大學化學-第4章-電化學原理及應用講解課件

大學普通化學大學普通化學1第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用2第4章電化學原理及應用丹尼爾第4章電化學原理及應用丹尼爾3

本章教學內(nèi)容氧化還原反應及氧化數(shù)

4.1原電池與電極電勢4.2電極電勢的應用4.3電解及其應用4.4金屬的電化學腐蝕及其防護4.5第4章電化學原理及應用本章教學內(nèi)容氧化還原反應及氧化數(shù)4.1原電池與電極電勢44電化學——研究化學能與電能間相互轉(zhuǎn)換的科學。

(從能量轉(zhuǎn)換觀點)

電化學研究

(1)利用的自發(fā)氧化還原反應，借助于原電池將化學能

電能，轉(zhuǎn)變

如化學電源等。(2)利用外加電流，借助于電解池等推動的非自發(fā)氧化還原反應

電解、電鍍、電解精煉、電鑄等等。轉(zhuǎn)變

進行，將電能

化學能，例如第4章電化學原理及應用電化學——研究化學能與電能間相互轉(zhuǎn)換的科學。(從能5直觀的認識(20世紀)：氧化數(shù)變化4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化還原反應如：電子得失：Zn+Cu2+Zn2++Cu2e-氧化數(shù)變化：Zn+Cu2+Zn2++Cu0+2+20電子偏移：2H2+O22H2O00+1-2最初的認識(18世紀)：得氧失氧本質(zhì)的認識(19世紀)：電子得失或偏移第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)直觀的認識(20世紀)：氧化數(shù)變化4.1氧化還原反應及6確定氧化數(shù)的規(guī)則(1)在單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零；(2)在化合物中：氟氧化物中：+2氧的氧化數(shù)正常氧化物中：-2超氧化物中：-1/2過氧化物中：-1(3)在中性分子中：所有原子氧化數(shù)的代數(shù)和等于零；氫：+1(金屬氫化物中，為-1，如NaH)第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)確定氧化數(shù)的規(guī)則(1)在單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零；(2)7(5)在多原子分子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和為零；

零；在多原子離子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等

于離子所帶的電荷數(shù)。例：H5IO6S2O32-

S4O62-

Fe3O4(4)在單原子離子中：元素的氧化數(shù)等于離子所帶

的電荷數(shù)；I的氧化數(shù)為+7S的氧化數(shù)為+2S的氧化數(shù)為+2.5Fe的氧化數(shù)為+8/3第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)(5)在多原子分子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和為零；

8氧化還原反應氧化(反應)——元素的氧化數(shù)升高的過程。還原(反應)——元素的氧化數(shù)降低的過程?！须娮拥檬Щ螂娮愚D(zhuǎn)移的反應；或反應前后氧化數(shù)發(fā)生變化的反應。還原劑氧化劑氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化還原反應氧化(反應)——元素的氧化數(shù)升高的過程。還原(反9氧化劑與還原劑在反應中的變化規(guī)律+1+2-1+3NaClO+2FeSO4+H2SO4＝NaCl+Fe2(SO4)3+H2O氧化劑

還原劑

還原產(chǎn)物

氧化產(chǎn)物

第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化劑與還原劑在反應中的變化規(guī)律+1104.2原電池與電極電勢Zn+Cu2+Cu+Zn2+

說明：現(xiàn)象：Zn片減少，Cu析出，溶液顏色變淺且溫度升高。4.2.1原電池化學能熱能e直接無序ZnCu2+1.原電池的組成及原理直接反應(將Zn片放入CuSO4溶液)：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢4.2原電池與電極電勢Zn+Cu2+11按下圖裝置進行反應：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢含有瓊脂的飽和KCl溶液作用：接通內(nèi)電路，保持溶液電中性。ZnZn2＋Cu2＋eeCl－K＋鹽橋(－)(＋)Cu銅半電池鋅半電池(a)外電路：負載，電流的外部通路(b)鹽橋：電流的內(nèi)部通路(c)電極：電池中發(fā)生氧化還原反應的場所按下圖裝置進行反應：第4章電化學原理及應用4.2原電池與12現(xiàn)象：電流計指針偏轉(zhuǎn)(Zn→Cu)，溶液溫度不變等。說明：

ZnCu2+e沿導線定向化學能電能可見，反應進行的方式不同，雖狀態(tài)函數(shù)的變化相同，功卻是不同的，只有后者有電功。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢原電池——借助于氧化還原反應將化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。裝置組成電子流出的一極叫負極電子流入的一極叫正極兩種電解質(zhì)溶液；兩個電極鹽橋、導線、負載等。現(xiàn)象：電流計指針偏轉(zhuǎn)(Zn→Cu)，溶液溫度不變等。說明：13第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢

工作原理：Zn比Cu活潑，Zn原子失去電子被氧化成Zn2+進入ZnSO4溶液；電子沿導線流向Cu片，CuSO4溶液中的Cu2+從Cu片上獲得電子還原成Cu原子沉積在Cu片上。外電路上電子的定向流動產(chǎn)生了電流,所以指針偏轉(zhuǎn)，原電池對外做了電功。ZnZn2＋Cu2＋eeKCl鹽橋(－)(＋)CuSO42-SO42-第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢14第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢隨著反應的進行，ZnSO4溶液和CuSO4溶液分別由于Zn2+的增多和Cu2+的減少而帶上正、負電荷。為使電流能持續(xù)產(chǎn)生,

鹽橋中的Cl-和K+分別向兩溶液中擴散，以保持溶液的電中性，起到了接通內(nèi)電路的作用。ZnZn2＋Cu2＋eeCl－K＋鹽橋(－)(＋)Cu銅半電池鋅半電池第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢15如Cu-Zn原電池:氧化反應還原反應原電池中負極反應——氧化反應正極反應——還原反應可以說，一個原電池由兩個半電池組成。2.電極和電極反應第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢半電池是由含有同一種元素不同氧化數(shù)的兩種物質(zhì)構成。

如Cu-Zn原電池:氧化反應還16其半反應(電極反應)為:

氧化還原氧化型+n還原型上式中的氧化型和還原型稱為氧化還原電對，通常表示為:

氧化型還原型

如:

[注意]①氧化型、還原型中含有同一種元素，但氧化數(shù)不同。②為電極反應中氧化型轉(zhuǎn)化為還原型時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。③有的電極反應中可能涉及到等。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢其半反應(電極反應)為:氧化還原17原電池符號：電池反應——原電池放電過程所發(fā)生的化學反應，為兩電極上的電極反應之和。相界面鹽橋(－)負極|電解質(zhì)溶液(c1)電解質(zhì)溶液(c2)|正極(＋)3.原電池反應及電池符號第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢或

原電池符號：電池反應——原電池放電過程所發(fā)生的化學反應，相18負極(e-流出)：Zn(s)-2e-Zn2+(aq)氧化反應正極(e-流入)：Cu2+(aq)+2e-Cu(s)還原反應電池反應：Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+Cu(s)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢原電池負極正極（半電池）

—氧化型1還原型1—氧化型2還原型2（氧化還原電對）

—氧化反應(正極半反應)

(負極半反應)—還原反應（電極反應）

（原電池反應）

氧化還原反應【歸納】負極(e-流出)：Zn(s)-2e-19(2)水寫入符號中，其他物質(zhì)要注明濃度(c)或分壓(p)，

電解質(zhì)溶液中有多種物質(zhì)時用”,”分開；(1)氣體或固體寫在靠近電極一側(cè)，用“|”分開；(3)電對中沒有電子導體時，需要使用惰性電極Pt或

C(石墨)。注意Pt|Fe3+(c1),Fe2+(c2)Fe3+(c1)+e-Fe2+(c2)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢(2)水寫入符號中，其他物質(zhì)要注明濃度(c)或分壓(p)，20舉例：(－)Zn|Zn2+(c1)H+(c2)|H2(p)|Pt(＋)(－)Sn2+-2eSn4+(＋)2Fe3++2e

2Fe2+電極反應：Sn4+/Sn2+Fe3+/Fe2+(－)Pt|Sn2+(c1),Sn4+(c2)Fe2+(c3),Fe3+(c4)|Pt(＋)(1)電池反應：Zn(s)+H(aq)Zn2+(aq)+H2(g)電極反應：(－)Zn(s)-2eZn2+(aq)(＋)2H+(aq)+2eH2(g)(2)電池反應：2FeCl3+SnCl22FeCl2+SnCl4第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢Zn2+/ZnH+/H2舉例：(－)Zn|Zn2+(c1)H+(c2)21電極反應：(－)Pt|I2|I-(c1)MnO4-(c2),Mn2+(c3),H+(c4)|Pt(＋)(3)電池反應：(－)2I--2eI2(＋)MnO4-+8H++5eMn2++4H2O第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢

原則上講，任意一個自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池。由于氧化劑、還原劑的物質(zhì)種類不同，兩個半電池的電極可以是各種類型。2MnO4-+10I-+16H+2Mn2++5I2+8H2OI2/I-MnO4+/Mn2+電極反應：(－)Pt|I2|I-(c1)M22電極的種類（1）金屬電極：如電對Zn2+/Zn電極符號：(－)Zn|Zn2+(c)

（2）非金屬電極：如電對H+/H2電極符號：(－)Pt|H2|H+(c)

組成半電池的電極必須具備兩個條件：電對和導體。常見的電極分四類：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢電極的種類（1）金屬電極：如電對Zn2+/Zn（2）23（3）氧化還原電極：如電對Fe3+/Fe2+

電極符號Fe3+(c1),Fe2+(c2)|Pt(+)（4）金屬-金屬難溶鹽電極：如電對AgCl/Ag電極符號Ag|AgCl(s)|Cl-(c)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢（3）氧化還原電極：如電對Fe3+/Fe2+（4）金24電極電極反應H+(c)

|H2(p)|Pt

2H+(c)+2e-→H2(p)OH-(c)

|H2(p)|Pt

2H2O+2e-→H2(p)+2OH-(c)H+(c)

|O2(p)|Pt

O2(p)+4H+(c)+4e-→2H2OOH-(c)

|O2(p)|Pt

O2(p)+2H2O+4e-→4OH-(c)Cl-(c)|Cl2(p)|Pt

Cl2(p)+2e-→2Cl-(c)非金屬電極第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢電極電極反應H+(c)|H2(p25金屬-難溶鹽電極金屬-氧化物電極電極電極反應Cl-(c)|AgCl(s)|Ag(s)AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(c)OH-(c)|Ag2O|Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2e-→2Ag(s)+2OH-(c)H+(c)|Ag2O(s)|Ag(s)Ag2O+2H+(c)+2e-→2Ag(s)+H2OCl-(c)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)Hg2Cl2(s)+2e-→2Hg(l)+2Cl-(c)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢金屬-難溶鹽電極電極電極反應Cl-26氧化-還原電極電極電極反應Fe3+(c1),Fe2+(c2)|Pt Fe3+(c1)+e-→Fe2+(c2)Cu2+(c1),Cu+(c2)|Pt Cu2+(c1)+e-→Cu+(c2)Sn4+(c1),Sn2+(c2)|Pt Sn4+(c1)+2e-→Sn2+(c2)MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt

MnO4-(c1)+8H+(c3)

+5e-→Mn2+(c2)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢氧化-還原電極電極電極反應Fe3274.2.2電極電勢1.電極電勢的產(chǎn)生M(s)Mn+(aq)+ne-溶解沉積第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢金屬表面M本身的活動性和熱運動+溶劑吸引等M將e留在金屬表面進入溶液成Mn+(aq)Mn+(aq)Mn+運動碰撞+金屬表面e吸引移向金屬并聚集其附近,Mn+沉積在金屬表面趨向溶解趨向沉積4.2.2電極電勢1.電極電勢的產(chǎn)生M(s)28++++

++++--------電極表面上:(cr)過剩電極附近溶液:過剩

電極表面上:e過剩電極附近溶液:過剩

電極表面與其附近溶液之間建立平衡過程中：

若

溶解>沉積（活潑金屬）若

溶解<沉積

（不活潑金屬）

電勢差

產(chǎn)生

雙電層

兩者間形成電勢差

產(chǎn)生

雙電層

兩者間形成第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢++++++++--------++++++++----電極表面上:29

這種電極(金屬或非金屬)與溶液中自身離子達到平衡時，因形成雙電層而產(chǎn)生的電勢差就是該電極的

電極的本性電極的電極電勢“值”決定

原電池兩電極間存在電勢差致使

電極電勢，常用符號E表示，單位:V。電流(

)

產(chǎn)生(外電路)e-

++++

++++--------++++++++--------第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢這種電極(金屬或非金屬)與溶液中自身離子30原電池中兩電極的電極電勢之差——電動勢。

根據(jù)電極電勢E的概念，在已知E值時，可以:③比較金屬的活動性。②判斷氧化還原電對氧化性或還原性的相對強弱；①計算原電池的電動勢EMF；如何確定電極的電極電勢“值”？

第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢原電池中兩電極的電極電勢之差——電動勢。根據(jù)電極電勢312.標準氫電極規(guī)定：規(guī)定標準氫電極：Pt|H2(100kPa)|H+(1mol·dm-3)2H+(1mol·dm-3)+2eH2(100kPa)電極反應：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢2.標準氫電極規(guī)定：規(guī)定標準氫電極：Pt|H2(32待測電極的標準電極電勢:

測定原電池的標準電動勢:測定時：

(298.15K)（）標準氫電極待測電極（）

3.標準電極電勢的測定各物質(zhì)處于標準狀態(tài)：

第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢待測電極的標準電極電勢:測定原電池的標準電動勢:測定時33設定原電池符號：(－)Pt|H2(100kPa)|H+(1mol·dm-3)Cu2+(1mol·dm-3)|Cu(＋)實驗測得原電池電動勢：舉例說明：測定第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢【說明】氫電極作為標準電極很不方便。設定原電池符號：(－)Pt|H2(100kPa)|H+(134Pt|Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl-(2.8mol·dm-3)常用：飽和甘汞電極電極反應：Hg2Cl2(s)+2e2Hg(l)

+2Cl-(aq)標準甘汞電極：c(Cl-)=1mol·dm-3E(Hg2Cl2/Hg)=0.268V飽和甘汞電極：c(Cl-)=2.8mol·dm-3(KCl飽和溶液)E(Hg2Cl2/Hg)=0.2415V4.參比電極第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢Pt|Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl-(235【明確】標準電極電勢表(1)標準電極電勢的值反映了物質(zhì)得失電子趨勢的大小，是客觀值，與電極反應的書寫無關【附錄4】還原電勢：Zn2++2e-Zn氧化電勢：ZnZn2++2e-E=-0.76V第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢(2)E無加和性Cl2(g)+2e2Cl-(aq)

E=1.36V1/2Cl2(g)+eCl-(aq)

E=1.36V還原電勢【明確】標準電極電勢表(1)標準電極電勢的值反映了物質(zhì)得失36(4)一些電對的E與介質(zhì)的酸堿性有關：酸性介質(zhì)：；堿性介質(zhì)：E小的電對：其還原型物質(zhì)的還原性強

E大的電對：其氧化型物質(zhì)的氧化性強(3)判斷氧化劑和還原劑的強弱(5)在表達原電池的電極反應時，書寫方式為：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢(4)一些電對的E與介質(zhì)的酸堿性有關：E小的電對：其還37作業(yè)：P.154四.2,3,4第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢作業(yè)：P.154第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極38任何一個自發(fā)氧化還原反應可設計成一個原電池。4.2.3原電池的電動勢與吉布斯函數(shù)變的關系其推動力電化學：EMF關系？若化學能電功(非體積功)在等溫等壓條件下：熱力學：ΔG法拉第常數(shù)F=96500

C·mol-1

第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢全部任何一個自發(fā)氧化還原反應可設計成一個原電池。4.2.339在標準狀態(tài)時：原電池的標準電動勢：或：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢標準狀態(tài)下的相關數(shù)據(jù)較易獲得，而實際上原電池工作時非標準狀態(tài)；一段時間后，為非標準狀態(tài)。在標準狀態(tài)時：原電池的標準電動勢：或：第4章電化學原理及應404.2.4非標準狀態(tài)下的電極電勢

——能斯特方程由熱力學等溫方程：1.電池反應的能斯特方程WaltherNernst(1864-1941)第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢4.2.4非標準狀態(tài)下的電極電勢

41將F=96500C·mol-1，R=8.314J·mol-1·K-1，T=298K，并換算成常用對數(shù)?！姵胤磻哪芩固胤匠痰?章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢將F=96500C·mol-1，R=8.314J·mol42由和可得待測電極的電極電勢：(－)標準氫電極待測電極(＋)2.電極反應的能斯特方程第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢由43簡寫為：或：——電極反應的能斯特方程反映了電極電勢與還原型和氧化型等物質(zhì)濃度的關系，可計算非標態(tài)下電極的電極電勢。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢簡寫為：或：——電極反應的能斯特方程反映了電44注意(1)z為電極反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)(mol)；(2)c氧化型/c和c還原型/c為非標態(tài)時，電極反應

中在氧化型一側(cè)和在還原型一側(cè)各物質(zhì)相對濃

度的乘積；(3)純固體、純液體不列入方程式中，氣體用分壓。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢注意(1)z為電極反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)(mol)45影響電極電勢的因素(1)氧化型或還原型物質(zhì)的濃度或分壓氧化型+ze-還原型則：E增大，有利于電極反應向右進行?；虻?章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢影響電極電勢的因素(1)氧化型或還原型物質(zhì)的濃度或分壓氧化46沉淀的生成對電極電勢的影響解：Ag++Cl-AgCl第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢例：在含有Ag+/Ag電對體系中，加入NaCl溶液，使

溶液中c(Cl-)=1.00mol·dm-3。計算：已知：沉淀的生成對電極電勢的影響解：Ag++Cl-47<AgCl沉淀的生成c(Ag+)↓E(Ag+/Ag)↓Ag+的氧化能力降低AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢<AgCl沉淀的生成c(Ag+)↓E(Ag+/Ag)↓Ag+48減小減小減小AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-AgBr(s)+e-Ag(s)+Br-Ag++e-AgAgI(s)+e-Ag(s)+I-電對第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢減減減AgCl(s)+e-Ag(s)49解：Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Fe(OH)2(s)Fe2+(aq)+2OH-(aq)已知：在Fe3+和Fe2+組成的半電池中加入NaOH，達到平衡時保持c(OH-)=1.0mol·dm-3，求：E(Fe3+/Fe2+)=？【補充例題】第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢解：Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)50Fe3+(aq)+e-Fe2+(aq)當c(OH-)=1.0mol·dm-3時，第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢Fe3+(aq)+e-Fe2+(aq51得出結(jié)論：1.氧化型形成沉淀或配合物，E↓2.還原型形成沉淀或配合物，E↑第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢氧化型和還原型都形成配合物：

，則E↓；反之，則E↑。3.氧化型和還原型都形成沉淀：

若

，則E↓；反之，則E↑。得出結(jié)論：1.氧化型形成沉淀或配合物，E↓2.還原型形成52(2)介質(zhì)的酸堿性第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢①酸度影響氧化還原的反應速度②酸度影響氧化還原的產(chǎn)物MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O酸性：MnO4-+e-

MnO42-堿性：MnO4-+2H2O+3e-

MnO2(s)+4OH-中性：Br–+Cr2O72–+14H+3Br2+2Cr3++7H2O在H2SO4介質(zhì)中，v較快，在HAc介質(zhì)中，v較慢。(2)介質(zhì)的酸堿性第4章電化學原理及應用4.2原電池與53<c(H+)越大，E值越大，即含氧酸鹽在酸性介質(zhì)中其氧化性越強。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢例：MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O<c(H+)越大，E值越大，即含氧酸鹽在酸性介質(zhì)中其氧化性54計算EMF和rGm4.3電極電勢的應用第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用比較氧化劑和還原劑的相對強弱

1判斷氧化還原反應進行的方向2估算氧化還原反應進行的程度

34計算EMF和rGm4.3電極電勢的應用第4章電化55若干電對的標準電極電勢(298.15K)氧化型的氧化能力增強還原型的還原能力增強數(shù)值增大對角線規(guī)則第4章電化學原理及應用4.3.1判斷氧化劑、還原劑的相對強弱4.3電極電勢的應用若干電對的標準電極電勢(298.15K)氧化型的氧化能力增強56規(guī)律或：E大，強氧化劑/弱還原劑E小，弱氧化劑/強還原劑氧化型的氧化能力越強還原型的還原能力越弱還原型的還原能力越強氧化型的氧化能力越弱第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用E越大E越小電對中規(guī)律或：E大，強氧化劑/弱還原劑E小，弱氧化劑/57氧化能力：MnO4-

>Cl2>Fe3+還原能力：Zn>H2S>Sn2+第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用氧化能力：Sn4+>S>Zn2+還原能力：Fe2+

>Cl-

>Mn2+氧化能力：MnO4->Cl2>Fe3+還原能力：Zn58【說明】(1)標準狀態(tài)下比較氧化性或還原性的相對強弱：可利用E值從上到下由小到大依次排列，越往上，還原型的還原性越強，越往下，氧化型的氧化性越強。(2)非標態(tài)下：a)兩電對E在表中位置相距較遠——直接比；b)兩電對E在表中位置相距較近——計算出E再比；第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用(3)物質(zhì)含元素處于最低氧化數(shù)時,只能作還原劑；

物質(zhì)含元素處于中間氧化數(shù)時,既能作氧化劑,又能作還原劑。物質(zhì)含元素處于最高氧化數(shù)時,只能作氧化劑；【說明】(1)標準狀態(tài)下比較氧化性或還原性的相對強弱：59注意：在選擇氧化劑或還原劑時可能性：即理論上，E氧化劑>E還原劑需要考慮(1)氧化或還原能力是否足夠強；

(2)反應中的具體情況?？尚行匀纾河沽蛩徙~溶液中的Cu2+(aq)→Cu。理論上：選電對的E<E(Cu2+/Cu)的還原型作還原劑；實際上：Na？Zn？SO2？第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用注意：在選擇氧化劑或還原劑時可能性：即理論上，E氧化劑>E還60熱力學正向自發(fā)平衡逆向自發(fā)根據(jù)氧化還原反應的自發(fā)性原電池正向自發(fā)平衡逆向自發(fā)由于4.3.2判斷氧化還原反應的方向第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用熱力學正向自發(fā)平衡逆向自發(fā)61可見，E值大的電對中的氧化型做氧化劑，E值小的電對中的還原型做還原劑，二者之間的反應可以自發(fā)進行。小，弱氧化劑強還原劑大，強氧化劑弱還原劑電對中根據(jù)

>0正向自發(fā)=0平衡<0逆向自發(fā)判據(jù)

強氧化型1+強還原型2=弱氧化劑2+弱還原型1第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用可見，E值大的電對中的氧化型做氧化劑，E62(2)非標準態(tài)下，有時也可用E對氧化還原反應的方向做經(jīng)驗的近似判斷。

注意第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用(1)標準態(tài)時，用或判斷；非標準態(tài)時，用或判斷。，反應正向自發(fā)進行；，反應逆向自發(fā)進行；，考慮濃度。(2)非標準態(tài)下，有時也可用E對氧化還原反應的方注63MnO2(s)+4HCl(aq)MnCl2(aq)+Cl2(g)+2H2O(l)(1)判斷反應在298K時的標準狀態(tài)下能否向右進行？(2)實驗室中為什么可以用濃鹽酸制備Cl2(g)？解：(1)MnO2(s)+4H+(aq)+2e-Mn2+(aq)+2H2O(l)Cl2(g)+2e-2Cl-(aq)所以，該反應在標準狀態(tài)下不能向右進行。第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用【補充例題】MnO2(s)+4HCl(aq)Mn64MnO2(s)+4H+(aq)+2e-Mn2+(aq)+2H2O(l)

第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用(2)濃鹽酸中，c(H+)=c(Cl-)=12mol·dm-3假定：c(Mn2+)=1.0mol·dm-3，p(Cl2)=100kPaMnO2(s)+4H+(aq)+2e-65MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(l)另解：第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)Mn664.3.3估算氧化還原反應進行的程度∴T=298.15K時，第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用∵一般反應徹底4.3.3估算氧化還原反應進行的程度∴T=298.15K時67稀硫酸中：設(實際要小些)

解：

1.為什么金屬不能溶于稀，而能溶于濃。[分析]H+無法氧化Cu

已知：

第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用稀硫酸中：設(實際要小些)解：68設

(實際要小些)

濃硫酸中：

不能氧化Cu。

稀硫酸中

第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用設(實際要小些)濃硫酸中：不能氧化69可以氧化Cu。

濃硫酸中

H+無法氧化Cu

第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用可以氧化Cu。濃硫酸中H+無法氧化C70但是，EMF=0.3804-0.3394=0.0410V較小。進行程度較小反應進行的程度:

實際當中，反應所以能進行(1)反應條件需“加熱”，促進反應進行。(2)產(chǎn)物中的H2SO3不穩(wěn)定分解成SO2放出,平衡右移。即第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用但是，EMF=0.3804-0.3394=0.071作業(yè)：P.154四.7,9,10第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應用作業(yè)：P.154第4章電化學原理及應用4.3電極電勢的應724.4電解及其應用氧化還原反應：組成原電池(化學能電能)反應自發(fā)進行借助

外電流反應進行(電能化學能)推動將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置叫電解池。2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑電解第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用4.4電解及其應用氧化還原反應：組成73第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用74陰極陽極電解液(或熔融液)

流入

電解池中：

放電

正離子+ne-還原型(還原反應)

負離子－

ne-氧化型(氧化反應)

流出4.4.1電解的基本原理借助于直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融液而使兩極附近分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程就是電解。第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用陰極陽極電解液(或熔融液)流入電解池75電解氯化銅溶液微觀模擬第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用電解氯化銅溶液微觀模擬第4章電化學原理及應用4.4電解及764.4.2分解電壓分解電壓——使電解得以順利進行的最低電壓，稱為實際分解電壓，簡稱分解電壓。D

電流密度電壓電流電壓曲線0[舉例說明]

電極:Pt電解液:Na2SO4

(0.10mol·dm-3)

Na2SO4

PtVAR+電解裝置K陰極陽極H2

O2

H2

O2

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用4.4.2分解電壓分解電壓——使電解得77[分析]電解溶液部分吸附于電極表面陰極(還原)

流入

流出

陽極(氧化)

(Pt)流出

流入

形成氫氧原電池：負極：正極：第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用[分析]電解溶液部分78通常

E實分

>

E理分

實際上：分解電壓是通過實驗測定的。(如上例為1.7V)E實際分解電壓=E陽極實際電極電勢–E陰極實際電極電勢分解電壓是根據(jù)電解產(chǎn)物和離子濃度等,運用能斯特方程計算得出。(如上例為1.23V)理論上：E理論分解電壓=E陽極理論電極電勢–E陰極理論電極電勢

EMF(反向)

E(+)(反向)

E(-)(反向)

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用原電池電動勢:(反向電動勢)通常E實分>E理分79理論計算時：電極上(幾乎)沒有電流通過，電極處于平衡狀態(tài)(平衡電勢)?！驹颉?/p>

4.4.3超電壓當電流通過電極時，電極的平衡狀態(tài)被破壞，電極的電勢發(fā)生變化，使電極電勢偏離平衡電勢，這種偏離叫電極的極化。造成

E實分

>

E理分

實際測量時電極極化——產(chǎn)生超電壓

E超

內(nèi)電阻——產(chǎn)生電壓降EIR

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用理論計算時：電極上(幾乎)沒有電流通過，電極【原因】480(1)濃差極化

由于離子擴散速率緩慢，跟不上電極上離子的放電速率而引起的電極極化。對應

?。?/p>

對應

大。

陰極(還原)：(正離子)

陽極(氧化)

：(負離子)

[討論]

根據(jù)能斯特方程第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用(1)濃差極化由于離子擴散速率緩慢，跟不上電極81結(jié)果：E實分>E理分，多出的其中一部分為E濃差。則實際上增大，

反向電動勢

(2)電化學極化

由于電化學反應速率遲緩引起電極電勢偏離平衡電勢的現(xiàn)象。離子放電原子結(jié)合成分子氣泡的形成電解產(chǎn)物的形成第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用結(jié)果：E實分>E理分，多出的其中一部分為E濃差。82[討論]電解池的超電壓為E陰(陽)實

與E陰(陽)理之差的絕對值為超電勢η

[?eit?]

，

E陰實

=E陰理

-η陰

E陽實

=E陽理

+η陽

陰極:電極反應慢陰極上電子過剩(較平衡電極帶更多負電荷)陽極:電極反應慢陽極上缺少電子

(較平衡電極帶更多正電荷)E陰實

<E陰理

E陽實

>E陽理

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用[討論]電解池的超電壓為E陰(陽)實與E陰(83通常：E實分

E理分

影響超電勢的因素：(P.137)(2)電極的材料和表面狀態(tài)；(表4-3)

(1)電解產(chǎn)物的本質(zhì)；(3)電流密度越大，超電勢越大；（表4-4，4-5）

(4)溫度升高，超電勢減小。設法減小而忽略

綜合：E實分

=E理分

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用通常：E實分E理分影響超電勢的因素：(P.844.4.4電解產(chǎn)物的判斷(1)惰性電極(Pt,

石墨)電解熔融鹽在陰極放電(還原)

在陽極放電(氧化)

熔融液中如：電解電極反應陰極陽極究竟哪種離子放電?電解產(chǎn)物是何物質(zhì)?第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用4.4.4電解產(chǎn)物的判斷(1)惰性電極(Pt,85(2)惰性電極(Pt,石墨)電解鹽的水溶液

電解液中在陰極放電(還原)

酸根離子在陽極放電(氧化)

順序?放電順序的判據(jù)——實際析出電勢（E實析

）

負離子中E實析小的還原型先在陽極失電子氧化。

正離子中E實析

大的氧化型先在陰極得電子還原；

第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用(2)惰性電極(Pt,石墨)電解鹽的水溶液86一般規(guī)律：不活潑金屬：放電:活潑金屬：放電:放電:簡單鹽類金屬離子和簡單負離子和:同上復雜鹽類金屬離子和:復雜負離子和:OH-

放電[例4-15](P.138)電解活潑金屬的復雜鹽的水溶液，實質(zhì)是電解水。第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用一般規(guī)律：不活潑金屬：放電:活87可能發(fā)生反應的物質(zhì)陰極：陽極：陽極金屬本身、酸根離子、陰極:同前規(guī)律陽極:陽極本身參加反應(溶解進入電解液)電極反應(金屬比其它離子更容易失電子被氧化)[例4-16](P.138~139)表4-6(P.138~139)(3)非惰性金屬作陽極電解鹽的水溶液第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用可能發(fā)生反應的物質(zhì)陰極：陽極：陽極金屬本身884.4.4電解原理在工程實際中的應用1.金屬的精煉2.電鍍3.電鑄4.電拋光5.電解加工6.陽極氧化（P.139~142）第4章電化學原理及應用4.4電解及其應用4.4.4電解原理在工程實際中的應用1.金屬的精煉89熱力管道腐蝕4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護熱力管道腐蝕4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電90第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護91金屬腐蝕化學作用電化學作用金屬接觸周圍介質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)：化學腐蝕電化學腐蝕——單純由化學反應引起的腐蝕。（特點：干燥條件下，無電流產(chǎn)生）——金屬與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生電化學多相反應而引起的腐蝕。（特點：潮濕環(huán)境，有電流產(chǎn)生，腐蝕電池）第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護金屬腐蝕化學作用電化學作用金屬接觸周圍介質(zhì)金屬腐蝕的92①鋼鐵的高溫氧化（與O2,

H2,H2O等反應）<570℃

>570℃化學腐蝕:②鋼的脫碳（與O2,H2,H2O,CO2等反應）③氫脆（與HS,HCl,H2O等反應）第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護④高溫硫化（與S及硫化氫反應）①鋼鐵的高溫氧化（與O2,H2,H2O等反應）<57934.5.1金屬的電化學腐蝕電解質(zhì)溶液——金屬表面的“水膜”腐蝕電池：負極(氧化反應)習慣稱

被腐蝕的金屬陽極(電極電勢較低的活潑金屬)

正極(還原反應)雜質(zhì)陰極習慣稱

(電極電勢較高的較不活潑金屬)

第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護4.5.1金屬的電化學腐蝕電解質(zhì)溶液——金屬表94H+H+電化學腐蝕原理：H2H2水膜OH-HSO3-HCO3-H+OH-CuCuFe銅鐵構成電池示意圖Fe2+第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護Fe2+2e-H+H+電化學腐蝕原理：H2H2水膜OH-HSO3-HCO395電池反應：陰極：陽極：①析氫腐蝕(水膜呈酸性)第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護電池反應：陰極：陽極：①析氫腐蝕(水膜呈酸性)第4章電化學96電池反應：陰極（雜質(zhì)）：陽極（Fe）：②吸氧腐蝕(水膜呈中性)最常見的腐蝕形式第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護電池反應：陰極（雜質(zhì)）：陽極（Fe）：②吸氧腐蝕(水膜呈中97電化學腐蝕過程：(1)陽極過程：(陽極溶解過程)(3)電子的流動(2)陰極過程：(陰極還原過程)H+CuCuFe2e-H2OH+O2O2Fe2+第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護電化學腐蝕過程：(1)陽極過程：(陽極溶解過程98差異充氣腐蝕：含有酚酞和[Fe(CN)6]2-的NaCl溶液第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護陽極:陰極:(藍色)(使酚酞變紅)

(褐色)

生銹:差異充氣腐蝕：含有酚酞和[Fe(CN)6]2-的NaCl溶液99第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護差異充氣腐蝕：砂土鐵樁陰極區(qū)陽極區(qū)第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護差異100環(huán)境因素環(huán)境因素4.5.2影響金屬電化學腐蝕的因素第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護金屬本性

1.極化作用

2.金屬的活潑性濕度2.溫度3.酸度……腐蝕速率腐蝕速率腐蝕速率pHpHpH014014014Pt,AuZn,Al,Pb,CuFe,Mg腐蝕速率與pH的關系環(huán)境因素環(huán)境因素4.5.2影響金屬電化學腐蝕的因素101第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護4.5.3金屬腐蝕的防護防止腐蝕三原則改變轉(zhuǎn)換阻隔第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護4.102第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護1.保護層法金屬保護層非金屬保護層化學法生成的保護層電鍍噴鍍真空鍍油漆塑料搪瓷磷化發(fā)藍第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護1.103（井架的防腐）新型包覆防蝕技術4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用（井架的防腐）新型包覆防蝕技術4.5金屬的電化學腐蝕及其防1044.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用納米防腐涂料及涂裝技術高速電弧噴涂長效防腐技術納米電刷鍍防腐耐磨涂層技術非晶態(tài)合金化學鍍層防腐技術4321軍事裝備腐蝕防護措施：兩棲裝備飛機蒙皮發(fā)射塔海軍艦艇4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用納米1052.改變環(huán)境未加緩蝕劑加緩蝕劑緩蝕劑法去除介質(zhì)中的有害成分調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用2.改變環(huán)境未加緩蝕劑加緩蝕劑緩蝕劑法去除介質(zhì)中的有害1064.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用(1)陰極保護法外加電流的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法3.電化學保護法(2)陽極保護法——轉(zhuǎn)換4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用(1107+-輔助陽極保護電流地面被保護金屬陰極整流器AC電源圖：外加電流陰極保護系統(tǒng)4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用+-輔保護電流地面被保護金屬整流器AC電源圖：外加電流陰1084.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用圖：犧牲陽極陰極保護埋地管線被保護金屬(陰極)輔助電極(犧牲陽極)ii防蝕電流4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用圖：109(2)陽極保護法被保護金屬(陽極)(輔助陰極)基于：金屬的陽極鈍化性4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用(2)陽極保護法被保護金屬(輔助陰極)基于：金屬的陽極鈍化110針對管道腐蝕：后續(xù)的運行管理選擇耐腐蝕材料添加緩蝕劑采用陰極保護控制腐蝕環(huán)境選擇有效的防腐層Text4.5金屬的電化學腐蝕及其防護第4章電化學原理及應用針對管道腐蝕：后續(xù)的運行管理選擇耐腐蝕材料添加緩蝕劑采用陰極111思考針對你感興趣的某一種武器裝備可能出現(xiàn)的腐蝕問題，提出其相應的防腐措施。（不局限于本次課的內(nèi)容，可查閱相關資料）第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護思考針對你感興趣的某一種武器裝備可能出現(xiàn)的腐112作業(yè)：P.154四.15,16,22第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學腐蝕及其防護作業(yè)：P.154第4章電化學原理及應用4.5金屬的電化學113結(jié)束結(jié)束114大學普通化學大學普通化學115第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用第4章電化學原理及應用116第4章電化學原理及應用丹尼爾第4章電化學原理及應用丹尼爾117

本章教學內(nèi)容氧化還原反應及氧化數(shù)

4.1原電池與電極電勢4.2電極電勢的應用4.3電解及其應用4.4金屬的電化學腐蝕及其防護4.5第4章電化學原理及應用本章教學內(nèi)容氧化還原反應及氧化數(shù)4.1原電池與電極電勢4118電化學——研究化學能與電能間相互轉(zhuǎn)換的科學。

(從能量轉(zhuǎn)換觀點)

電化學研究

(1)利用的自發(fā)氧化還原反應，借助于原電池將化學能

電能，轉(zhuǎn)變

如化學電源等。(2)利用外加電流，借助于電解池等推動的非自發(fā)氧化還原反應

電解、電鍍、電解精煉、電鑄等等。轉(zhuǎn)變

進行，將電能

化學能，例如第4章電化學原理及應用電化學——研究化學能與電能間相互轉(zhuǎn)換的科學。(從能119直觀的認識(20世紀)：氧化數(shù)變化4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化還原反應如：電子得失：Zn+Cu2+Zn2++Cu2e-氧化數(shù)變化：Zn+Cu2+Zn2++Cu0+2+20電子偏移：2H2+O22H2O00+1-2最初的認識(18世紀)：得氧失氧本質(zhì)的認識(19世紀)：電子得失或偏移第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)直觀的認識(20世紀)：氧化數(shù)變化4.1氧化還原反應及120確定氧化數(shù)的規(guī)則(1)在單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零；(2)在化合物中：氟氧化物中：+2氧的氧化數(shù)正常氧化物中：-2超氧化物中：-1/2過氧化物中：-1(3)在中性分子中：所有原子氧化數(shù)的代數(shù)和等于零；氫：+1(金屬氫化物中，為-1，如NaH)第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)確定氧化數(shù)的規(guī)則(1)在單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零；(2)121(5)在多原子分子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和為零；

零；在多原子離子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等

于離子所帶的電荷數(shù)。例：H5IO6S2O32-

S4O62-

Fe3O4(4)在單原子離子中：元素的氧化數(shù)等于離子所帶

的電荷數(shù)；I的氧化數(shù)為+7S的氧化數(shù)為+2S的氧化數(shù)為+2.5Fe的氧化數(shù)為+8/3第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)(5)在多原子分子中：各元素氧化數(shù)的代數(shù)和為零；

122氧化還原反應氧化(反應)——元素的氧化數(shù)升高的過程。還原(反應)——元素的氧化數(shù)降低的過程。——有電子得失或電子轉(zhuǎn)移的反應；或反應前后氧化數(shù)發(fā)生變化的反應。還原劑氧化劑氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化還原反應氧化(反應)——元素的氧化數(shù)升高的過程。還原(反123氧化劑與還原劑在反應中的變化規(guī)律+1+2-1+3NaClO+2FeSO4+H2SO4＝NaCl+Fe2(SO4)3+H2O氧化劑

還原劑

還原產(chǎn)物

氧化產(chǎn)物

第4章電化學原理及應用4.1氧化還原反應及氧化數(shù)氧化劑與還原劑在反應中的變化規(guī)律+11244.2原電池與電極電勢Zn+Cu2+Cu+Zn2+

說明：現(xiàn)象：Zn片減少，Cu析出，溶液顏色變淺且溫度升高。4.2.1原電池化學能熱能e直接無序ZnCu2+1.原電池的組成及原理直接反應(將Zn片放入CuSO4溶液)：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢4.2原電池與電極電勢Zn+Cu2+125按下圖裝置進行反應：第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢含有瓊脂的飽和KCl溶液作用：接通內(nèi)電路，保持溶液電中性。ZnZn2＋Cu2＋eeCl－K＋鹽橋(－)(＋)Cu銅半電池鋅半電池(a)外電路：負載，電流的外部通路(b)鹽橋：電流的內(nèi)部通路(c)電極：電池中發(fā)生氧化還原反應的場所按下圖裝置進行反應：第4章電化學原理及應用4.2原電池與126現(xiàn)象：電流計指針偏轉(zhuǎn)(Zn→Cu)，溶液溫度不變等。說明：

ZnCu2+e沿導線定向化學能電能可見，反應進行的方式不同，雖狀態(tài)函數(shù)的變化相同，功卻是不同的，只有后者有電功。第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢原電池——借助于氧化還原反應將化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。裝置組成電子流出的一極叫負極電子流入的一極叫正極兩種電解質(zhì)溶液；兩個電極鹽橋、導線、負載等?，F(xiàn)象：電流計指針偏轉(zhuǎn)(Zn→Cu)，溶液溫度不變等。說明：127第4章電化學原理及應用4.2原電池與電極電勢

工作原理：Zn比Cu活潑，Zn原子失去電子被氧化成Zn2+進入ZnSO4溶液；電子沿導線流向Cu片，CuSO4溶液中的Cu2+從Cu片上獲得電子還原成Cu原子沉積在Cu片上。外電路上電子的定向流動產(chǎn)生了電流,所以指針偏轉(zhuǎn)，原電池對外做了電功。ZnZ