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第八讲 电化学 原电池（一）原电池：把化学能转变为电能的装置。 ⒈ 构成原电池的条件：两个相互连接或直接接触的活动性不同的电极（金属与金属、金属与非金属或金属与金属氧化物）与同一电解质溶液接触，发生氧化还原反应。 ⒉ 原电池中电子由负极经外电路流向正极，形成电流，而在电解质溶液中是靠阴阳离子的定向移动形成电流。 例⒈ 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，则（ ） （A）正极附近c(SO42-)逐渐增大 （B）负极附近c(SO42-)逐渐增大 （C）正负极附近c(SO42-)基本不变（D）锌片、铜片同时有气泡时，说明锌片不纯 ⒊ 原电池电极的判断及电极上的反应。 负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。 ??? 正极：为较不活泼金属，非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。 例⒉ 从铜、铁及碳棒中选取合适的电极材料设计一个原电池，实现如下反应??? 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，??? 则负极为 ，电极反应式为 ，正极应选 ，电极反应式为 。 【练习】 ⒈ 设计一个原电池，实现反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，请写出电极反应式。 ? ⒉ 写出氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。 ? ⒊ 利用反应CH4+2O2→CO2+2H2O，人类也已设计出了一种新型的燃料电池（电解质溶液为强碱性溶液），试写出其电极反应式。 例⒊ 下列装置能否形成原电池？若能，请写出各电极反应式和总的反应式。 ? ?? ??? ? ??? ??? ? 例⒋ 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为： 2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，则此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） （A）Ag （B）Zn(OH)2 （C）Ag2O （D）Zn ⒋ 当形成原电池时，化学反应速率大大加快了。 ⒌ 钢铁的腐蚀与防护。 ? ?电化学腐蚀（吸氧腐蚀）化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质 溶液接触构成微小原电池金属跟接触物质（多为非电解质） 直接反应现象有微弱电流产生无电流产生结果活泼金属被腐蚀 较不活泼金属得到保护各种金属都有可能被腐蚀实例负极： 正极：2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工厂）本质金属原子失去电子被氧化而损耗联系两种腐蚀同时发生，但电化腐蚀较化学腐蚀普遍，钢铁以吸氧腐蚀常见金属的 防护①改变金属内部结构，如制成不锈钢；②在金属表面覆盖保护层，如电镀、涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜（致密），目的使金属制品与周围物质隔开；③电化学保护法（被保护金属作为原电池的正极或电解池的阴极）? （二）电解和电镀：把电能转化为化学能，装置必须配有外电源。 ⒈ 电极的判断与电极上的反应。 阳极：与电源正极相连的电极，是发生氧化反应，电子流出的一极；若惰性材料（石墨、Pt、Au 等）作阳极，失电子的是溶液中的阴离子；若非惰性电极（绝大多数金属电极），失电子的是电极本身。 阴极：是与电源负极相连的电极，电极本身不参与反应，电子流入；溶液中的阳离子在阴极上得电子，发生还原反应。 ⒉ 电解池中电子由电源负极流向阴极，被向阴极移动的某种阳离子获得，而向阳极移动的某种阴离子或阳极本身在阳极上失电子，电子流向电源正极。 例⒌ 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2 +Ni(OH)2，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。 【注意】蓄电池在充电时为电解池，放电时为原电池，其电极的判断最好是利用电极上的反应类型加以分析。 ⒊ 放电顺序：主要取决于离子本身的性质，也与溶液浓度、温度、电极材料等有关。 阴极（得电子能力）：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+，但应注意，电镀时通过控制条件（如离子浓度等），Fe2+和Zn2+可以先与H+放电。 阳极（失电子能力）：若阳极材料为金属单质（Pt、Au 除外），则电极本身失去电子（若为合金，金属单质失电子顺序应符合金属活动顺序），而溶液中的阴离子不参与电极反应；若阳极材料为惰性电极，则有S2-I－Br－Cl－OH－含氧酸根离子及F－等。 例⒍ 填写下表（阳极、阴极均采用惰性电极）。 类型实例电极反应及特点总反应pH恢复原溶液电解水型 ?NaOH? ????H2SO4? ????Na2SO4? ?