高中化学 5电化学与金属腐蚀.ppt
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第5章 电化学与金属腐蚀§5.1原电池 一、组成和反应1.化学能转化为电 能的装置n能自发进行的反应才具有能量，即ΔG Cl2> Fe3+> I2> Cu2+> Sn4+> Zn2+ 还原能力：Mn2+ (还原剂) 此时，E＝ 正极－ 负极 > 0 ， 这样 ΔrG＝-nFE øCl2/Cl-=1.36 ∴ 反应可自发①标态下：2Fe3++2I－＝2Fe2++I2 自发 否？∵ øFe3＋/Fe2＋> øI2 /I－ ∴Fe3+可以氧化 I－已知: øI2 /I－= 0.54 V, øFe3＋/Fe2＋= 0.77 V② 在上述体系中加入KCN，使cCN-=1.0 K稳[Fe(CN)6]3－= 1.0×1042 , K稳[Fe(CN)6]4－= 1.0×1035 此时反应能否自发？此时cFe3+=cFe2+=1/K稳II∴氧化剂的Fe3＋/Fe2＋＝ øFe3＋/Fe2＋+0.0592lg＝0.77+0.0592lg＝0.77+0.0592×(-7) ＝0.36 V还原剂I2/I- ＝ øI2 /I - ＝0.54 > Fe3＋/Fe2+ ∴此时Fe3+不能氧化I－K稳[Fe(CN)6]3－= 1.0×1042 , K稳[Fe(CN)6]4－= 1.0×1035三、反应程度—Kø的求法ΔrG ø ＝ －RT·lnK ø ΔrG ø ＝ － nFE ø RT·lnK ø ＝ nFE ø → 2.303 RT·lgKø ＝nFE ø 298K时 lgK ø＝公式例：求反应2Fe3+ + Cu ＝ 2Fe2+ + Cu2+平衡常 数解：根据反应设计电池如下： (-) Cu︱Cu2+‖Fe3+ ，Fe2+︱Pt (+)Eø = ø正极－ø负极＝øFe3+/Fe2+－ øCu2+/Cu ＝0.771－0.341＝0.430VlgKø =n Eø/0.0592=2×0.430/0.0592=14.55Kø ＝ 3.6×1014例： 求溶度积 Ksp 如：AgCl ←→ Ag＋＋ Cl－ 解：据反应设计电池 (-) Ag ︱Ag＋ ‖Cl－ ︱ AgCl︱Ag (+) Eø = ø正极－ø负极＝øAgCl /Ag － ø Ag＋/Ag =0.222－0.799＝－0.577 ㏒Kø ＝ n Eø/0.0591＝－9.78 Ksp ＝ Kø ＝ 1.7×10-10四、元素电位图A Cu2+ 0.152 Cu+ 0.521 Cu∣ 0.34 ∣ B Cu(OH)2 -0.08 Cu2O -0.358 CuA MnO4-_0.56_MnO42-_2.26_MnO2 _0.95_Mn3+_1.51_Mn2+ -1.18_M∣ (不稳定) （不稳定） ∣∣____________1.51________________________∣§ 4.4 化学电源一、一次电池 1.锌锰电池 (-) Zn︱ZnCl2 ,NH4Cl︱Mn2O3 ︱ MnO2︱Ag (+) 2.锌汞电池 (-) Zn︱ZnO ,KOH︱HgO︱ Hg︱C (+)二、二次电池1.铅蓄电池(-) Pb︱PbSO4 ,H2SO4(1.25~1.30g·cm-3)︱ PbO2 (+)2.铬镍电池(-) Cd︱Cd(OH)2, KOH(1.19~1.21g·cm-3), Ni(OH)2 ︱NiO(OH) ︱C(+) 三、燃料电池—连续的电池(-) C︱H2(p)| KOH(aq)︱O2︱C(+) 电池反应：2H2(g)+O2 (g) ＝2H2O (l)§ 4.5 电解电解 电镀§ 4.6 金属的腐蚀及防护腐蚀 阴极保护法。
