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高中化学知识点--原电池和电解池.doc

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高中化学知识点--原电池和电解池.doc

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文档介绍

文档介绍:-
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原电池和电解池
1.原电池和电解池的比拟:
装置
原电池
电解池
实例
原理
和N2
  无论是总反响,还是电极反响,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
  pH变化规律
  电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小〔增大〕;反响生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大〔减小〕。
  溶液:假设总反响的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小〔增大〕;假设总反响的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大〔减小〕;假设总反响消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
原电池表示方法
-
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  原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法****惯上遵循如下几点规定:
  1. 一般把负极〔如Zn棒与Zn2+离子溶液〕写在电池符号表示式的左边,正极〔如Cu棒与Cu2+离子溶液〕写在电池符号表示式的右边。
  2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度〔mol/L〕,假设为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的温度。如不写出,,,溶液浓度为1mol/L。
  3. 以符号“∣〞表示不同物相之间的接界,用“‖〞表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,〞隔开。
  4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化复原电对作半电池时,需外加惰性导体〔如铂或石墨等〕做电极导体。其中,惰性导体不参与电极反响,只起导电〔输送或接送电子〕的作用,故称为“惰性〞电极。
  按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:
  〔-〕Zn(s)∣Zn2+ (C)‖Cu2+ (C)∣ Cu(s) 〔+〕
  理论上,任何氧化复原反响都可以设计成原电池,例如反响:
  Cl2+ 2I- ═ 2Cl- +I2
  此反响可分解为两个半电池反响:
  负极:2I- ═ I2+ 2e- 〔氧化反响〕
  正极:C2+2e-═ 2Cl- 〔复原反响〕
  该原电池的符号为:
〔-〕Pt∣ I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣C2(PCL2) ∣Pt〔+〕
二 两类原电池
吸氧腐蚀
  吸氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属外表水膜中而发生的电化腐蚀,叫吸氧腐蚀.
  例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反响如下:
  负极〔Fe〕:2Fe - 4e = 2Fe2+
 正极〔C〕:2H2O + O2 + 4e = 4OH-
  钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀.
  吸氧腐蚀的必要条件
  以氧的复原反响为阴极过程的腐蚀,称为氧复原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧复原反响的电位低:
  氧的阴极复原过程及其过电位
  吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进展,氧不断消耗,只有来自空气中的氧进展补充。因此,氧从空气中进入溶液并迁移到阴极外表发生复原反响,这一过程包括一系列步骤。
  〔1〕 氧穿过空气/溶液界面进入溶液; 
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  〔2〕 在溶液对流作用下,氧迁移到阴极外表附近;
  〔3〕 在扩散层围,氧在浓度梯度作用下扩散到阴极外表;
  〔4〕 在阴极外表氧分子发生复原反响,也叫氧的离子化反响。
  吸氧腐蚀的控制过程及特点
  金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活性溶解,腐蚀过程处于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极外表的传递速度和氧在电极外表上的放电速度。因此,可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。
  〔1〕如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。
  〔2〕如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不管氧的传输速度大小,阴极过程将由氧去极化和氢离子去极化两个反响共同组成。
  〔3〕如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活性溶解状态,而氧的传输速度又有限,则金属腐蚀速