第4章 电化学基础.pdfVIP

第四章 电化学基础 主要内容 4.1 氧化还原反应 4.2 原电池及其电动势 4.3 电极电势及其应用 4.4 电解 4.5 金属的腐蚀与防护 4.1氧化还原反应 4.1.1 氧化值 氧化值：又叫氧化数，元素的氧化数是元素的一个 原子的形式荷电数, 这个荷电数可由假设把每个键中 的电子指定给电负性较大的原子而求得。 电负性：指组成分子的原子吸引电子的能力的大 小，吸引电子能力大，其电负性大，吸引电子能力 小,其电负性小。 如：ZnCl 2 中，锌的氧化数+2，氯的氧化数-1 。 FeO 中，铁的氧化数+2，氧的氧化数-2 。 确定元素氧化数的规则 1、单质中元素氧化数等于零； 2、化合物中所有元素的氧化数之和等于零；离子中所 有元素的氧化数之和等于它所带的电荷。 3 、氟化物中，氟的氧化数-1; 4、氧的氧化数一般为-2 （但在H O 、Na O 中氧的氧 2 2 2 2 化数为-1，OF2 中为+2 ）; 5、氢的氧化数一般为+ 1 （金属氢化物如NaH 中H 的氧 化数为-1，K2H ）。 例：指出下列物质中各元素的氧化数 Cr O 2- 2 7 2 ×Cr 的氧化数+ 7 ×O的氧化数＝-2 2 ×Cr 的氧化数+7 ×(-2) ＝-2 Cr的氧化数＝+6 H PO 3 4 3 ×H 的氧化数+1 ×P 的氧化数+ 4 ×的氧化数＝0 3 ×1＋P 的氧化数+4 ×(-2) ＝0 　 P 的氧化数=+5 氧化数与化合价 化合价是某种元素的原子与其他元素 的原子相化合时两种元素的原子数目之间 一定的比例关系，所以化合价应为整数。 氧化数是形式电荷数，所以可以为分 数。因此同一物质中同种元素的氧化数和 共价数的数值不一定相同 例如，在CH 和CH Cl 两种化合物中，碳的化合价 4 2 2 都是+4价。但两种化合物中碳的氧化数不同。 CH4 中碳的氧化数是-4 1×C的氧化数+ 4 ×(+1)= 0 C的氧化数= -4 CH Cl 中碳的氧化数是0 2 2 1×C 的氧化数+ 2 ×(+1) + 2 ×(-1) = 0 C 的氧化数= 0 4.1.2 氧化还原反应的近代概念 氧化反应：物质氧化数升高，失去电子的反应。 Zn = Zn2+ + 2e 氧化半反应 还原反应：物质氧化数减小，得到电子的反应。 Cu 2++ 2e = Cu 还原半反应 氧化半反应与还原半反应，组成氧化还原反应。 Cu2+得电子作氧化剂，氧化数降低，本身被还原 +2e Cu2++ Zn = Cu + Zn2+ -2e Zn失电子作还原剂，氧化数升高，本身被氧化。 氧化还原方程式的配平 氧化还原反应配平的原则： 1、方程式两边各种元素的原子数目相等； 2、氧化剂得电子数必须等于还原剂失电子数； 3、不能引入其它氧化还原电对。 但在水溶液中进行的氧化还原反应可利用H+ 、OH- 和H O来配平氢、氧原子数。一般在酸性溶液中可利 2 用H+ - 和H O；在碱性溶液中可利用OH 和H O；在