電解與極化作用PPT課件

1、2021-11-16電化學應用的最重要的方面之一是其實際電解過程，電化學應用的最重要的方面之一是其實際電解過程， 即通過外加電壓，在一定電流時將電能轉化為即通過外加電壓，在一定電流時將電能轉化為化學能，形成電鍍、電解微細加工、電解冶煉金屬、化學能，形成電鍍、電解微細加工、電解冶煉金屬、無機電合成和有機電合成等電化學工業(yè)。無機電合成和有機電合成等電化學工業(yè)。引言引言 實際電極過程都是偏離平衡態(tài)的實際電極過程都是偏離平衡態(tài)的 本章將對電化學反應以一定的速度進行時偏離本章將對電化學反應以一定的速度進行時偏離熱力學平衡態(tài)的原因及有關規(guī)律進行討論。熱力學平衡態(tài)的原因及有關規(guī)律進行討論。 第1頁/共104

2、頁2021-11-16引言第2頁/共104頁2021-11-1610.3 電解時電極上的反應 陰極產品：電鍍、金屬提純、保護、產品的美化（包括金屬、塑料）和制備陰極產品：電鍍、金屬提純、保護、產品的美化（包括金屬、塑料）和制備 及有機物的還原產物等。及有機物的還原產物等。2H 陽極產品：鋁合金的氧化和著色、制備氧氣、雙氧水、氯氣以及有機物的氧陽極產品：鋁合金的氧化和著色、制備氧氣、雙氧水、氯氣以及有機物的氧化產物等?；a物等。 常見的電解制備有氯堿工業(yè)、由丙烯腈制乙二腈、用硝基苯制苯胺等。常見的電解制備有氯堿工業(yè)、由丙烯腈制乙二腈、用硝基苯制苯胺等。電解的應用電解的應用返第3頁/共104頁20

3、21-11-16引言第4頁/共104頁2021-11-16 第十章第十章 電解與極化作用電解與極化作用10.1 10.1 分解電壓分解電壓10.2 10.2 極化作用極化作用10.3 10.3 電解時電極上的反應電解時電極上的反應10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕與防腐金屬的電化學腐蝕與防腐10.5 10.5 化學電源化學電源第5頁/共104頁2021-11-16電解電解電池電池分解電壓？分解電壓？第6頁/共104頁2021-11-16 電解電解:若外加電壓于一電池上若外加電壓于一電池上, 逐漸增加電壓直至使電池反應發(fā)生逆轉的現(xiàn)逐漸增加電壓直至使電池反應發(fā)生逆轉的現(xiàn)象就是電解象就是電解.電解

4、與分解電壓電解與分解電壓如用如用Pt電極電解電極電解0.5moldm-3 H2SO4溶液溶液.此時在兩極上發(fā)生如下反應此時在兩極上發(fā)生如下反應:10.110.1、分解電壓、分解電壓第7頁/共104頁2021-11-16分解電壓的測定分解電壓的測定 逐漸增加外加電壓，由安培計逐漸增加外加電壓，由安培計G G和和伏特計伏特計V V分別測定線路中的電流強度分別測定線路中的電流強度I I 和電壓和電壓E E，畫出畫出I-EI-E曲線。曲線。分解電壓的測定分解電壓的測定第8頁/共104頁2021-11-16分解電壓的測定分解電壓的測定第9頁/共104頁2021-11-16 分解電壓分解電壓: 指使電解質

5、溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時的最小外加電壓指使電解質溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時的最小外加電壓(圖中直圖中直線外延線外延E0).分析其原因分析其原因: 開始時外加電壓較小開始時外加電壓較小,電極充電電極充電, 無無H2和和O2生成生成. 當增大外加電壓當增大外加電壓, 電極表面上電極表面上產生少量的產生少量的H2和和O2,其壓力雖小其壓力雖小, 但構成了一個對抗電解過程的具有反電動勢但構成了一個對抗電解過程的具有反電動勢Eb的原的原電池電池:(Pt) H2(g)|H2SO4(0.5moldm-3)|O2(g)(Pt) VE229.1mf 10.110.1、分解電壓、分解電壓第10頁/共104頁2021

6、-11-16 理論分解電壓理論分解電壓:從理論上講從理論上講, 分解電壓應該等于可逆電池的電動勢分解電壓應該等于可逆電池的電動勢 (稱為稱為理理論分解電壓論分解電壓 ). 實驗表明實驗表明, 無論是酸還是堿溶液其分解電壓都是無論是酸還是堿溶液其分解電壓都是1.7V, 因產物都是因產物都是H2和和O2, 而而H2和和O2構成電池的電動勢都是構成電池的電動勢都是1.23V, 可見可見, H2和和O2在在Pt電極上有相當大的電極上有相當大的極極化現(xiàn)象化現(xiàn)象. 實際上分解電壓實際上分解電壓:只有大于理論分解電壓時只有大于理論分解電壓時, 電解電解才能以一定速率進行才能以一定速率進行.10.110.1、

7、分解電壓、分解電壓第11頁/共104頁2021-11-16電極極化的程度用超電勢來度量電極極化的程度用超電勢來度量.電極的極化現(xiàn)象電極的極化現(xiàn)象 當電極無電流通過時當電極無電流通過時, 電極處于平衡態(tài)電極處于平衡態(tài), 相應的電極電勢為平衡電勢相應的電極電勢為平衡電勢 . 當電流密度增加當電流密度增加,電極電勢偏離平衡位置也愈來愈大電極電勢偏離平衡位置也愈來愈大, 即不可逆程度也愈大即不可逆程度也愈大, 此時的電極電勢為不可逆電極電勢此時的電極電勢為不可逆電極電勢 .不可不可 平平 我們把我們把 “有限電流通過電極時有限電流通過電極時,電極電勢電極電勢( ) 偏離可逆電極電勢偏離可逆電極電勢(

8、)的的現(xiàn)象現(xiàn)象” 稱為電極的極化稱為電極的極化.可可 不可不可 10.2 10.2 極化作用極化作用第12頁/共104頁2021-11-16陰極極化陰極極化:陽極極化陽極極化:平平衡衡，陽陽不不可可，陽陽陽陽 |平平衡衡不不可可 超電勢超電勢 為何產生極化現(xiàn)象呢為何產生極化現(xiàn)象呢? 究其原因究其原因,有電流通過電極時有電流通過電極時, 電極上會發(fā)生一系列過程電極上會發(fā)生一系列過程(離子的擴散、電極反應離子的擴散、電極反應),并以一定的速率進行并以一定的速率進行,每一步或多或少存在阻力每一步或多或少存在阻力(勢壘勢壘), 要克服這些阻力要克服這些阻力, 相應需要一定的推動力相應需要一定的推動力,

9、 反映在電極上表現(xiàn)為電極電勢的偏離反映在電極上表現(xiàn)為電極電勢的偏離.10.2 10.2 極化作用極化作用第13頁/共104頁2021-11-16極化原因主要有三種極化原因主要有三種:(a) 濃差極化濃差極化(b) 電化學極化電化學極化 當有限電流通過電極時當有限電流通過電極時,由于離子擴散的遲緩性導致電極表面與本體溶液離由于離子擴散的遲緩性導致電極表面與本體溶液離子濃度的差異子濃度的差異,從而使電極電勢偏離可逆電極電勢的現(xiàn)象稱為濃差極化從而使電極電勢偏離可逆電極電勢的現(xiàn)象稱為濃差極化. 當有限電流通過電極時當有限電流通過電極時,由于電化學反應的遲緩性導致電極表面帶電程度不由于電化學反應的遲緩性

10、導致電極表面帶電程度不同同,而使電極電勢偏離可逆電極電勢的現(xiàn)象稱為電化學極化而使電極電勢偏離可逆電極電勢的現(xiàn)象稱為電化學極化. 電極表面生成氧化膜或其它物質電極表面生成氧化膜或其它物質,而產生電勢降而產生電勢降IR(不具有普遍意義不具有普遍意義).(c) 電阻極化電阻極化第14頁/共104頁2021-11-16 極化結果極化結果:陽極極化陽極極化: 電極電勢向電極電勢向正向正向移動移動, 不可不可正值增大正值增大. 陰極極化陰極極化: 電極電勢向電極電勢向負向負向移動移動, 不可不可負值增大負值增大. 不可不可也稱為析出電勢也稱為析出電勢 就個別電極而言就個別電極而言:陽陽可可逆逆陽陽, ,析

11、析出出陽陽, , 陰陰可可逆逆陰陰, ,析析出出陰陰, , 就電解池而言就電解池而言:陰陰陽陽可可逆逆析析出出陰陰, ,析析出出陽陽, ,分分解解 EEE分解分解指電解時所需的最小外加電壓指電解時所需的最小外加電壓.10.2 10.2 極化作用極化作用第15頁/共104頁2021-11-16測定極化曲線測定極化曲線 (i - 曲線曲線). 超電勢的測定超電勢的測定 如不可逆情況下電解池的分解電壓和電池的端電壓極化結果如不可逆情況下電解池的分解電壓和電池的端電壓極化結果:i /A 可逆可逆陽,陽, 可逆可逆陰,陰, 陽極曲線陽極曲線陰極曲線陰極曲線槽槽E可逆可逆E陽陽 陰陰 電解池電解池i /A

12、 可逆可逆陽,陽, 可逆可逆陰,陰, 正極曲線正極曲線負極曲線負極曲線端端E可逆可逆E陽陽 陰陰 原電池原電池 可見可見, 無論是電解池還是原電池無論是電解池還是原電池, 因有極化存在時因有極化存在時, 從能量從能量的利用角度上均是不利的的利用角度上均是不利的, 為減少極化常加入去極劑為減少極化常加入去極劑.返第16頁/共104頁2021-11-16影響超電勢的因素影響超電勢的因素 電極材料、電極表面狀態(tài)、電流密度、電解質的性質、濃度及溶液中的電極材料、電極表面狀態(tài)、電流密度、電解質的性質、濃度及溶液中的雜質等，因此超電勢的測定重現(xiàn)性不好。雜質等，因此超電勢的測定重現(xiàn)性不好。 一般地一般地:

13、金屬析出超電勢較小，而析出氣體金屬析出超電勢較小，而析出氣體,特別是特別是H2和和O2的超電勢較大。的超電勢較大。10.2 10.2 極化作用極化作用第17頁/共104頁2021-11-16 氫超電勢氫超電勢塔菲爾公式塔菲爾公式塔菲爾塔菲爾(Tafel)公式公式 氫超電勢是各種電極過程研究最早也是最多的氫超電勢是各種電極過程研究最早也是最多的, 早在早在1905年年Tafel提出一個經驗提出一個經驗式式,給出氫超電勢與電流密度的定量關系給出氫超電勢與電流密度的定量關系:ibaln a 為電流密度為電流密度 i = 1Am-2時的超電勢時的超電勢, 其值主要取決與電極材料其值主要取決與電極材料,

14、 也與電極表面也與電極表面狀態(tài)、溶液組成、溫度等因素有關狀態(tài)、溶液組成、溫度等因素有關. b 為一常數(shù)為一常數(shù), 對多數(shù)金屬相差不大對多數(shù)金屬相差不大, 常溫下接近常溫下接近 0.050V.第18頁/共104頁2021-11-16 H3O+在電極上以下列機理放電在電極上以下列機理放電; H3O+從電極表面附近溶液移到電極上從電極表面附近溶液移到電極上; H3O+從本體溶液擴散到電極表面附近從本體溶液擴散到電極表面附近; 早在早在1930年開始年開始, 提出了遲緩放電理論和復合理論提出了遲緩放電理論和復合理論, 在不同的理論中有共同之在不同的理論中有共同之處處,都認為都認為H+放電有以下幾個步驟

15、進行放電有以下幾個步驟進行:氫在陰極上的放電機理氫在陰極上的放電機理OHHMeMOH2ee3 (a) H3O+在電極表面放電在電極表面放電, 而形成吸附電極表面的而形成吸附電極表面的H原子原子;第19頁/共104頁2021-11-16OHHMeH-MOH22ee3 (b) H3O+和已被吸附電極表面的和已被吸附電極表面的H原子反應生成原子反應生成H2; 也為電化學脫附也為電化學脫附.在緘性溶液中在緘性溶液中: OHHMeMOHee2 吸附在電極上的吸附在電極上的H原子化合為原子化合為H22eeeHM2HMHM H2從電極上擴散到溶液內或形成氣泡逸出從電極上擴散到溶液內或形成氣泡逸出.10.2

16、10.2 極化作用極化作用第20頁/共104頁2021-11-16在不同金屬上氫超電勢的大小可采用不同理論來解釋在不同金屬上氫超電勢的大小可采用不同理論來解釋. .以上氫析出電極過程以上氫析出電極過程, , 已證明不影響反應速率已證明不影響反應速率, ,三步究竟哪一步為速控步三步究竟哪一步為速控步, , 各學者意見不一致各學者意見不一致. .遲緩放電理論認為第步最慢遲緩放電理論認為第步最慢, ,而復合理論認為第步最慢而復合理論認為第步最慢, ,也有人認為電極上各反應步驟速率相近也有人認為電極上各反應步驟速率相近, ,反應屬于聯(lián)合控制反應屬于聯(lián)合控制. .10.2 10.2 極化作用極化作用第2

17、1頁/共104頁2021-11-16一般地般地: : Hg、Zn、Pb、Cd 等金屬等金屬, 氫超電勢氫超電勢較高較高, 遲緩放電遲緩放電理論能概括全部事實理論能概括全部事實. Pt、Pd 氫超電勢氫超電勢較低較低, 復合放電理論能解釋實驗事實復合放電理論能解釋實驗事實. Fe、Co、Cu 等金屬等金屬, 氫超電勢氫超電勢居中居中, 情況復雜情況復雜, 二理二理論同時考慮論同時考慮. 但無論那一個理論均遵守塔菲爾經驗公式但無論那一個理論均遵守塔菲爾經驗公式.返10.2 10.2 極化作用極化作用第22頁/共104頁2021-11-1610.110.1、分解電壓、分解電壓10.2 10.2 極化

18、作用極化作用上次課復習上次課復習陰極極化陰極極化:陽極極化陽極極化:平平衡衡，陽陽不不可可，陽陽陽陽 |平平衡衡不不可可 超電勢超電勢陰陰陽陽可可逆逆析析出出陰陰, ,析析出出陽陽, ,分分解解 EE第23頁/共104頁2021-11-16 在電解池中在電解池中, 其外加電壓達到分解電壓的數(shù)值其外加電壓達到分解電壓的數(shù)值, 反應就開始進行反應就開始進行; 相應相應電極只要電極電勢達到離子析出電勢電極只要電極電勢達到離子析出電勢, 電極反應就進行電極反應就進行, 10.3 10.3 電解時電極上的競爭反應電解時電極上的競爭反應這就涉及到離子析出次序問題這就涉及到離子析出次序問題. .第24頁/共

19、104頁2021-11-161. 金屬的析出與氫的超電金屬的析出與氫的超電勢勢 首先討論電解含有金屬離子首先討論電解含有金屬離子 Mz+ 的水溶液時的水溶液時, Mz+與與H+何者優(yōu)先還原？何者優(yōu)先還原？在陰極上在陰極上:M(s)ze(aq)Mz (g)He2(aq)2H2 陰極上析出陰極上析出金屬金屬時時, 超電勢一般較小超電勢一般較小, 常忽略不計常忽略不計, 即即陰陰 = 0.超超陰陰超超陰陰，平平陰陰，析析 azFRT1ln析出電勢為析出電勢為: 氫析出超電勢較大氫析出超電勢較大, 且在不同金屬上超電勢不同且在不同金屬上超電勢不同, 不能忽略不能忽略. 由于超電勢存由于超電勢存在在,

20、氫析出電勢向負向移動氫析出電勢向負向移動.第25頁/共104頁2021-11-16例例1 電解電解 AgNO3(a = 1) 水溶液水溶液.)(H21e)10(H27-pa Ag(s)e1)(Ag aV799. 0Ag,Ag 析析解解: 在陰極上析出反應在陰極上析出反應: 已知已知, 陰極上離子的析出電勢愈高陰極上離子的析出電勢愈高, 氧化態(tài)易被還原為還原態(tài)氧化態(tài)易被還原為還原態(tài). 因此在陰極上因此在陰極上, 即使不考慮氫超電勢即使不考慮氫超電勢, Ag+也比也比H+易析出易析出; 若考慮氫超電勢若考慮氫超電勢, H2析出更困難析出更困難.22H,H414. 0 V析析1. 金屬的析出與氫的超

21、電勢金屬的析出與氫的超電勢第26頁/共104頁2021-11-16 例例2 電解電解 CdSO4(a = 1) 水溶液水溶液, 氫在金屬氫在金屬Cd析出超電勢為析出超電勢為0.48V.)(H21e)10(H27-pa Cd(s)2e1)(Cd2 aV403. 0CdCd ，析析解解: 在陰極上析出反應在陰極上析出反應: 可見可見,由于氫超電勢的存在由于氫超電勢的存在,H2析出困難的多析出困難的多;即使在即使在 pH = 4 的溶液的溶液, H2析出析出也在也在Cd之后之后,此時此時: 可見可見, 由于氫超電勢存在由于氫超電勢存在, 使得電動次序在使得電動次序在H 之前的活潑金屬能優(yōu)先析出之前的

22、活潑金屬能優(yōu)先析出; 甚甚至至Na+在汞陰極上也會生成鈉汞齊在汞陰極上也會生成鈉汞齊, 不會放出不會放出H2.V7166. 02366. 022HH ，析析22HH414. 0 V，析析V894.0 1. 金屬的析出與氫的超電勢金屬的析出與氫的超電勢第27頁/共104頁2021-11-16 例例3 電解電解 CuSO4(a = 1) 水溶液水溶液分解電壓為分解電壓為1.36V1.36V開始分解。開始分解。當電壓為當電壓為2.0V2.0V時時Cu2+已降到210-22mol.kg-1。直到電壓增到直到電壓增到2.30V2.30V，才開始析出氫氣。，才開始析出氫氣。1. 金屬的析出與氫的超電勢金屬

23、的析出與氫的超電勢第28頁/共104頁2021-11-16 當溶液存在當溶液存在多種多種金屬離子金屬離子, 可根據(jù)它們析出電勢的不同用電解沉積的辦法可根據(jù)它們析出電勢的不同用電解沉積的辦法將其分離將其分離, 析出電勢越正的金屬最先被分離出來析出電勢越正的金屬最先被分離出來.分離條件分離條件: 例如例如:用電沉積分離含有用電沉積分離含有Cu2+ 和其它金屬離子的溶液和其它金屬離子的溶液, 假定假定Cu2+先析出先析出:析出電勢為析出電勢為: 2CuCuCu1ln2aFRT ，析析 兩種金屬離子析出電勢相差約兩種金屬離子析出電勢相差約 0.2V以上以上, 可有效地將兩種金屬離子分開可有效地將兩種金

24、屬離子分開.2. 金屬離子的分離金屬離子的分離第29頁/共104頁2021-11-16 若若Cu2+濃度降為濃度降為1/100時時, 電極電勢降為電極電勢降為0.06V. 若電極電勢降低若電極電勢降低0.2V時時, Cu2+濃度約為濃度約為10-7, 可以認為可以認為Cu2+已全部沉積出來已全部沉積出來, 達到分離的目的達到分離的目的.電勢下降為電勢下降為:VFRT03. 01 . 0ln2CuCu ，析析，析析 2CuCuCu1 . 01ln2aFRT ，析，析 隨著隨著Cu的析出的析出, Cu2+濃度逐漸降低濃度逐漸降低, 電極電勢逐漸變負電極電勢逐漸變負, 當當Cu2+濃度降為濃度降為原

25、來的十分之一時原來的十分之一時, 其析出電勢為其析出電勢為:2. 金屬離子的分離金屬離子的分離第30頁/共104頁2021-11-16 例例3 25時用銅電極電解分別含有時用銅電極電解分別含有0.1molkg-1的的 CuSO4和和ZnSO4溶液溶液, 當當電流密度為電流密度為 0.01Acm-2時時H2在金屬在金屬Cu上的超電勢為上的超電勢為0.584V. 在陰極上析出物質的順序是什么在陰極上析出物質的順序是什么?解解: 若不考慮若不考慮 Cu 和和 Zn析出超電勢時析出超電勢時:VaFRT3074. 01ln222CuCu/CuCu ，析析 當當Zn開始在陰極上析出時開始在陰極上析出時,

26、溶液中溶液中Cu2+濃度為多少濃度為多少?(已已知知 ).,337. 0Cu/Cu2V V7628. 0/ZnZn2 VaFRT7924. 01ln222ZnZn/ZnZn ，析析2. 金屬離子的分離金屬離子的分離第31頁/共104頁2021-11-16，析析，析析，析析2HZnCu 因此因此:222HHH/HH1ln aFRT，析析V9980. 0584. 0101ln9650015.298314. 87 22CuCu/Cu1ln27924. 0aFRT 陰陰 當當Zn開始在陰極上析出時開始在陰極上析出時, 陰極電勢降為陰極電勢降為 0.7924V.則溶液中則溶液中Cu2+濃度為濃度為:39

27、Cu1030. 62 a 2Cu1ln2337. 0aFRT2. 金屬離子的分離金屬離子的分離第32頁/共104頁2021-11-16析析析析,2,1 共沉積條件為共沉積條件為:或或2221111ln1ln azFRTazFRT下幾種情況金屬離子可共同析出下幾種情況金屬離子可共同析出: 不同不同,1與與2相差較大相差較大, 而使而使21 、析析析析, 2, 1 相差不大相差不大,都很小都很小;21 、 調節(jié)兩種離子活度調節(jié)兩種離子活度 a1與與 a2進行補償進行補償, 如如Cd與與Cu, Zn與與Cu,相差很大相差很大,也不同也不同, 但當加入但當加入KCN時時, 由于都生成絡合物由于都生成絡

28、合物,使得析出電勢十分接近而同時析出使得析出電勢十分接近而同時析出,這就是電這就是電鍍合金的基本原理鍍合金的基本原理.3. 金屬離子的共沉積金屬離子的共沉積第33頁/共104頁2021-11-16陽極過程有以下幾種情況陽極過程有以下幾種情況: 陽極發(fā)生的是氧化反應陽極發(fā)生的是氧化反應, 一般析出電勢愈低的離子愈易在陽極放電而氧化一般析出電勢愈低的離子愈易在陽極放電而氧化. 若陽極材料為若陽極材料為Zn、Cu等活潑金屬等活潑金屬. 則電解時既可能是陽極溶解則電解時既可能是陽極溶解, 又可能是又可能是OH-等負離子放電等負離子放電; 當然那一個反應放電電勢低當然那一個反應放電電勢低, 那一個優(yōu)先放

29、電那一個優(yōu)先放電. 一般含氧酸根離子一般含氧酸根離子 , 因析出電勢較高因析出電勢較高, 在水溶液中不可能在水溶液中不可能在陽極上放電在陽極上放電 . 33424NOPOSO、 若陽極材料為若陽極材料為Pt等惰性金屬等惰性金屬, 電解時只能是負離子放電電解時只能是負離子放電, 即即Cl-、Br-、 I-、OH-被氧化為被氧化為Cl2、Br2、I2 和和O2 .4. 陽極反應陽極反應第34頁/共104頁2021-11-16例例4 用用Cu電極電解電極電解1molkg-1的的CuSO4水溶液水溶液. e21)(CuCu(s)2aV337. 0Cu,Cu 溶溶解解解解: 金屬金屬Cu的溶解電勢的溶解

30、電勢:O2析出電勢為析出電勢為:2eOH)(O21)10(2OH227-pa222OOHO,Oln aFRT析析2O710lg05915. 0401. 0 2O815. 0 V 因此在陽極上因此在陽極上, 即使不考慮即使不考慮O2析出超電勢析出超電勢, 也首先發(fā)生的是也首先發(fā)生的是Cu的溶解的溶解; 而不而不是是O2析出析出.4. 陽極反應陽極反應第35頁/共104頁2021-11-16例題：在298.2K、 時,以鉑為陰極,石墨為陽極,電解含有FeCl2 (b=0.01 mol kg-1 , =1)和CuCl2(b=0.02mol kg-1, =1)的水溶液.若電解過程中,不斷攪拌溶液,并設

31、超電勢可略而不計,問：(1)何種金屬先析出?(2)金屬析出時,至少加多少電壓?4. 陽極反應陽極反應第36頁/共104頁2021-11-164. 陽極反應陽極反應第37頁/共104頁2021-11-16上次課復習上次課復習 10.3 10.3 電解時電極上的競爭反應電解時電極上的競爭反應1. 金屬的析出與氫的超電勢金屬的析出與氫的超電勢2. 金屬離子的分離金屬離子的分離3. 金屬離子的共沉積金屬離子的共沉積第38頁/共104頁2021-11-16 金屬在高溫的氣氛中或與或非電解質液體等接觸時金屬在高溫的氣氛中或與或非電解質液體等接觸時, 發(fā)生純化學作用發(fā)生純化學作用. 10.4 10.4 金屬

32、的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐 或在潮濕的環(huán)境中發(fā)生電化學作用變?yōu)榻饘倩匣蛟诔睗竦沫h(huán)境中發(fā)生電化學作用變?yōu)榻饘倩衔锒獾狡茐牡默F(xiàn)象叫做金屬的腐蝕物而遭到破壞的現(xiàn)象叫做金屬的腐蝕. . 前者叫前者叫化學腐蝕化學腐蝕, , 后者叫后者叫電化學腐蝕電化學腐蝕. .第39頁/共104頁2021-11-1610.4 10.4 金屬的電化學腐蝕金屬的電化學腐蝕和防腐和防腐 金屬腐蝕會導致國民經濟的巨大損失。美國在20世紀80年代初期的統(tǒng)計年損失達1千多億美元；估計我國的年損失在300億元以上。電化學腐蝕與防護問題既有我們日常生活常見到的鋼鐵生銹、電

33、池的點蝕等問題，也與當前新能源、新材料等領域密切相關?？梢哉f，腐蝕與防護問題存在于國民經濟和科學技術的各個領域，不斷地提出的新問題促使腐蝕與防護成為一門迅速發(fā)展的綜合性邊緣學科。 引起金屬腐蝕的主要原因是：金屬表面與周圍介質的生物、化學或電化學作用而導致金屬被破壞。這一節(jié)僅討論金屬表面與潮濕空氣、電解質溶液等介質發(fā)生電化學作用而引起的腐蝕-電化學腐蝕。 第40頁/共104頁2021-11-16 10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐金屬腐蝕分兩類：金屬腐蝕分兩類：（1 1）化學腐蝕）化學腐蝕 金屬表面與介質如氣體或非電解質液體等因發(fā)生化學作用而引起金屬表面與介質如氣體

34、或非電解質液體等因發(fā)生化學作用而引起的腐蝕，稱為的腐蝕，稱為化學腐蝕化學腐蝕?；瘜W腐蝕作用進行時?；瘜W腐蝕作用進行時無電流產生無電流產生。（2 2）電化學腐蝕）電化學腐蝕 金屬表面與介質如潮濕空氣或電解質溶液等，因形成微電池，金金屬表面與介質如潮濕空氣或電解質溶液等，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。這種由于電化學作用引起的腐蝕稱為屬作為陽極發(fā)生氧化而使金屬發(fā)生腐蝕。這種由于電化學作用引起的腐蝕稱為電化電化學腐蝕學腐蝕。第41頁/共104頁2021-11-16 10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐電化學腐蝕機理：電化學腐蝕機理：銅板上的鐵鉚釘為什么

35、特別容易生銹？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，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，空氣中的表面被潮濕空氣或雨水浸潤，空氣中的和海邊空氣中的和海邊空氣中的NaClNaCl溶解其中，形成電解質溶液，這樣組成溶解其中，形成電解質溶液，這樣組成了原電池，了原電池，銅作陰極銅作陰極，鐵作陽極，鐵作陽極，所以所以鐵很快腐蝕形成鐵銹。鐵很快腐蝕形成鐵銹。22CO ,SO圖(a)第42頁/共104頁2021-11-16 10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐圖(a)第43頁/共104頁2021-11-16鐵在酸性介質中只能氧化

36、成二價鐵：鐵在酸性介質中只能氧化成二價鐵：2+Fe(s)Fe2e 二價鐵被空氣中的氧氣氧化成三價鐵，三價鐵在水溶液中生成二價鐵被空氣中的氧氣氧化成三價鐵，三價鐵在水溶液中生成 沉沉淀，淀， 又可能部分失水生成又可能部分失水生成。3Fe(OH)3Fe(OH)23Fe O 所以鐵銹是一個由所以鐵銹是一個由 等化合物組成的疏松的等化合物組成的疏松的混雜物質?；祀s物質。2+3+323Fe ,Fe ,Fe(OH) ,Fe O圖(a)腐蝕時陽極上的反應腐蝕時陽極上的反應（鐵銹的組成）（鐵銹的組成） 10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐第44頁/共104頁2021-11-16(1

37、)(1)析氫腐蝕析氫腐蝕酸性介質中酸性介質中 在陰極上還原成氫氣析出。在陰極上還原成氫氣析出。+H2+H+22H12HeH (g) (H |H )lnaRTEFa 設設 ， 則則+27HH1, 10aa+2(H |H )0.413 VE鐵陽極氧化，當鐵陽極氧化，當 時認為已經發(fā)生腐蝕，時認為已經發(fā)生腐蝕，2+6(Fe )10a2+2+61(Fe |Fe)(Fe |Fe)ln100.617VRTEEzF$這時組成原電池的電動勢為這時組成原電池的電動勢為，是自發(fā)電池。，是自發(fā)電池。0.204V腐蝕時陰極上的反應腐蝕時陰極上的反應 10.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐第4

38、5頁/共104頁2021-11-16 如果既有酸性介質，又有氧氣存在，在陰極上發(fā)生消耗氧的還原反應：如果既有酸性介質，又有氧氣存在，在陰極上發(fā)生消耗氧的還原反應： 這時與這時與 (-0.617(-0.617V V) )陽極組成原電池的電動勢為陽極組成原電池的電動勢為 。顯。顯然耗氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。然耗氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。2+(Fe |Fe)E1.433 V（2 2）耗氧腐蝕）耗氧腐蝕+2+27O2H 1, 10 ,(O |H O,H )0.816VaaE設則 +2+22+224OHO (g)+4H4e2H O1(O |H O,H )ln4RTEEFa a$1.229 VE $ 1

39、0.4 10.4 金屬的電化學腐蝕和防腐金屬的電化學腐蝕和防腐第46頁/共104頁2021-11-16 圖圖(b)(b)是金屬與其自身中的雜質是金屬與其自身中的雜質( (如如ZnZn中含雜質中含雜質Fe)Fe)構成的微電池構成的微電池. .圖圖(b) 工業(yè)用工業(yè)用Zn在在H2SO4中溶解示意圖中溶解示意圖 當它們的表面與溶液接觸時當它們的表面與溶液接觸時, 就會發(fā)生原就會發(fā)生原電池反應電池反應, 導致金屬被氧化而腐蝕導致金屬被氧化而腐蝕. 產生電化產生電化學腐蝕的微電池稱為腐蝕電池學腐蝕的微電池稱為腐蝕電池.金屬與其自身中的雜質構成的微電池金屬與其自身中的雜質構成的微電池陰極過程：在陰極陰極過

40、程：在陰極FeFe上反應上反應: : 2H+ + 2e-H2陽極過程陽極過程:ZnZn2+ + 2e-第47頁/共104頁2021-11-16圖圖(b) 工業(yè)用工業(yè)用Zn在在H2SO4中溶解示意圖中溶解示意圖腐蝕時陰極上的反應腐蝕時陰極上的反應第48頁/共104頁2021-11-162H+ + 2e-H2去極劑：去極劑：在電池中氧化，還原同時發(fā)生。在電池中氧化，還原同時發(fā)生。在陽極金屬氧化同時在陽極金屬氧化同時在陰極同時發(fā)生還原反應：在陰極同時發(fā)生還原反應：H+和O2為去極劑腐蝕時陰極上的反應腐蝕時陰極上的反應第49頁/共104頁2021-11-16腐蝕電池電動勢的大小影響腐蝕的傾向和速度腐蝕

41、電池電動勢的大小影響腐蝕的傾向和速度電流產生電極就要極化，腐蝕電動勢就要改變。電流產生電極就要極化，腐蝕電動勢就要改變。 因此，電極極化曲線測定，對因此，電極極化曲線測定，對金屬防腐金屬防腐有重要指導意義。有重要指導意義。腐蝕時陰極上的反應腐蝕時陰極上的反應第50頁/共104頁2021-11-16金屬的防腐金屬的防腐（1 1）非金屬防腐）非金屬防腐 在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青等，將金屬與腐蝕介在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青等，將金屬與腐蝕介質隔開。質隔開。（2 2）金屬保護層）金屬保護層 在需保護的金屬表面用在需保護的金屬表面用電鍍電鍍或或化學鍍化學鍍的方法鍍上的方法鍍上AuA

42、u，AgAg，NiNi，CrCr，ZnZn，SnSn等金屬，保護內層不被腐蝕。等金屬，保護內層不被腐蝕。金屬的防腐常用有下列幾種方法：金屬的防腐常用有下列幾種方法：陽極保護層陽極保護層(Zn)(Zn)陰極保護層陰極保護層 (Sn) (Sn)第51頁/共104頁2021-11-16金屬的防腐金屬的防腐（3 3）電化學保護）電化學保護 1 1保護器保護保護器保護 將被保護的金屬如鐵作陰極，較活潑的金屬如將被保護的金屬如鐵作陰極，較活潑的金屬如ZnZn作作犧牲性陽極犧牲性陽極。陽極腐蝕后定期更換。如：船舶等。陽極腐蝕后定期更換。如：船舶等。 2 2陰極保護陰極保護 外加電源組成一個外加電源組成一個電

43、解池電解池，將被保護金屬作，將被保護金屬作陰極陰極，廢金屬作，廢金屬作陽極陽極。電化學保護有幾種：電化學保護有幾種：第52頁/共104頁2021-11-16金屬的防腐金屬的防腐 外加電流的陰極保護法：，它是目前公認的最經濟、有效的防腐蝕方法之一。該法是將被保護金屬與外電源的負極相連，并在系統(tǒng)中引入另一輔助陽極，與外電源的正極相連。電流由輔助陽極(由金屬或非金屬導體組成)進入腐蝕電池的陰極和陽極區(qū)，再回到直流電源B。當腐蝕電池中的陰極區(qū)被外部電流極化到腐蝕電池中陽極的開路電勢，則所有金屬表面處于同一電勢，腐蝕電流消失。因此，只要維持一定的外電流，金屬就可不再被腐蝕。 第53頁/共104頁2021

44、-11-16金屬的防腐金屬的防腐 外加電流的陰極保護 第54頁/共104頁2021-11-163 3陽極保護陽極保護 用外電源，將被保護金屬接陽極，在一定的介質和外電壓作用下，使用外電源，將被保護金屬接陽極，在一定的介質和外電壓作用下，使陽極鈍化。陽極鈍化。金屬的防腐金屬的防腐第55頁/共104頁陽極鈍化曲線測定陽極鈍化曲線測定陽極極化陽極極化：金屬作為陽極時在一定的外電勢下發(fā)生的陽極溶解過程叫做陽極極化，：金屬作為陽極時在一定的外電勢下發(fā)生的陽極溶解過程叫做陽極極化，如下式所示：如下式所示： M = Mn+ + ne 陽極的溶解速度隨電位變正而逐漸增大。這是正常的陽極溶出。但當陽極電位正到某

45、陽極的溶解速度隨電位變正而逐漸增大。這是正常的陽極溶出。但當陽極電位正到某一數(shù)值時，其溶解速度達到一最大值。此后陽極溶解速度隨著電位變正，反而大幅度一數(shù)值時，其溶解速度達到一最大值。此后陽極溶解速度隨著電位變正，反而大幅度的降低，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化現(xiàn)象。的降低，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化現(xiàn)象。 金屬的鈍化現(xiàn)象金屬的鈍化現(xiàn)象：第56頁/共104頁2021-11-16金屬陽極極化曲線 Ui陽極鈍化曲線測定陽極鈍化曲線測定陽極鈍化曲線測定陽極鈍化曲線測定第57頁/共104頁恒電位法測定陽極極化曲線恒電位法測定陽極極化曲線：將研究電極上的電位維持在某一數(shù)值上，然后測量對應于該電位下的電流。由于電將研究

46、電極上的電位維持在某一數(shù)值上，然后測量對應于該電位下的電流。由于電極表面狀態(tài)在未建立穩(wěn)定狀態(tài)之前，電流會隨時間而改變，故一般測出來的曲線為極表面狀態(tài)在未建立穩(wěn)定狀態(tài)之前，電流會隨時間而改變，故一般測出來的曲線為“暫態(tài)暫態(tài)”極化曲線。極化曲線?？刂齐娢坏淖兓刂齐娢坏淖兓瘎討B(tài)法動態(tài)法：控制電極電位以較慢的速度連續(xù)地改變：控制電極電位以較慢的速度連續(xù)地改變( (掃描掃描) )，并測，并測量對應電位下的瞬時電流值，并以瞬時電流與對應的電極電位作圖，獲得整個的極量對應電位下的瞬時電流值，并以瞬時電流與對應的電極電位作圖，獲得整個的極化曲線。所采用的掃描速度化曲線。所采用的掃描速度( (即電位變化的速度

47、即電位變化的速度) )需要根據(jù)研究體系的性質選定。需要根據(jù)研究體系的性質選定。 第58頁/共104頁2021-11-16（4 4）加緩蝕劑）加緩蝕劑 在可能組成原電池的體系中加緩蝕劑，改變介質的性質，降低腐蝕速度。在可能組成原電池的體系中加緩蝕劑，改變介質的性質，降低腐蝕速度。緩蝕劑的防腐作用緩蝕劑的防腐作用:許多有機化合物許多有機化合物, , 如胺類、吡啶、喹啉、硫脲等能被金屬表面所吸附如胺類、吡啶、喹啉、硫脲等能被金屬表面所吸附, , 可以可以使陽極或陰極更加極化使陽極或陰極更加極化, , 大大降低陽極或陰極的反應速率大大降低陽極或陰極的反應速率, ,緩解金屬的腐蝕緩解金屬的腐蝕, , 這

48、些這些物質叫做緩蝕劑物質叫做緩蝕劑. . 金屬的防腐金屬的防腐第59頁/共104頁2021-11-16腐蝕電流與腐蝕速率腐蝕電流與腐蝕速率 金屬的電化學腐蝕是自發(fā)的不可逆過金屬的電化學腐蝕是自發(fā)的不可逆過程程, , 過程進行的主要規(guī)律受電化學反應動過程進行的主要規(guī)律受電化學反應動力學支配力學支配. . 當微電池中有電流通過時當微電池中有電流通過時, , 陰陰極和陽極分別發(fā)生極化作用極和陽極分別發(fā)生極化作用, , 如圖所示如圖所示. . 第60頁/共104頁2021-11-16由于腐蝕電池的外電阻為零由于腐蝕電池的外電阻為零( (兩電極金屬直接接觸兩電極金屬直接接觸), ), 溶液內阻很小溶液內

49、阻很小, , 因而腐蝕因而腐蝕金屬的表面是等電勢的金屬的表面是等電勢的, , 流經電池的電流等于流經電池的電流等于 S S 點處的電流點處的電流 I I( (腐蝕腐蝕), ), 稱為腐稱為腐蝕電流蝕電流, , 相應的電動勢相應的電動勢E Ex x( (腐蝕腐蝕) )叫做腐蝕電勢叫做腐蝕電勢. . 腐蝕電流反映腐蝕速率大小腐蝕電流反映腐蝕速率大小, , 增加極化程度可減小增加極化程度可減小I I( (腐蝕腐蝕), ), 從而降低腐蝕速率從而降低腐蝕速率, , 減少金屬腐蝕減少金屬腐蝕. . 腐蝕電流與腐蝕速率腐蝕電流與腐蝕速率第61頁/共104頁2021-11-16金屬的防腐金屬的防腐根據(jù)極化圖

50、來說明緩蝕劑抑制金屬腐蝕的基本原理。根據(jù)極化圖來說明緩蝕劑抑制金屬腐蝕的基本原理。 電化學腐蝕的速率是由陽極過程和陰極過程的極化特征所決定的。只要加入電化學腐蝕的速率是由陽極過程和陰極過程的極化特征所決定的。只要加入的緩蝕劑能夠抑制上述過程中的一種或二種，腐蝕速率就會降低。的緩蝕劑能夠抑制上述過程中的一種或二種，腐蝕速率就會降低。 根據(jù)緩蝕劑所能抑制的過程，我們可以把緩蝕劑分為根據(jù)緩蝕劑所能抑制的過程，我們可以把緩蝕劑分為陽極型緩蝕劑陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕陰極型緩蝕劑劑和和混合型緩蝕劑混合型緩蝕劑。這三類緩蝕劑對于電極過程的影響可以用極化圖表示。這三類緩蝕劑對于電極過程的影響可以用極化圖表示

51、。第62頁/共104頁2021-11-16金屬的防腐金屬的防腐 (a)(a)陽極型緩蝕劑陽極型緩蝕劑 (b)(b)陰極型緩蝕劑陰極型緩蝕劑 (c)(c)混合型緩混合型緩蝕劑蝕劑 第63頁/共104頁2021-11-16（5 5）制成耐蝕合金）制成耐蝕合金 在煉制金屬時加入其它組分，提高耐腐蝕能力。如在煉鋼時加入在煉制金屬時加入其它組分，提高耐腐蝕能力。如在煉鋼時加入MnMn，CrCr等元素等元素制成不銹鋼。制成不銹鋼。金屬的防腐金屬的防腐第64頁/共104頁2021-11-1610.10.5 5 化學電源化學電源分類化學電源分類（2 2）二次電池）二次電池 又稱為蓄電池。這種電池放電后可以充電

52、，使活性物質基本復又稱為蓄電池。這種電池放電后可以充電，使活性物質基本復原，可以重復、多次利用。如常見的鉛蓄電池和其它可充電電池等。原，可以重復、多次利用。如常見的鉛蓄電池和其它可充電電池等。（1 1）一次電池）一次電池 電池中的反應物質進行一次電化學反應放電之后，就不能再次電池中的反應物質進行一次電化學反應放電之后，就不能再次利用，如干電池。這種電池造成嚴重的材料浪費和環(huán)境污染。利用，如干電池。這種電池造成嚴重的材料浪費和環(huán)境污染。（3 3）燃料電池）燃料電池 又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質如氫氣、甲又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負

53、極的反應物質，以氧氣作為正極反應物質組成燃料電池。醇、天然氣、煤氣等作為負極的反應物質，以氧氣作為正極反應物質組成燃料電池。第65頁/共104頁2021-11-16發(fā)明電池的故事發(fā)明電池的故事 伏特伏特是意大利帕維亞大學的研究電學的是意大利帕維亞大學的研究電學的物理學家物理學家。有一天，伏特看了一位名叫有一天，伏特看了一位名叫加伐尼加伐尼的的解剖學家解剖學家的一篇論文，說動物肌肉里貯存著的一篇論文，說動物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來。看了這篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來?？戳诉@篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個實驗。他用許多只活青蛙反復

54、實驗，終于發(fā)現(xiàn)，實際情況并不像加伐尼所說的做這個實驗。他用許多只活青蛙反復實驗，終于發(fā)現(xiàn)，實際情況并不像加伐尼所說的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。那樣，而是兩種不同的金屬接觸產生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。 第66頁/共104頁2021-11-16發(fā)明電池的故事 一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導線把它們連接起來，剎時，他感

55、到滿嘴的酸味兒。手將金屬導線把它們連接起來，剎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當助手將金屬導線接通的一瞬間，伏特感到接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當助手將金屬導線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。滿嘴的咸味。這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產生電流。伏特想，只要能把這種這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來，就能大有作用。電流引出來，就能大有作用。伏特經過反復實驗，伏特經過反復實驗，終于發(fā)明了被后人稱做終于發(fā)明了被后人稱做“伏特電堆伏特電堆”的電池，的電池，這就是在銅板這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，

56、一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著天仍然在使用著第67頁/共104頁2021-11-16衡量電池優(yōu)劣的指標衡量電池優(yōu)劣的指標 比能量：比能量：電池單位質量或單位體積所能輸出電能的多少，符號電池單位質量或單位體積所能輸出電能的多少，符號(A(Ah)/kg ,(Ah)/kg ,(Ah)/Lh)/L 比功率：比功率：電池單位質量或單位體積所能輸出功率的大小，符號電池單位質量或單位體積所能輸出功率的大小，符號W/kg ,W/LW/kg ,W/L 儲存時間：儲存時間：電池的儲存時間的長短電池的儲存時間的長短除特殊情

57、況外，質量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長除特殊情況外，質量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，更適合使用者的需要。的電池，更適合使用者的需要。第68頁/共104頁2021-11-16 普通鋅錳干電池：活性物質為NH4Cl和淀粉糊作電解質，還填有MnO2 和炭黑。電極反應式：負 極：Zn - 2eZn2+正 極：2NH4+ + 2e+2MnO2 Mn2O3+ 2NH3 H2O總反應：Zn + 2NH4+ +2MnO2 Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3 H2O 堿性鋅錳干電池：活性物質為KOH和淀粉糊作電解質，還填有MnO2 和炭黑。電極反應式：負 極：Zn - 2e

58、+ 2OH- Zn(OH)2正 極：2MnO2 + 2e+ 2H2O 2MnOOH + 2OH-總反應：Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnOOH + Zn(OH)2一次電池第69頁/共104頁2021-11-16原電池1.鋅錳干電池第70頁/共104頁2021-11-16鋅錳干電池可用下式表示： (-)Zn|ZnCl2 NH4Cl | MnO2 | C(+)1.鋅錳干電池第71頁/共104頁2021-11-16 堿性鋅錳電池 電池符號: (-)Zn|KOH(79moldm-3) | MnO2 | C(+)電極反應：(-)Zn(s) +2OH-(aq)= ZnO(s)+H2O(l)+2e

59、- (+)MnO2(s)+ 2H2O(l) +2e-=Mn(OH)2(s)+ 2OH-(aq)電池反應 Zn(s)+ MnO2(s)+ H2O(l)= ZnO(s)+ Mn(OH)2(s)1.鋅錳干電池第72頁/共104頁2021-11-162.鋅汞電池第73頁/共104頁2021-11-16鋅汞電池可用下式表示：(-)Zn|Hg |KOH(含飽和ZnO) | HgO | Hg | C(+) 放電電極反應： (-) Zn(汞齊) +2OH-(aq)= ZnO(s)+H2O(l)+2e- (+)HgO(s)+ H2O(l) +2e-=Hg(l)+ 2OH-(aq)電池反應: Zn(汞齊)+ Hg

60、O(s)= ZnO(s)+ Hg(l)2.鋅汞電池第74頁/共104頁2021-11-163.鋰-鉻酸銀電池 放電電極反應： (-) Li(s) = Li+(aq)+e-(+)Ag2CrO4(s)+2Li+(aq)+2e- =2Ag(s)+Li2CrO4(s) 電池反應: 2Li(s)+ Ag2CrO4(s)= Li2CrO4(s) + 2Ag(s)第75頁/共104頁2021-11-16二次電池(蓄電池) 蓄電池:是在放電后借助外加直流電源使電池中的電化學反應逆向進行，使電池重新恢復到放電前的狀態(tài)。因而這類電池可以多次反復使用，故又稱為二次電池。主要的蓄電池有：鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、