知識資料基礎(chǔ)化學(八)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁六、電極電位的應用（一）判斷氧化劑或還原劑的相對強弱電極電位代數(shù)值越大，表示電對中氧化態(tài)物質(zhì)越易得到電子，其氧化性越強。反之，電極電位代數(shù)值越小，表示電對中還原態(tài)物質(zhì)越易失去電子，其還原性越強。例如，已知：（二）判斷氧化還原反應舉行的方向氧化還原反應舉行的方向應是電極電位代數(shù)值最大的電對中氧化態(tài)物質(zhì)作為氧化刑，氧化電極電位較小的電對中的還原態(tài)物質(zhì)。即：強氧化劑＋強還原劑→弱還原劑十弱氧化劑（三）計算原電池的電動勢及氧化還原反應的平衡常數(shù)1．計算原電池的電動勢E電池＝E（+）一E（一）因為實際上電池的電動勢總是大于零的，若按照計算E（+）<E（一）,說明設定的正負極應該反過來。2．計算氧化還原反應的平衡常數(shù)氧化還原反應達到平衡時，電池電動勢為零，E（+）＝E（一）七、電解一個不能自發(fā)舉行的氧化還原反應，可通過外加直流電，強制該反應舉行，這個過程叫電解。電解的實質(zhì)是把電能轉(zhuǎn)化為化學能。完成電解的裝置叫電解池。在電解池中，與直流電源負極相連的電極稱為陰極，與直流電源正極相連的電極叫陽極。電解時。陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧化反應。例如，以石墨作電極材料，決定電解產(chǎn)物的普通邏輯1．電解總的邏輯是：（1）電解時，電解池中正離子向陰極移動，負離子向陽極移動；（2）在陰極附近的電解質(zhì)中，實際電極電位最高的電對中的氧化態(tài)物質(zhì)，最易得到電子，通常首先在陰極放電，得到電子而被還原。在陽極附近的電解物質(zhì)中，實際電極電位最低的電對中的還原態(tài)物質(zhì)最易失去電子，通常首先在陽極放電，失去電子而被氧化；（3）電解液為水溶液時，必須考慮水溶液中H＋和OH－的放電。同時也應考慮到過電位對實際放電電位的影響。因為O2和H2的電化學極化作用產(chǎn)生過電位，使電極電位更負，電極電位更正，妨礙了H＋和OH－在陰極和陽極放電析出。而對于金屬離子在電極上放電析出，過電位影響很小，可忽略不計。2．電解產(chǎn)物的決定（1）陽極產(chǎn)物的析出次序①若用金屬包括Cu、Ag等作陽極材料，在電解時，陽極上首先發(fā)生的是作為陽極板的金屬失去電子，變成金屬離子進人溶液，這一過程稱為陽極溶解。Pt、Au是惰性金屬普通不發(fā)生陽極溶解。②若陽極用惰性電極（Pt，石墨）等作電極板，溶液中容易負離子（如I一、Br一、Cl一等）將先于OH一離子，在陽極上失去電子形成單質(zhì)析出。③若溶液中惟獨含氧酸根離子（如等），則水溶液中OH一離子將在陽極放電，析出O2，而含氧酸根不易氧化，不在陽極放電。（2）陰極產(chǎn)物析出的次序①在陰極，導電電極材料不參加反應，因此，首先是電極電位代數(shù)值較大的金屬離子如等得到電子、形成單質(zhì)。②若溶液中惟獨電極電位代數(shù)值小的活潑金屬離子如等，則水溶液中H＋離子可能優(yōu)先得到電子而析出氫氣。但要考慮相應離子與H＋離子的實際濃度及H＋在電極上放電的過電位，通過能斯特方程詳細計算，才干決定。八、金屬腐蝕與防護（一）金屬的電化學腐蝕金屬腐蝕有多種緣故和不同的特征，其中最為普遍也是最具重要性的是電化學腐蝕。當金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，形成與原電池原理相同的腐蝕電池，自發(fā)發(fā)生電化學反應而使金屬材料或制品變質(zhì)損壞受到腐蝕，這種腐蝕即稱為電化學腐蝕。因為電化學腐蝕無處不在，時時都在發(fā)生，難以根本杜絕，危害甚大，因此它是研究金屬腐蝕與防護的首要方向。腐蝕電池中發(fā)生氧化反應的極為陽極（對應原電池的負極），發(fā)生還原反應的極為陰極（對應原電池的正極）。（二）電化學腐蝕的主要類型1.析氫腐蝕鋼鐵制品在酸性較強的環(huán)境中，易發(fā)生析氫腐蝕，其反應如下：2．吸氧腐蝕鋼鐵制品在酸性不強，近中性的環(huán)境中。普通發(fā)生吸氧腐蝕。其反應如下，陽極（Fe）陰極（FeC3）總反應：Fe（OH）2進一步被空氣中的O2氧化成Fe（OH）3，部分脫水后變成Fe2O3（鐵銹）。這類腐蝕過程中有O2參加，需從空氣中吸人氧氣作為氧化劑，故稱吸氧腐蝕。3．差異充氣腐蝕（濃差腐蝕）差異充氣腐蝕是吸氧腐蝕的一種，它是因為在鋼鐵表面O2分布不勻稱引起的吸氧腐蝕。O2濃度?。∣2分壓低）處，電極電位比較低，作為腐蝕電池的陽極，發(fā)生氧化反應，而O2濃度大處作為腐蝕電池陰極，發(fā)生還原反應。反應式如下：同樣Fe（OH）2進一步被氧化成Fe（OH）3，并進一步脫水變成Fe2O3。例如埋在土中的鋼鐵部件，常發(fā)生差異充氣腐蝕。其腐蝕部位在非裸露空氣處，鐵銹則在裸露空氣處堆積（OH一多處）。在常溫下，鋼鐵腐蝕以電化學腐蝕為主，在電化學腐蝕中，通常以吸氧腐蝕為主。（三）金屬腐蝕的防護1．改善金屬的性質(zhì)組成合金，如含鉻不銹鋼。2．在金屬表面形成保護層①在金屬表面舉行電鍍、熱涂，籠罩一層繳密的較穩(wěn)定的金屬保護層如Ni、Cr、Cu等。②對金屬表面舉行磷化鈍化處理，形成耐腐蝕層，如磷化成磷酸鹽致密保護膜。③在金屬表面涂漆或鍍高分子膜。3．應用緩蝕劑法、在腐蝕介質(zhì)中加人緩蝕劑，以防止或顯著延緩腐蝕，緩蝕劑有等。4．電化學保護法電化學保護法是應用電化學原理達到或減緩腐蝕、保護金屬的目的。常用陰極保護法，它又可分為犧牲陽極法和外加電流陰極保護法。①犧牲陽極法借助外加陽極（較活潑金屬如Zn等），人為組成腐蝕電池，讓外加陽極在電化學腐蝕中被腐蝕掉用以保護作為陰極的金屬。例如，在海洋中行駛的輪船，通常把Zn板嵌在外甲板上，發(fā)生電化學腐蝕時，被腐蝕的是作為陽極的鋅板，而使鐵甲被保護下來，這里用的Zn板即作為“犧牲陽極”。②外加電流陰極保護法將需保護的金屬構(gòu)件（如輸油管道、輸氣管道等），與外電源負極相連，不斷外加一定電壓的直流電，使其保持為陰極，而另用一些廢鐵作為陽極，這樣發(fā)生電化學腐蝕時，被腐蝕的總是廢鐵組成的陽極，而使作為陰極的金屬制件得到保護，這種主意即稱為外加電流陰極保護法。例：1.對于化學反應：3Cl2＋6NaOH＝NaClO3＋5NaCl＋3H2O，下列評述中，對C12在該反應中所起的作用的準確評述是（A）。A.Cl2既是氧化劑，又是還原劑；B.Cl2是氧化劑，不是還原劑C.Cl2是還原劑，不是氧化劑；D.Cl2既不是氧化劑，又不是還原劑Cl2既有化合價升高的，又有化合價降低的。2.有一原電池：則該原電池的電池反應是（B）。負極反應：Fe2＋－e＝Fe3＋正極反應：Ce4＋＋e＝Ce3＋總的電池反應為：3.電極反應的標準電動勢為+1.51V，則當pH＝1.0時，其余物質(zhì)濃度均為1.0mol／dm3時的電動勢為（C）。A．+1.561V；B．+1.507VC．+1.42V；D