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氧化还原反应原电池


3
Zn Fe
稀H2SO4
4
Zn Cu
稀H2SO4
5
C Fe
稀H2SO4
6
Zn Cu
稀H2SO4
酒精
稀H2SO4
4.特征
书p80讨论
由于正极吸引电子作用,促使负极失去 电子速率增加,反应速度快。
5.结果:
(1)发生能量变化(化学能转变为电能) (2)负极的活泼金属由于失去电子被氧化 而本身被消耗——即被腐蚀。
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 (pH<4.3)
水膜酸性很弱或中性
电 极 负极
Fe - 2e → Fe2+
反 应 正极 2H+ + 2e → H2↑
O2+2H2O+4e → 4OH-
总反应式 Fe+2H+→Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
正极_2_N_O_3_- _+_4_H_+_+__2_e→__2_N_O__2↑__+_2_H__2O__ 总反应式是C_u_+_4_H__N_O_3_(浓__)_→__C_u_(_N_O_3_)_2+_2_N_O__2↑__+_2_H_2_O_
小结
原电池电极反应式的书写注意事项: (1) 负极氧化失电子(先写),正极还原得电子。 (2) 要注意溶液的酸碱性,适当的在电极方程式
负极:2Al+8OH- -6e →2AlO2-+4H2O
正极:6H2O + 6e →3H2↑+ 6OH-
稀Na硫O酸H溶溶液液
练习
把一小块Mg和Al的合金分别放入6mol/L的 H2SO4 和NaOH溶液中,可以形成微型原电池, 请指出原电池正、负极,并写出电极反应式。
(1)负极: Mg - 2e → Mg2+ 正极: 2H+ + 2e → H2↑ 总反应式: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
6、原电池正负极的判断方法:
(1)根据两极的金属活泼性判断 金属性相对活泼的一极作负极,
另一极为正极; (2)根据电子流动的方向判断
电子流出的一极为负极,电 子流进的一极为正极;
(3)根据发生的反应判断
发生氧化反应的一极为负极; 发生还原反应一极的为正极
7、电极反应式的书写:
例1、写出下列原电池的电极反应式和总反应式
负极: 2Al - 6e → 2Al3+ 电子守恒 正极:3Cu2++ 6 e→ 3Cu
总反应式:
CuSO4溶液
2Al + 3Cu2+→ 2Al3+ + 3Cu
例2 Cu、Fe作两极,稀硫酸作电解质溶液的 原电池中:
Cu作__负__极,②Fe作_正___极 电极反应式是:负极_C_u_-_2_e_→__C_u_2_+_
本质相同: R-ne → Rn+ 电化学腐蚀:有电流
区别: 化学腐蚀:无电流
钢铁表面形成的微小原电池示意图

负极(Fe):
氢 腐
Fe-2e→Fe2+(氧化反应)

正极(C):
2H++2e→H2↑(还原反应 )
吸 氧
负极(Fe)

2Fe-4e→2Fe2+(氧化反应)

正极(C)
O2+2H2O+4e→4OH-(还原反应 )
(2)负极: 2Al +8OH- - 6e →2AlO2- + 4H2O 正极: 6H2O + 6e → 3H2↑+ 6OH总反应式: 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑
二、金属的腐蚀及其防护
1、金属的腐蚀
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化 学反应而腐蚀损耗的过程,即为金属的腐蚀。其本 质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
现象 本质 联系
金属跟非电解质或 其它物质直接接触
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍
强 调:
化学腐蚀: 直接与非金属单质反应 电化腐蚀: 不纯的金属接触电解质溶液发生腐蚀 (原电池)
e
e
实验现象分析:
e
e 1.电流计指针为什么偏转?
Zn Cu 解析:电子定向移动形成电流。
2.铜片表面为什么有气泡生成?
解析:锌失去的电子经过导线
到了铜片上,溶液中的H+从铜 稀H2SO4 片上得到电子生成H2。
此实验装置的能量转化特点:
这是以Zn和稀H2SO4的氧化还原反应为 基础,将此反应的化学能转变成了电能。
两边添加H+、OH-、H2O,以遵循电荷守恒 和质量守恒。两极得失电子数相等。 (3) 正极材料总是不参加反应被保护的。负极 材料总是要被腐蚀即溶解的。 (4) 总反应必须是自发的反应。
例6、银器日久表面变黑色,这是生成了硫化银, 有人设计用原电池原理加以除去,其处理方 法:将一定温度的食盐溶液放入一铝制容器 中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段 时间后,黑色会褪去而银不损失。试回答: 在此原电池反应中,负极发生的反应为 2Al - 6e → 2Al3+ ,正极发生的反应 为 3Ag2S + 6e → 6Ag + 3S2- ,反应过程中 产生臭鸡蛋气味的气体原电池总反应方程式 为 3Ag2S+2Al+6H2O→6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑ 。
例7、判断右边原电池的正、负 - A +
极,并写出电极反应式。 Cu
C
负极:Cu - 2e → Cu2+ 正极:2Fe3++2e → 2Fe2+
FeCl3溶液
负极: Mg -2e→Mg2+ 稀硫酸 正极: 2H++2e→H2↑

A-
NaOH溶液:
Mg
Al
2Al+2OH-+2H2O → 2AlO2-+3H2↑
3、构成原电池的条件
(1)有活泼性不同的两个电极 ① 两种活泼性不同的金属 ② 一种金属与一种能导电的非金属
(2)与电解质溶液、导线形成闭合回路 两个电极用导线连接在一起,并
插入电解质溶液中,形成闭合回路。
(3)能自发地进行氧化还原反应
讨论:以下装置是否能构成原电池
2、3、4能
1
Zn n
2
Zn C
原电池中:
电极
电极材料
电子得失 反应
负极 活动性强的金属 失电子 氧化反应
正极
活动性弱的金属 (或非金属)
得电子
还原反应
电子: 负极 导线 阳离子
离子的 移动: 阴离子
正极 正极
负极
电流: 正极 导线 负极 溶液 正极
一、原电池
1、定义:将化学能转化为电能的装置
2、原理:
原电池以氧化还原反应为基础, 使氧化反应和还原反应分别在两个电 极上进行,从而产生电流,实现化学 能向电能的转化。
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