大化课件第五章(再重订)

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1、第五章电化学基础什么是电化学？电化学是研究化学能和电能相互转化的一门科学根据作用机理，有两类电化学反应借助原电池借助电解池5.1氧化还原反应5.2原电池5.3电极电势5.4原电池热力学5.5电解与电化学技术5.6金属的腐蚀与防护本章学习内容5.1氧化还原反应1.氧化还原反应2.氧化还原电对3.氧化还原反应式的配平1.氧化还原反应定义元素的氧化值发生了变化的化学反应Sn2++Fe3+→Sn4++Fe2+特点:（1）反应中存在着氧化剂与还原剂；（2）元素存在着氧化态与还原态。氧化态＋ne-还原态还原氧化氧化数氧化数的定义氧化数（又称氧化态或氧化值）

2、指元素的一个原子在纯化学物种(分子或离子)中的表观电荷数(氧化态的代数值）。如：Fe3O4中Fe的氧化数是8／3。氧化数与化合价的区别①氧化数亦称氧化值，化合价又称原子价，表示各种元素的原子相互化合的数目。②氧化数可以为分数、化合价只能为整数。③氧化数的确定与物质结构无关。④表示氧化数时，把正负号置于其数字的前面，而化合价则置于后面元素氧化数确定①单质中元素原子的氧化数等于零。②离子型化合物中，正负离子实际荷电数—NaCl中电子有确定归属，则Na的氧化数为+1，Cl的氧化数为-1。③共价型化合物中，电负性较大的元素氧化数为负，电负性较小元素的氧

3、化数为正，总的代数和为零。④氢的氧化数为十1或—1(在盐型氢化物中)；氧的氧化数一般为—2(在过氧化物中为—l，在氟化物OF2、O2F2中分别为十2和十1)。氧化还原反应中存在着两个半反应：氧化值升高的反应——氧化反应氧化值降低的反应——还原反应相应的氧化值升高的物种(本身失去电子）——还原剂氧化值降低的物种(本身得到电子）——氧化剂Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu氧化半反应：Zn-2e-＝Zn2+还原半反应：Cu2++2e-＝Cu氧化反应：还原态-ne-→氧化态还原反应：氧化态＋ne-→还原态一般表达式：氧化态＋ne-→还原态举例2.氧化还原电

4、对这种同一元素的氧化态与还原态彼此依靠，相互转化的关系，是一个共轭关系。这种关系称为氧化还原电对，简称电对。氧化还原电对的表示氧化态/还原态例：Cr2O72-/Cr3＋，Zn2＋/Zn，Sn4+/Sn2+，Fe3+/Fe2+,MnO4-/MnO2，SO42-/H2SO3……强的氧化态对应于弱的还原态，弱的氧化态对应于强的还原态任何一个氧化环反应都包含着两个电对,每个电对代表着一个半反应。如电对MnO4－/MnO2分别在弱酸性和弱碱性介质中的还原半反应方程式。电对符号电对平衡弱酸性MnO4－/MnO2MnO4－＋4H＋＋3e→MnO2＋2H2O弱

5、碱性MnO4－/MnO2MnO4－＋2H2O＋3e→MnO2＋4OH－3.氧化还原反应式的配平（离子－电子法)（1）氧化值法（中学学习内容）；（2）离子-电子法离子-电子法配平原则：氧化剂得电子数=还原剂失电子数。配平步骤：a.写出离子反应式；b.拆成两个半反应，分别配平——先使半反应两边电荷平衡:酸性中：两边适当加H＋;碱性中：两边适当加OH-再使两边元素平衡:在半反应两边适当添加H2Oc.根据得失电子相等的原则，加合成配平的反应式配平示例用离子电子法配平下列方程式KMnO4＋Na2SO3＋H2SO4MnSO4＋Na2SO4＋H2O解：a.写

6、出离子反应式：MnO4-＋SO32-＋H+Mn2+＋SO42-＋H2Ob.拆成两个半反应，分别配平；氧化半反应：SO32--2e-＋H2OSO42-＋2H+（1）还原半反应：MnO4-＋5e-＋8H+Mn2+＋4H2O（2）c.（1）×5+（2）×2得2MnO4-＋5SO32-＋6H+2Mn2+＋5SO42-＋3H2O2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO42MnSO4＋Na2SO4＋3H2例BaH2：1×(+2)+2x=0,x=-1CH4、C2H4、C2H2中C的氧化数分别为-4、-2和-1。S4O62-：4x+6×(-2)=-2,x=+(

7、5/2)Fe3O4：3x+4×(-2)=0,x=+(8/3)K2S2O8：2×(+1)+2x+8×(-2)=0,x=+75.2原电池5.2.1原电池5.2.2电极及其分类5.2.1原电池1.原电池及其构成2.原电池的符号表示1．原电池及其构成原电池是将氧化还原反应产生的化学能转换成电能的装置。也就是将氧化还原反应的半反应分别在两个电极上分别完成,将化学能直接转换成电能的装置。原电池的构成（前提：一个金属易失电子）电解质溶液两个半电池(电极)原电池盐桥外接电路金属导体惰性固体导体固体电子导体原电池将分子之间直接发生的氧化还原反应，通过电极间接完成

8、。每个电极上发生一个半反应—半电池反应（或电极反应）,如：Zn+Cu2+Zn2++Cu负极：发生氧化半反应，向外电路提供电子Zn－2eZn2+正极：发