第4章 电化学基础

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1、第四章电化学基础主要内容4.1氧化还原反应4.2原电池及其电动势4.3电极电势及其应用4.4电解4.5金属的腐蚀与防护4.1氧化还原反应4.1.1氧化值©氧化值：又叫氧化数，元素的氧化数是元素的一个原子的形式荷电数,这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。©电负性：指组成分子的原子吸引电子的能力的大小，吸引电子能力大，其电负性大，吸引电子能力小,其电负性小。©如：ZnCl中，锌的氧化数+2，氯的氧化数-1。2FeO中，铁的氧化数+2，氧的氧化数-2。确定元素氧化数的规则1、单质中元素氧

2、化数等于零；2、化合物中所有元素的氧化数之和等于零；离子中所有元素的氧化数之和等于它所带的电荷。3、氟化物中，氟的氧化数-1;4、氧的氧化数一般为-2（但在HO、NaO中氧的氧2222化数为-1，OF中为+2）;25、氢的氧化数一般为+1（金属氢化物如NaH中H的氧化数为-1，KH）。2例：指出下列物质中各元素的氧化数CrO2-272×Cr的氧化数+7×O的氧化数＝-22×Cr的氧化数+7×(-2)＝-2Cr的氧化数＝+6HPO343×H的氧化数+1×P的氧化数+4×的氧化数＝03×1＋P的氧化数+4×(-2

3、)＝0P的氧化数=+5氧化数与化合价化合价是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价应为整数。氧化数是形式电荷数，所以可以为分数。因此同一物质中同种元素的氧化数和共价数的数值不一定相同例如，在CH和CHCl两种化合物中，碳的化合价422都是+4价。但两种化合物中碳的氧化数不同。CH中碳的氧化数是-441×C的氧化数+4×(+1)=0C的氧化数=-4CHCl中碳的氧化数是0221×C的氧化数+2×(+1)+2×(-1)=0C的氧化数=04.1.2氧化还原反应的近代概

4、念氧化反应：物质氧化数升高，失去电子的反应。Zn=Zn2++2e氧化半反应还原反应：物质氧化数减小，得到电子的反应。Cu2++2e=Cu还原半反应氧化半反应与还原半反应，组成氧化还原反应。Cu2+得电子作氧化剂，氧化数降低，本身被还原+2eCu2++Zn=Cu+Zn2+-2eZn失电子作还原剂，氧化数升高，本身被氧化。氧化还原方程式的配平氧化还原反应配平的原则：1、方程式两边各种元素的原子数目相等；2、氧化剂得电子数必须等于还原剂失电子数；3、不能引入其它氧化还原电对。但在水溶液中进行的氧化还原反应可利用H+

5、、OH-和HO来配平氢、氧原子数。一般在酸性溶液中可利2用H+和HO；在碱性溶液中可利用OH-和HO；在22中性溶液中H+、OH-和HO都可以。2在酸性溶液中配平氧化还原方程例：MnO-+SO2-→Mn2++SO2-4341、写出氧化-还原半反应氧化半反应：SO2-→SO2-34还原半反应：MnO-→Mn2+42、配平氧化-还原半反应SO2-+HO=SO2-+2H++2e324MnO-+8H++5e→Mn2++4HO423、两个半反应乘相应系数(使得失电子数相等)相加5SO2-+5HO=5SO2-+10H++

6、10e×5324+2MnO-+16H++10e=2Mn2++8HO×2422MnO-+5SO2-+6H+=2Mn2++5SO2-+3HO43424、添加不参与反应的离子，配平方程式：2KMnO+5NaSO+3HSO=2MnSO+5NaSO42324424+3HO+KSO224(在酸性溶液中只可利用H+和HO配平)2在碱性溶液中配平氧化还原方程例：MnO-+SO2-→MnO2-+SO42-4341、写出氧化-还原半反应氧化半反应：SO2-→SO2-34还原半反应：MnO-→MnO2-442、配平氧化-还原半反应

7、SO2-+2OH-=SO2-+HO+2e342MnO-+e=MnO2-443、两个半反应乘相应系数(使得失电子数相等)相加SO2-+2OH-=SO2-+HO+2e×1342+2MnO-+2e=2MnO2-×2442MnO-+SO2-+2OH-=2MnO2-+SO2-+HO434424、添加不参与反应的离子，配平方程式：2KMnO+NaSO+2NaOH=KMnO+NaSO4232424+HO+NaMnO224(在碱性溶液中只可利用OH-和HO来配平)24.2原电池及其电动势4.2.1原电池的构造及工作原理原电池

8、的组成：把锌片放到硫酸铜溶液中时，就会发生下列反应Zn(s)+Cu2+（aq）=Zn2+(aq)+Cu(s)ΔGθ（298.15K）=-212.3KJ·mol-1rmw´=ΔGθ=-212.3KJ·mol-rm把化学能直接变为电能的装置叫做原电池。伏特(AlessandroVolta)原电池的组成：电极:Zn-Zn2+,Cu-Cu2+外电路：导线联接电极盐桥：U型管内有KCl的琼脂盐桥的作用：沟通电