勢氫在鋅上的析出電勢例

鋅的析出電勢：銅的析出電勢：析出順序：Cu、Zn、H2。電解時陽極上的反應(yīng)電解時陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。發(fā)生氧化的物質(zhì)通常有：（1）陰離子，如CI-,OH-等，（2）陽極本身發(fā)生氧化。判斷在陽極上首先發(fā)生什么反應(yīng)，應(yīng)把可能發(fā)生氧化物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時要考慮它的超電勢。電極電勢最小的首先在陽極氧化。例用銅電極電解0.1mol·dm-3CuSO4中性溶液。陽極產(chǎn)物是什么？陽極反應(yīng)：因此即使不計超電勢，陽極發(fā)生的是Cu的溶解。解：陽極反應(yīng)：Cu

Cu2++2e電解時陽極上的反應(yīng)（1）如果陽極材料是Pt等惰性金屬，則電解時的反應(yīng)是溶液中的陰離子如Cl-、Br-、I-、OH-等離子在電極上失去電子而析出Cl2、Br2、I2、O2等氣體。一般含氧酸根的離子如SO42-、NO3-等，因析出電勢很高，故在水溶液中能穩(wěn)定存在。（2）如果陽極材料是Ag、Cu、Zn等較為活潑的金屬時，則電解時的反應(yīng)既可能是金屬陽極首先被氧化成離子而溶解，也有可能是OH-等陰離子失去電子被氧化。究竟發(fā)生何反應(yīng)要取決于析出電勢的相對大小。7.12.2金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)當(dāng)金屬與周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。（1）化學(xué)腐蝕金屬表面與介質(zhì)如氣體或非電解質(zhì)液體等因發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕，稱為化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕作用進(jìn)行時無電流產(chǎn)生?；瘜W(xué)腐蝕原理比較簡單，屬于一般的氧化還原反應(yīng)。

（2）電化學(xué)腐蝕金屬表面與介質(zhì)如潮濕空氣或電解質(zhì)溶液等，因形成微電池，金屬作為陽極發(fā)生氧化而使金屬發(fā)生腐蝕。這種由于電化學(xué)作用引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕的例子銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤，空氣中的CO2、SO2和海邊空氣中的NaCl溶解其中，形成電解質(zhì)溶液，這樣組成了原電池，銅作陰極，鐵作陽極，所以鐵很快腐蝕形成鐵銹。腐蝕時陰極上的反應(yīng)(1)析氫腐蝕陽極:Fe-2e-=Fe2+陰極:2H++2e-=H2↑在弱酸性或中性條件下鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應(yīng)為：陽極:Fe-2e-=Fe2+陰極:2H2O+O2+4e-=4OH-吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。(2)吸氧腐蝕在酸性較強的條件下鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,電極反應(yīng)為:金屬腐蝕的防護(hù)(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：例：把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼。(2)

保護(hù)層法：例：在金屬表面涂漆、電鍍或用化學(xué)方法形成致密而耐腐蝕的氧化膜等。陽極保護(hù)層：鍍上去的金屬比被保護(hù)的金屬有較負(fù)的電極電勢，例如把鋅鍍在鐵上(白口鐵)，形成微電池時，鋅為陽極，鐵為陰極。陰極保護(hù)層：鍍上去的金屬有較正的電極電勢，例如把錫鍍在鐵上(馬口鐵)，形成微電池時，錫為陰極，鐵為陽極）。金屬腐蝕的防護(hù)（3）電化學(xué)保護(hù)①保護(hù)器保護(hù)：將被保護(hù)的金屬(如鐵)作陰極，較活潑的金屬(如Zn)作犧牲性陽極。陽極腐蝕后定期更換。②陰極保護(hù)：外加電源組成一個電解池，將被保護(hù)金屬作陰極，廢金屬作陽極。③陽極保護(hù)：用外電源，將被保護(hù)金屬接陽極，在一定的介質(zhì)和外電壓作用下，使陽極鈍化。金屬腐蝕的防護(hù)(4)緩蝕劑法:在腐蝕介質(zhì)中，加入少量能在金屬的表面形成氧化膜或沉淀物。以減小腐蝕速率。①無機緩蝕劑：在中性或堿性介質(zhì)中主要采用無機緩蝕劑，如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽等。

②有機緩蝕劑：在酸性介質(zhì)中，一般是含有N、S、O的有機化合物。常用的緩蝕劑有烏洛托品、若丁等。7.12.3化學(xué)電源普通鋅錳電池堿性電池

鎳鎘電池小型高性能燃料電池

鋰離子電池鎳氫電池

借自發(fā)的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為化學(xué)電源。一次電池一次電池電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次電化學(xué)反應(yīng)放電之后，就不能再次利用，如干電池。Zn-Mn干電池堿性電池二次電池二次電池又稱為蓄電池。電池放電后可以充電，使活性物質(zhì)基本復(fù)原，可以重復(fù)、多次利用。如常見的鉛蓄電池和其它可充電電池等。Pb負(fù)極PbO正極電動勢2V。鉛蓄電池鎳鎘電池燃料電池負(fù)極：正極：總反應(yīng)：以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì)，以氧氣作為正極反應(yīng)物質(zhì)組成燃料電池。水的電解極化曲線(1)25℃、100kPa下，化學(xué)反應(yīng)的，如果設(shè)計成電池，其電池符號（1分），所獲得的最大電動勢E=1.103V(2)原電池Cu|Cu2+(1.0mol

dm-3)‖Ag+(0.1mol

dm-3)|Ag，若向電池的負(fù)極溶液中滴加氨水，可觀察到的現(xiàn)象是

先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解，溶液為深藍(lán)色（1分），可能生成的配合物是（1分），電池的電動勢將

增大（0.5分）；若將Ag+濃度降低，則電池電動勢將

減?。?.5分）。（增大、減小、不變）(3)已知，

則電極Ag/AgCl，Clˉ(0.1mol

dm-3)的電極電勢

(4)已知，在A+、A、B+、B四種物質(zhì)中，

B+、B+

能在水中穩(wěn)定地存在；能把H2O氧化成O2的是

A+F2

，能把水還原成H2的是

Na。(5)在酸性介質(zhì)中，Mn的部分元素電勢圖為：問：①計算x的值：（2分）②寫出三種物質(zhì)間可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)離子方程式

(1分)2011年(6分)Mn在酸性介質(zhì)中的部分元素電勢圖為：，在堿性介質(zhì)中的部分元素電勢圖為根據(jù)元素電勢圖解釋：在酸性條件下，可發(fā)生歧化反應(yīng)，而在堿性條件下可將氧化成，分別寫出兩種介質(zhì)中所觀察到的實驗現(xiàn)象和反應(yīng)方程式。2011(2分)25

C時，將電池

與外電源并聯(lián)，當(dāng)電池電動勢時，電池

放電

，電池反應(yīng)為；當(dāng)電池電動勢時，電池

充電，電池反應(yīng)為。(6)玻璃電極是一個對H+敏感的電極，其電極電勢為，將玻璃電極、飽和甘汞電極及被測溶液組成電池：(－)玻璃電極│被測溶液│飽和甘汞電極(+)在的HCl溶液中測得該電池的電動勢為0.422V。當(dāng)被測溶液為一緩沖溶液時，該電池的電動勢為0.481V，則緩沖溶液的