的标准平衡常数（298.15K）。
解：Z(ns)C2u(a)q Z2 n(a)qC(us)
EE()E()E(C2u /C)u E(Z2 n /Z)n 0.33V 90 4.76V 21 1.10 V2
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lg K nE 0 .0592 V
2 1 .102 V 0 .0592 V
n =2,c(Zn2+) = 0.0010 mol· dm-3
还原态物质Zn为固体，查附表得：
E(Z2n /Z)n0.76V21
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所以:
E (Z2 n /Z) nE (Z2 n /Z) n0 .0n5 Vl9g c c (还 氧 2原 化 )//c c 态 态
0.0592V c(Zn2) 0.7621V 2 lg c 0.7621V 0.0592V lg(0.0010)
能否自发进行。 解：查附表：
E(F3 e/F2e )0.76 V9 E(C2u /C)u0.33V 94
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3. 判断氧化还原反应进行的程度
aA + bB = yY +zZ
lgK nE 0.059V2
EE()E()
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例4.4 计算反应
Z(ns)C2u(a)q
Z2 n(a)qC(us)
E (M4 n /M O 2)n 1 .5V 12 E(F2e/F)e0.40V89 E(S4n /S2n )0.15V39 M4 nO S4n F2 e F eS2 nM2n
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2. 判断氧化还原反应进行的方向 例4.3 判断氧化还原反应
2 F 3 ( a e ) q C ( s ) u 2 F 2 ( a e ) q C 2 ( a u )q
工程化学电子教案
生物工程系化学教研室 童志平
2003 年 5 月
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第四章电化学原理及其应用
4.1 原电池与电极电势 1. 原电池
Z (s ) n C 2 (a u ) q Z 2 ( n a) q C (s )u
rH m (2.1 9 K ) 5 8 2.7 1 km 8 J 1ol
总反应 Cu2+ + 2Cl- = Cu + Cl2 ↑ CuCl2 电解 Cu + Cl2 ↑
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4. 电解原理在工程实际中的应用
（1）金属的精炼 （2）电镀 （3）电铸 （4）电抛光 （5）电解加工
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（6）阳极氧化 两极反应是：
阳极 阴极
2Al + 6OH- → Al2O3 + 3H2O(主) + 6e4OH- → 2H2O + O2(次) + 4e2H+ + 2e- → H2
rG m (29 K ) 8 1.7 7 k5 J m 1 ol
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2. 分解电压
电解 0.1mol·dm-3 NaOH溶液时,
阴极 或
阳极 或
4H+ + 4e- = 2H2 ↑ 4H2O + 4e- = 2H2 ↑+ 4OH4OH- = 2H2O + O2 ↑ + 4e2H2O = 4H+ + O2 ↑ + 4e-
负极 Z nZ2n 2e （氧化反应）
正极 C2u 2eCu（还原反应）
Z n C2u Z2 nCu（电池反应）
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( 一 ) Z Z n 2 ( 1 n m d o 3 ) m C l2 ( 1 m ud o 3 ) m C l( )u (一 )Zn H2SO 4C(u )
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E (氧/还 化) 原 态 E (氧 态 /还 化) 原 态 0 .0 n5 V 态 l9 c c g ( (还 氧 2) )原 化 / /c c 态 态
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例4.1 计算298.15K时锌在锌离子 0.0010mol·dm-3的盐溶液中的电极电势。
解： Zn2+(aq) + 2e-
Zn(s)
2 0.851V
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4.2 电极电势的应用 1. 判断氧化剂、还原剂氧化还原能力的相对强弱
例4.2 由下列电对中选择出最强的氧化剂和最的 还原剂。
M 4 /M n 2 ,O S n 4 / n S 2 ,n F 2 /e Fe
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解：从附表中查出各电对的标准电极电势分别为:
(-)(Pt)H2|NaOH(0.1mol·dm-3)|O2(Pt)(+)
正极反应 2H2O + O2 + 4e- = 4OH负极反应 2H2 = 4H+ + 4e-
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3. 电解产物的判断
例4.5 用石墨做电极电解CuCl2溶液。
阴极 阳极
Cu2+ + 2e- = Cu 2Cl- = Cl2 ↑ + 2e-
H 2 C 2 (u a) q 2 H (a) q Cu （电池反应）
E E ( C 2 / C u ) E ( u H / H 2 ) E ( C 2 / C u )
E(C2u/C)u0.33V 94
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3. 原电池的电动势与吉布斯函数变的关系
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2. 电极电势
(1) 电极电势的产生
溶解
M
金属
沉积(在 M溶 n液)中(在 n金 e属) 上
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(2) 标准氢电极
2H 2e
(1moldm3)
H2
(1 .0 10 5 Pa )
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(3) 标准电极电势的确定
( 一 ) P , H 2 ( 1 . 0 t 1 5 P ) | H 0 ( 1 m a d 3 ) |C o m |2 ( 1 m l d u 3 ) | C o m ( )
37 .2
K
c(Zn 2 ) / c c(Cu 2 ) / c
1.59 10 37
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4.3 电解及其应用 1. 电解的基本原理
(1) Cu + Cl2 → CuCl2 (溶液)
rG m (2.9 1K 8 5 ) 1.7 k5 J m 1ol
(2) CuCl2(溶液) 直流电 Cu＋Cl2
rGm W电 W电 QE W电nFE rGm nFE rGm nFE
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4. 浓度对电极电势的影响─态 还原 b B 态 氧化态
E E 0 .0 n5 V l9 g c c ( (A A 2 还 氧) 原 ) 化 //c c 态 a 态 a c c ( (B B 还 氧) ) 原 化 //c c 态 态 b b