普通化学课件75534

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章电化学与金属腐蚀,第四章电化学与金属腐蚀,4.1,氧化还原反应的基本概念,4.2,原电池,4.3,电极电势,4.4,电动势与电极电势在化学上的应用,4.5,化学电源,4.6,电解,4.7,金属的腐蚀及防止,教学大纲,4.1,氧化还原反应的基本概念,了解氧化数，掌握氧化还原反应式的配平,4.1.1.,氧化值,例：,Cu,2+,(aq) + Zn(s),Cu(s) + Zn,2+,(aq),化合价,2,0,0,2,例：,CH,4,C,2,H,6,C,2,H,4,C,2,H,2,C,的化合价：,4,3,2,1,氧化值,(,氧化数,),：是指化合物中某元素所带形式电荷的数值。该形式电荷的数值是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。,现行中学化学教材中的化合价实际上是氧化值。,4.1.1.,氧化值,确定氧化值的规则,1.,单质中，元素的氧化值为零。,2.,在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 ，如,S,2,，,Na,+,。,复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。,3.,氢的氧化值为,+1,；,但：金属氢化物中氢的氧化值为,-1,。,4.,通常，氧在化合物中的氧化值为,-2,；,但：过氧化物中为,-1,；,氟的氧化物中为,+2,和,+1,，如,OF,2,和,O,2,F,2,。,5.,中性分子中，各元素原子氧化值的代数和为零,.,4.1.1.,氧化值,例：写出氧化值,K,2,Cr,2,O,7,中，,Cr,为,Na,2,S,2,O,3,中，,S,为,Na,2,S,4,O,6,中，,S,为,+6,+2,S,平均为,2.5 (,两个,S,为0, 两个,S,为,+5),4.1.1.,氧化值,化合价：反映化合物某原子成键的数目。,例：,CH,4,C,2,H,6,C,2,H,4,C,2,H,2,C,的氧化值： ,4,3,2,1,C,的化合价： 均为,4,氧化值：是指化合物中某元素所带形式电荷的数值。,离子化合物中某离子的化合价为离子的电荷数；,共价化合物中某原子的化合价为该原子形成的共价单键的数目。,4.1.2,氧化还原反应,氧化还原反应,反应前后某些元素得失电子氧化值发生改变的反应。,氧化值：,2,0,0,2,氧化值升高，,Zn,被氧化，氧化反应,氧化值降低，,Cu,2+,被还原，还原反应,Cu,2+,(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn,2+,(aq),e,-,4.1.2,氧化还原反应,氧化反应： 某元素的原子失去电子，氧化值升高的过程。,氧化值升高的物质是还原剂，还原剂是电子的给予体。,氧化剂,(1) +,还原剂,(2),还原剂,(1) +,氧化剂,(2),还原反应： 某元素得到电子，氧化值降低的过程。,氧化值降低的物质氧化剂，氧化剂是电子的接受体。,强强,弱弱,4.1.2,氧化还原反应,氧化型,(,态,),：高氧化值，作氧化剂,还原,型,(,态,),：,低氧化值，作还原剂。,氧化值：,+2,0,0,+2,氧化值：,0,+1 -1,Cu,2+,(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn,2+,(aq),歧化反应：,Cl,2,+ H,2,O,HClO,+,HCl,中间,型,(,态,),：,既作为氧化剂,又可作为还原剂,氧化型,还原型,还原型,氧化型,中间型,4.1.3,半反应和氧化还原电对,Cu,2+,(aq) + Zn(s),Cu(s) + Zn,2+,(aq),氧化值升高，,Zn,被氧化，氧化反应,氧化值降低，,Cu,2+,被还原，还原反应,氧化反应：,Zn(s) = Zn,2+,(,aq,) + 2e,半,反应：,氧化还原电对，写作,Zn,2+,(aq)/Zn(s),氧化还原电对，写作,Cu,2+,(aq)/Cu(s),还原反应：,Cu,2+,(,aq,) + 2e,= Cu(s),4.1.3,半反应和氧化还原电对,半反应：在酸或碱介质中,还原反应：氧化态,+,n,e,还原态,氧化还原电对：,氧化态,/,还原态,还原反应：氧化剂得电子，被还原，氧化值降低,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,1.,氧化值法：,原则：还原剂氧化值升高数和氧化剂氧化值降低数相等,(,得失电子数目相等）,例：,配平,HClO,3,+ P,4,HCl,+ H,3,PO,4,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,HClO,3,+ P,4,HCl,+ H,3,PO,4,(1),确定有关元素,氧化数,及升高或降低的,数值,HClO,3,+ P,4,HCl,+ H,3,PO,4,氧化值,: +5 0 -1 +5,Cl,5+,Cl,氧化值降低,6,P,P,5,氧化值升高 5,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,(3),确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍数。,找出,氧化剂、还原剂的系数,(,自然数,),。,(4),核对，可用,H,+, OH, H,2,O,配平,。,5HClO,3,+ 6/4P,4,5HCl + 6H,3,PO,4,Cl,5+,Cl,氧化值降低,6,P,P,5,氧化值升高 5,x,5,x,6,10HClO,3,+ 3P,4,10HCl + 12H,3,PO,4,10HClO,3,+ 3P,4,+18H,2,O,=,10HCl + 12H,3,PO,4,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,2.,离子电子,(,半反应,),法,原则：还原剂氧化值升高数和氧化剂氧化值降低数相等,(,得失电子数目相等,),。,例,在酸性介质中配平：,KMnO,4,Na,2,SO,3, MnSO,4,K,2,SO,4,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,(1),写出相应的,离子反应式,确定有关元素氧化数,(2),将反应分成两部分,(,两个半反应,),，,即还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应,。,MnO,4,+ SO,3,2, Mn,2+,+ SO,4,2,氧化反应,SO,3,2, SO,4,2,+ 2e,还原反应,MnO,4,+ 5e,Mn,2+,KMnO,4,Na,2,SO,3,MnSO,4,K,2,SO,4,氧化数：,7,+4 +2 +6,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,(3),根据反应,酸碱介质,条件，加,H,+,、,OH,、,H,2,O,，,配平半反应,SO,3,2,= SO,4,2 ,+ 2e,MnO,4,+ 5e,=,Mn,2+,在,酸性,介质中配平的半反应可以出现,H,和,H,2,O,，,但,不应,出现,OH,在,碱性,介质中配平的半反应可以出现,OH,和,H,2,O,，,但,不应,出现,H,+,+ H,2,O,+ 2H,+,+,8H,+,+ 4,H,2,O,4.1.4,氧化还原反应方程式的配平,(4),根据,得失电子数相等,的原则,，,确定二个半反应的系数（得失电子的公倍数）,。,SO,3,2,+ H,2,O,= SO,4,2 ,+ 2e,+ 2H,+,5,MnO,4,+ 5e,+,8H,+,=,Mn,2+,+ 4,H,2,O,2,(5),合并半反应式,。,2,MnO,4,+ 5SO,3,2,+ 6H,+,=,2Mn,2+,+,3H,2,O,+ 5,SO,4,2 ,2K,MnO,4,+ 5,Na,2,SO,3,+ 3H,2,SO,4,=,=,2Mn,SO,4,+,3H,2,O,+ K,2,SO,4,+,5,Na,2,SO,4,(6),再改写成分子方程式,教学大纲,4.2,原电池,了解原电池的组成，掌握半反应式、总反应式、原电池的图式。,理解原电池电动势与,G,的关系。,掌握电动势的能斯特方程式。,4.2,原电池,4.2.1,原电池中的化学反应,原电池：利用氧化还原反应对环境输出电功,的装置。,化学能电能,4.2,原电池,负极,正极,e,原电池的组成,Zn= Zn,2+,2e,Cu,2+,+ 2e,= Cu,氧化值升高,氧化反应,氧化值降低,还原反应,Cl,-,K,+,Cu,2+,(aq)+Zn(s) Cu(s)+Zn,2+,(aq),4.2,原电池,2.,电极反应和电池反应,半电池：,Zn,Zn,2+,2e,半电池：,Cu,2+,+ 2e,Cu,电极反应：,在半电池中发生的氧化或还原反应，也叫做半电池反应。,电池反应：,氧化还原的总反应。,电极电势,(Zn,2+,/Zn),电极电势,(Cu,2+,/Cu),电动势,E,Cu,2+,(aq) + Zn(s),Cu(s) + Zn,2+,(aq),4.2,原电池,电池的电动势：,当原电池中通过的电流趋于零时，两电极间的最大电势差。用符号,E,表示。,(,),Zn,Zn,2+,(1.0moldm,-3,),Cu,2+,(1.0moldm,-3,),Cu(+),测定,:,用电位差计以对消法来测量电池的电动势。,E,1.1037V,E,=,(,正极,),(,负极,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),4.2,原电池,3.,原电池的表达式（图式、电池符号）,1),负极电对写在左边，正极电对写在右边,(,),(+),Zn,(s),Zn,2+,Cu,2+,Cu,(s),(c,1,/ moldm,-3,),(c,2,/moldm,-3,),5),表示出相应的离子浓度或气体压力。,2),用“,”,表示电极与离子溶液之间的相界面。,3),不存在相界面，用“，”分开。,4),用“,”,表示盐桥，盐桥两边为溶液。,e,4.2,原电池,4.,电极的分类及其表达式,1),金属金属离子电极,:,金属置于含有同一金属离子的溶液中构成的电极。,Cu|Cu,2+,Zn|Zn,2+,2),气体离子电极,:,吸附某种气体的惰性金属放在含有该气体元素离子的溶液中构成的电极。,Pt|H,2,(g)|H,+,Pt|Cl,2,(g)|Cl,电极的分类,3),金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极：将金属表面涂以该金属的难溶盐（或氧化物），置于该盐具有相同阴离子的溶液中。,Ag|AgCl|Cl,Hg|Hg,2,Cl,2,|Cl,Sb|Sb,2,O,3,|H,+,4),氧化还原电极：将惰性导电材料置于含有同一元素不同氧化数离子的溶液中。,Pt|Fe,3+,Fe,2+,Pt|Cr,2,O,7,2,Cr,3+,4.2,原电池,要求,1:,给出电池符号，要能够写出半反应和总反应方程式。,(,),Pt|H,2,(,p,),H,+,(1moldm,-3,),Fe,3+,(1moldm,-3,),Fe,2+,(1 moldm,-3,),Pt (+),负极,(,氧化反应,),：,H,2,2H,+,+,2e,正极,(,还原反应,),：,Fe,3+,+ e,Fe,2+,电池反应：,H,2,+ 2,Fe,3+,2H,+,+ 2Fe,2+,4.2,原电池,要求,2:,题中给出总反应方程式，要能够写出电池符号和半反应。,正极,负极,还原反应：,Cl,2,(g) + 2e,2Cl,(,aq,),氧化反应：,Fe,2+,(aq) Fe,3+,(aq) + e,(,) Pt|Fe,2+,(1.0molL,-1,), Fe,3+,(0.1molL,-1,) |,Cl,(2.0molL,-1,)|Cl,2,(101325Pa)|Pt (+),4.2,原电池,5.,法拉第定律,n,为电子的化学计量数，为单位物质的量的氧化态在还原过程中获得的电子的物质的量，也是外电路中流过的电子的物质的量。,通常把,1mol,电子所带的电量用,F,表示。,1,F,= e N,A,=1.602210,-19,C6.022 10,23,mol,-1,=96485 C,mol,-1,F,被称为法拉第,(Faraday),常数。,氧化态 ,ne,还原态,4.2,原电池,1.,电池的电动势,电池的电动势：,当原电池中通过的电流趋于零时，两电极间的最大电势差。用符号,E,表示。,(,),Zn,Zn,2+,(1.0moldm,-3,),Cu,2+,(1.0moldm,-3,),Cu(+),测定,:,用电位差计以对消法来测量电池的电动势。,E,1.1037V,E,=,(,正极,),(,负极,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),4.2,原电池,1.,电池反应的,r,G,m,与电动势,E,的关系,在恒温恒压条件下，系统吉布斯函数变的减少等于系统所做的最大非体积功。,即：,r,G,m,=,在电池反应中，电子在外电路流动所做的功是一种非体积功，即电功。,r,G,m,=,nFE,电功,(J)=,电量,(C),电势差,(V) =,nFE,4.2.2,原电池的热力学,4.2.2,原电池的热力学,热力学等温方程式：,r,G,m,(T,) = ,r,G,m,(T,) +,RTlnQ,r,G,m,=,nFE,r,G,m,=,nFE,aA(aq,) +,bB(aq,),gG(aq,) +,dD(aq,),T=298.15K:,电动势的,能斯特方程,4.2.2,原电池的热力学,2.,标准平衡常数,K,与标准电动势,E,的关系,r,G,m,=,RTlnK,r,G,m,=,nFE,在,T=298.15K,时，将上式化为常用对数表示，得：,4.1,氧化还原反应的基本概念,4.2,原电池,作业：,P198-199,5,、,9,、配平题,(,要求写出半反应式,),教学大纲,4.3,电极电势,了解标准电极电势和参比电极。,掌握电极电势的能斯特方程式及有关计算（沉淀的影响）。,4.3,电极电势,4.3.1,电极电势的产生双电层理论,4.3.2,电极电势及标准电极电势,4.3.3,电极电势的能斯特方程式,4.3.1,电极电势的产生双电层理论,Zn Zn,2+, ne,负极,(,氧化反应,),达到平衡时，,Zn,片上多余电子，溶液中,Zn,2+,浓度增大。由于正、负电荷的吸引，,Zn,片上电子集中在表面，形成负电层；而溶液中,Zn,2+,多,集中在,Zn,片,表面附近的溶液中，形成正电层。正是由于双电层的形成产生了电极电势。,4.3.1,电极电势的产生双电层理论,Cu,2+,ne,Cu,正极,(,还原反应,),达到平衡时，,Cu,片上缺电子，在表面形成正电层；而溶液中,Cu,2+,浓度降低，在,Cu,片表面附近的溶液中形成负电层。即同样会形成双电层，产生了电极电势。,4.3.2,电极电势及标准电极电势,1.,电极电势：电极,(,半电池,),的电势。,电极电势的符号：,(,氧化型,/,还原型,),标准电极电势符号：,(,氧化型,/,还原型,),原电池的电动势,E,（即两电极电势的差值）可以由仪器测量，但各个电极的电势的,绝对数值,是,无法测量,的。,国际统一规定,：标准氢电极的电极电势为零。,E,=,(+),(,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),4.3.2,电极电势及标准电极电,势,标准氢电极可表示为：,Pt(s)|H,2,(p,)|H,+,(c,),电,对为：,H,+,(,aq,) / H,2,(g),规定：,(H,+,/ H,2,)=0.000V,电极反应为：,2H,+,(aq)+2e,-,H,2,(g),2.,标准氢电极,(SHE),4.3.2,电极电势及标准电极电势,电,对为：,Hg,2,Cl,2,(s),/ Hg(l),电极反应为：,Hg,2,Cl,2,(s)+2e,-,2Hg(l)+2Cl,-,(aq),3.,参比电极甘汞电极,甘汞电极可表示为：,Pt(s)|Hg(l)|Hg,2,Cl,2,(s)|Cl,-,(,饱和即,2.8molL,-1,或,c,或,0,.1molL,-1,),=0.2412V 0.2801V 0.3337V,4.3.2,电极电势及标准电极电势,4.,标准电极电势的测量,例：标准电极电势的测定,Zn,Zn,2+,(1moldm,-3,)H,+,(1moldm,-3,),H,2,(,10,5,Pa),Pt,(s,),测得,：,E,=,0.7618V,E,=,+,（）标准氢电极,待测,电极（）,E,=,(+),(,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),或者：（）,待测电极,标准氢电极,（）,4.3.2,电极电势及标准电极电势,4.,标准电极电势的测量,以甘汞电极作为参比电极测定电极电势,电池符号：,(,) Pt,(s),|,Hg(,l,),|,Hg,2,Cl,2,(s),|,KCl(,c,),M,n,+,(,c,),|,M(s,),(+),或者：,(,),M(s,),|,Mn,+ (,c,),KCl(,c,) |,Hg,2,Cl,2,(s),|,Hg(,l,),| Pt,(s),(+),4.3.2,电极电势及标准电极电势,5.,标准电极电势的使用注意,(4),一些电对的,与介质的酸碱性有关,酸性介质：,A,碱性介质：,B,(1),采用还原电势：,氧化态,ne,还原态,(2),无加和性,(3),的正负值必须代入,与,Cl,-,(aq,) = Cl,2,(g) + 2e,-,= 1.36V,4.3.3,电极电势的能斯特方程式,2.,酸碱度,对电极电势的影响,影响有,H,或,OH,参加的电极反应,1.,浓度,(,压力,),对电极电势的影响,3.,沉淀对,电极电势的影响,由于沉淀的生成，改变了相关离子的浓度，从而影响电极电势。,1.,浓度,(,或压力,),对电极电势的影响,电动势的能斯特方程,：,电极电势的能斯特方程式：,a,氧化态,ne,b,还原态,298K,时:,电极电势的能斯特,(Nernst),方程式表现了,浓度,(,压力,),对电极电势的影响，可求,非标准,状态下的电极电势。,1.,浓度,(,或压力,),对电极电势的影响,计算,298K,、,非标准状态下电池电动势：,aA(aq,) +,bB(aq,),gG(aq,) +,dD(aq,),电动势的能斯特方程,:,由电极电势的能斯特方程计算,:,应用,Nernst,方程的注意事项,可统一用于还原或氧化反应。,氧化态或还原态应包括所有有关物质,电对中的固体、纯液体浓度为,1,，溶液浓度为相对浓度,c,/,c,，,气体为相对分压,p,/,p,(4),氧化态、还原态,的物质系数，做为浓度或压力的方次写在,Nernst,方程的指数项中,(5) Nernst,方程与温度有关。,1.,浓度,(,或压力,),对电极电势的影响,例：已知,(Cl,2,/Cl,-,),=1.36V,求,298K,下，,c,(Cl,)=0.01moldm,3,p,(Cl,2,) = 500kPa,时电极的,(Cl,2,/Cl,-,),。,1.,浓度,(,或压力,),对电极电势的影响,解：电极反应：,Cl,2,(g) +2e,2Cl,2.,酸碱度,对电极电势的影响,例：求在,c(MnO,4,) = c(Mn,2+,) = 1.0moldm,3,时，,pH=5,和,pH=1,的溶液中,的数值。,同理，将,pH=1,代入可得， ,1.142V,解：,电极反应,:,MnO,4,+ 8H,+,+ 5e Mn,2+,+ 4H,2,O,2.,酸碱度,对电极电势的影响,问题：,pH,值对下列电极电势有影响的是：,A,B,C,D,A 、C,MnO,4,+ 8H,+,+ 5e Mn,2+,+ 4H,2,O,O,2,+ H,2,O + 4e 4OH,Cl,2,(g) +2e 2Cl,3.,沉淀,对电极电势的影响,例：已知,(Ag,+,/Ag)=0.799V,，,K,s,(AgCl,)=1.8 10,-10,，若在,Ag,+,和,Ag,组成的半电池中加入,NaCl,会产生,AgCl(s,),，当,c(Cl,-,)=1.0molL,-1,时， 求,(Ag,+,/Ag),与,(AgCl,/Ag),。,解：,AgCl(s,),Ag,+,(aq,) +,Cl,-,(aq,),K,s,(AgCl,) =,c(Ag,+,)c(Cl,-,),3.,沉淀,对电极电势的影响,若,c(Cl,-,)=1.0molL,-1,时：,K,s,(AgCl,) = c(Ag,+,),电极反应：,Ag,+,(aq,) + e,-,Ag,3.,沉淀,对电极电势的影响,Ag,+,(aq,) +,Cl,-,(aq,),AgCl(s,),AgCl(s,) + e,-,Ag(s) +,Cl,-,(aq,) (1),求,(AgCl,/Ag):,电极反应：,Ag,+,(aq,) + e,-,Ag (2),电极反应：,(2),(1),Ag,+,(aq,) + e,-,Ag,(,),得电池反应：,(,),Ag(s) +,Cl,-,(aq,),AgCl(s,) + e,-,E,=,+,3.,沉淀,对电极电势的影响,Ag,+,(aq,) +,Cl,-,(aq,),AgCl(s,),K,=1/ K,s,3.,沉淀,对电极电势的影响,例：比较下列电极电势数值的大小,(AgCl,/Ag),(AgBr,/Ag),(AgI,/Ag), ,4.3,电极电势,作业：,P198-199,11,、,23,教学大纲,4.4,电动势与电极电势在化学上的应用,掌握氧化剂、还原剂相对强弱的比较,掌握氧化还原方向的判断及有关计算。,掌握电池反应的标准平衡常数,K,与标准电动势,E,的关系及氧化还原反应的有关平衡计算。,4.4,电动势与电极电势在化学上的应用,4.4.1,判断氧化剂,和,还原剂的相对强弱,4.4.2,氧化还原反应进行方向的判断,4.4.3,确定氧化还原反应进行的限度,4.4.4,元素,电势,图,4.4.1,判断氧化剂和还原剂的相对强弱,小的电对,:,还原型物质易失去电子,还原性较强,还原型易被氧化，氧化反应，负极,氧化型的氧化性较弱,电极电势的大小反映了电极电对中氧化型物质得电子的能力和还原型失电子能力的强弱。,大的电对,:,氧化型物质易得到电子,氧化性较强,氧化型易被还原，还原反应，正极,还原型的还原性较弱,(Zn,2+,/Zn),小,: Zn,还原性强，可以置放出,Cu,Zn,被氧化成,Zn,2+,，,Zn,为负极,4.4.1,判断氧化剂和还原剂的相对强弱,例题：,已知,Fe,3+,+ e = Fe,2+,= 0.77V,Cu,2+,+ 2e = Cu,= 0.34V,Fe,2+,+ e = Fe,=,0.44V,Al,3+,+ 3e = Al,=,1.66V,则最强的还原剂是：,最强的氧化剂是：,A. Al,3+,B. Fe C. Cu D. Al,E. Fe,3+,F. Fe,2+,G. Cu,2+,D,E,4.4.2,氧化还原反应进行方向的判断,反应自发进行的条件为,：,r,G,m,0,r,G,m,=,nFE,=,nF,(+),(,),=,nF,(,还原反应,),(,氧化反应,),0,E,0,(+),(-),(,还原反应,),(,氧化反应,),反应逆向自发进行,E,0,(+),(-),(,还原反应,),(,氧化反应,),反应正向自发进行,4.4.2,氧化还原反应进行方向的判断,例,1:,溶液中有,Br,、,I,选择,可使,I,被,氧化而,Br,不,被,氧化。,Fe,3+,、,Br,2,(,还原反应,),(,氧化反应,),反应正向自发进行,4.4.3,确定氧化还原反应进行的程度,r,G,m,=,RTlnK,r,G,m,=,nFE,r,G,m,=,nFE,=,RTlnK,4.4.3,确定氧化还原反应进行的程度,例：已知,298K,时下列电极反应的,值,:,试求,AgCl,的溶度积常数,。,Ag,+,(aq,) + e,-,Ag,(,),(,),Ag(s) +,Cl,-,(aq,),AgCl(s,) + e,-,E,=,(+),(-,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),0,解,：,Ag,+,(aq,) +,Cl,-,(aq,),AgCl(s,),4.4.3,确定氧化还原反应进行的程度,4.4.4,元素电势图及其应用,元素电势图的表示方法,:,表示方法：,各物种按氧化数从高到低向右排列；,各物种间用直线相连接，直线上方标明相应电对的,，,线下方为转移电子数,(,即氧化值的差值,),。,(3),标明介质：,A,或,B,，,及单位：,V,1.229V,n,= 2,4.4.4,元素电势图及其应用,1.,判断歧化反应能否进行,0.3394V,A,能,发生歧化反应。,4.4.4,元素电势图及其应用,E,=,(+),(-,),=,(,还原反应,),(,氧化反应,),=,(,右,),(,左,),(,右,),(,左,),中间价态物质发生歧化反应,(,左,),(,右,),发生歧化逆反应（归中反应）,正反应,自发,0,4.4.4,元素电势图及其应用,2.,计算电对的电极电势,n,3,= n,1,+ n,2,+,）,A,C,4.4.4,元素电势图及其应用,4.4.4,元素电势图及其应用,例：已知,Br,的元素电势图如下：,0.6126,B,：,4.4.4,元素电势图及其应用,解：,(1),0.6126,n,1,1,+ n,4,4,= n,3,3,n,1,1,+ n,4,4,+ n,5,5,= n,6,6,n,1,1,+ n,2,2,= n,6,6,n,4,4,+ n,5,5,= n,2,2,n,3,3,+ n,5,5,= n,6,6,n,4,n,5,n,6,1,= 0.5357 V,2,= 0.7665 V,3,= 0.5196 V,n,1,n,2,n,3,4.4.4,元素电势图及其应用,0.5196,0.7665,(2),(,右,),(,左,),中间价态物质发生歧化反应,Br,2,B,r,+,BrO,-,Br,2,B,r,+ BrO,3,-,BrO,-,B,r,+ BrO,3,-,4.4.4,元素电势图及其应用,(3),BrO,-,能歧化，不稳定，所以,Br,2,(l),与,NaOH,混合最稳定的产物是,BrO,3,-,和,Br,-,。,4.6,电解,4.6,电解（教学大纲）,了解分解电压和超电势（电极极化）。,理解电解池中两极产物的判断。,了解电解的应用。,4.6,电解,4.6.1,电解原理,1.,电解池的组成,电解：,将直流电通过电解液使电极上发生氧化还原反应的过程。,电解池：,借助电流引起化学变化，将电能转变为化学能的装置。,4.6.1,电解原理,2.,电解池的电极及其反应,阳极：,与直流电源正极相连的电极，发生氧化反应。,阴极：,与直流电源负极相连的电极，发生还原反应。,放电：,电解池两极上进行氧化还原反应时所发生的电子得失过程。,e,阳极,(,氧化反应,),(,还原反应,),正,-,还,-,阳,-,氧,阴离子,4.6,电解,4.6.2,电解电压和超电势,分解电压：,能使电解顺利进行的最低电压，称为实际分解电压，简称分解电压。,理论分解电压：,由相应的原电池计算得出的电池电动势。,例如，电解水，理论分解电压为,1.23V,，,而实际分解电压要大于,1.7V,。,电压,4.6.2,电解电压和超电势,浓差,极化,电化学极化,理论分解电压与实际分解电压之间的偏差：,电阻所引起的电压降,电极的极化,超电压：,电解池的实际分解电压与理论分解电压之差。,E,(,超,),E,(,实,),E,(,理,),4.6,电解,4.6.3,电解产物,阳极：氧化反应,，电极电势,代数值较,小,的还原态,(,金属电极或负离子,),先发生氧化反应，析出氧化态物质。,阴极：,还原反应,，电极电势,代数值较,大,的氧化态,(,正离子,),先发生还原反应，析出还原态物质。,4.6.3,电解产物,熔融盐的电解,例：电解熔融,NaCl,阳极,：,2Cl,-,= Cl,2,(g) + 2e,-,阴极,：,Na,+ e,-,= Na(s),电解产物：熔融盐的正、负离子分别在阴、阳两极上进行还原和氧化后所得的产物。,4.6.3,电解产物,阳极析出的物质：,小,，先析出,金属材料（除,Pt,外）阳极时，阳极先被溶解；,用惰性电极时，简单的阴离子,(,如,S,2-,、,Br,、,Cl,等,),比,OH,-,先被氧化而析出；,用惰性电极时，存在复杂的阴离子,(,如,SO,4,2-,等,),时，一般,OH,-,先被氧化而析出氧气。,简单盐类水溶液的电解,4.6.3,电解产物,阴极析出的物质：,大，,先析出,与,(H,+,/H,2,),比较，析出电极电势代数值大的金属正离子,(,如,Ag,、,Cu),先析出的。,电极电势很小的金属离子,(Na,+,、,K,+,、,Mg,2+,等,),不易析出,(,必须采用相应的熔融盐,),，先析出,H,2,。,简单盐类水溶液的电解,4.7,金属腐蚀与防止,4.7,金属腐蚀与防止,（自学）,第四章电化学与金属腐蚀,作业：,P198-200,14(1),、,19,、,20,、,24,