第37-38讲化学4.docVIP

第四讲 2．原电池组成及符号 原电池由两个半电池(电极)组成，原电池中原子流出的电极叫负极，电子流入的电极叫正极。负极发生氧化反应；正极发生还原反应。 在原电池中，氧化还原电对(简称电对)中高价态为氧化态，低价态为还原态。电对书写为氧化态／还原态。 原电池符号，对典型的铜锌原电池，其符号为： (－)Zn／Zn2+(ＣZn2+)／／Cu2+L(CCu2+)／Cu(+) 原电池符号书写规则是： ①氧化反应写在左边，作为电池负极，用(－)号表示；还原反应写在右边，用(+)号表示。两条平行斜线代表盐桥。 ②在半电池的电对中若有不同的相，应用单斜线分开，表示相界面，若同为溶相，则用逗号分开。 ③半电池的电对中若有金属板，则直接用作电极板，反之若无金属固体，必须外加惰性电极(如Pt；石墨等)。 3．能斯特方程与电极电势的应用 标准电极电势用表示，单位是伏特（V）。规定298K时，标准氢电极作为测量其他电极电势的基准，其电极电势等于0V，记作 能斯特方程，在298K，电极反应相关物质的浓度对电极电势影响的定量关系式。对任一电极反应，，能斯特方程为： 式中n为电极反应式中得失电子数。 书写能斯特方程式应注意几点： ①[氧化态]为指定状态下，氧化态物质的相对浓度，即应以电极反应式中相应的化学计量数为指数。同样，[还原态]类似处理。 ②若电极反应中有难溶固体或液体参与反应，则这些物质不写入方程式。 ③茸电极反应中有气体，则应以其相对压力PB(＝PB0／P0)代入式中。 ④电极反应中涉及H+、OH－或其他与固相沉淀相关的离子，它们的浓度应列入式中、一般地，若该物质项是写在氧化态一边；就作氢化态物质处理；反之，若写在还原态边，则作还原态物质处理。 例如： 电极电势的运用：①判断氧化剂(或还原剂)的相对强弱。即电极电势代数值越大，表示电对中氧化态物质越易得到电子，其氧化性越强；反之，电极电势代数值越小，表示电对中还原态物质越易失去电子，其还原性越强。 ②判断氧化还原反应进行方向，即反应进行方向是电极电势代数值最大的电对中氧化态物质作为氧化剂，电极电对代数值最小的电对中还原态物质作为还原剂。 ③计算原电池的电动势E电池(＝E(+)－E(－))。 ④计算氧化还原反应的平衡常数。在298K时，和氧化还原反应平衡常数之间的关系为： 需注意的是，与反应物实际浓度无关 4．电解 在电解池中，与直流电源负极相连的电极称为阴极，与直流电池正极相连的电极称为阳极。电解时，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应。 电解产物的确定，阳极产物的析出次序：①若用金属如Cu、Ag等作阳极材料，电解时，金属变成金属离子，即阳极溶解；②若用惰性金属(如Pt、Au)和石墨，则溶液中简单负离子(如I―、Br―、C1―)将先于OH－离子失去电子形成单质析出，若溶液只有含氧酸根离子(如SO42―)，则OH―离子将放电，析出O2。 阴极产物析出的次序：①电极电势代数值大的金属离子(如Ag+、Cu2+)形成单质析出；②若溶液中只有电极电势代数值小的金属离子(如Na+、K+)，则H+离子得到电子，析出H2。 5．金属腐蚀与防护 腐蚀电池中发生氧化反应的极叫阳极(对应原电池的负极)，发生还原反应的极叫阴极（对应原电池的正极)。 (1)析氢腐蚀(如钢铁制品在酸性较强的环境中，易发生) 阳极：Fe(s)＝Fe2++2e；阴极：2H++2e＝H2(g) (2)吸氧腐蚀(如钢铁制品在中性环境中，易发生) 阳极：Fe(s)＝Fe2++2e；阴极：O2(g)+2H2O+4e＝4OH－ 差异充气腐蚀为吸氧腐蚀的一种，其反应同上。如埋在土中的钢铁部件常发生差异充气腐蚀。 金属防护包括：改善金属的性质；在金属表面形成保护层；在腐蚀介质中加缓蚀剂；电化学保护法(牺牲阳极法和外加电池阴极保护法)。 三、应试题解 1．对于化学反应：3C12+6NaOH＝NaClO3＋5NaCl＋3H2O，下列评述中对Cl2在该反应中所起的作用的正确评述是（　）。 A．C12既是氧化剂，又是还原剂 B．C12是氧化剂，不是还原剂 C．C12是还原剂，不是氧化剂 D．C12既不是氧化剂，又不是还原剂 答案：A 6．用能斯特方程式计算朋MnO4－／Mn2+的电极电势E，下列叙述不正确的是（　）。 A．温度应为298K B．Mn2+浓度增大，则E减小 C．H+浓度的变化对E无影响 D．MnO4－浓度增大，则E增大 答案：C 8．已知，Cu2++2e＝Cu的标准电极电势E＝0.337V，则1／2Cu＋e＝1／2Cu的标准电极电势为（　）。 A．2×0.337V B．0.337V C．1／2×0.337V D．－0.337V 答案：B 12．在铜锌原电池的铜电极一端的电解质溶液中加入氨水后，其电动势将（　）。 A．减小 B．增大