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不能与电解液反响时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-。
特殊情况:Mg-Al-NaOH,Al作负极。负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-==H2↑+2OH-
Cu-Al-HNO3,Cu作负极。
注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼〔N2H4〕和NH3的电池反响产物是H2O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。
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原电池表示方法
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
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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。