氧化還原和電化學(xué)ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 05:04本頁面
【正文】 受破壞，叫做金屬腐蝕。金屬表面與介質(zhì)如氣體或非電解質(zhì)液體等因發(fā)生化學(xué)什用 而引起的腐蝕，叫做化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕作用進行時沒有電流產(chǎn)生。金屬表面與介質(zhì)如潮濕空氣、電解質(zhì)溶液等因發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕，叫做電化學(xué) 腐蝕。 2. 電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因 當(dāng)兩種金屬或者兩種不同的金屬制成的物體相接觸，同時又與其他介質(zhì) (如潮濕空氣、其他潮濕氣體、水或電解質(zhì)溶液等 )相接觸時，就形成了一個原電池，進行原電池的電化學(xué)作用。 銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？ ? 帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤，空氣中的 COSO2和海邊空氣中的NaCl溶解其中，形成電解質(zhì)溶液，這樣組成了原電池， 銅作陰極 ， 鐵作陽極， 所以鐵很快腐蝕形成鐵銹。 鐵銹的組成 鐵在酸性介質(zhì)中只能氧化成二價鐵： Fe → Fe 2+ + e 二價鐵被空氣中的氧氣氧化成三價鐵，三價鐵在水溶液中生成 Fe(OH)3 沉淀， Fe(OH)3 又可能部分失水生成 Fe2O3 所以鐵銹是一個由 Fe、 Fe、 Fe(OH) Fe2O3 等化合物組成的疏松的混雜物質(zhì)。 3. 析氫腐蝕與吸氧腐蝕 陽極上 Fe發(fā)生氧化作用： 陰極發(fā)生的反應(yīng)可能是氫離子被還原成 H2析出： 陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為 析氫腐蝕 。 Fe – 2e = Fe2+ 2H+ +2e = H2(g) 另一種反應(yīng)可能是大氣中的氧氣在陰極上取得電子，在電極上發(fā)生還原反應(yīng)： 陰極發(fā)生該種反應(yīng)稱為 吸氧腐蝕 。 由于氧氣的電極電勢比氫氣更正，說明有氧氣存在時腐蝕更嚴重。 O2(g)+4H+(aq)+4e = 2H2O(l) Fe2＋ 與溶液中的 OH－ 結(jié)合，生成氫氧化亞鐵 Fe(OH)2，然后又和潮濕空氣中水分和 氧發(fā)生作用，最后生成鐵銹： 金屬的電化學(xué)腐蝕，實際上是形成了許多微電池，它和前面所述的原電池，并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 4. 金屬的防腐 常用的有下列幾種方法： 非金屬保護層 金屬保護層 陽極保護層 陰極保護層 電化學(xué)保護 保護器保護 陰極電保護 陽極電保護 加緩蝕劑保護 一次電池 普通鋅錳電池 鋅筒 石墨棒 MnO2和 C 普通鋅 錳干電池的結(jié)構(gòu) NH4Cl、 ZnCl2 和 H2O等 負極 正極 電池反應(yīng)： （ Zn）： Zn = Zn 2+ + 2e （ MnO2和 C）： MnO2(s)+2NH4+(aq)+2e = Mn2O3(s)+2NH3+H2O Zn+MnO2(s)+ 2NH4+(aq) = Zn 2+ + Mn2O3(s)+2NH3+H2O 缺點：放電量小，放電過程中漏液 六、常見化學(xué)電源 堿性鋅 錳干電池 負極： 正極： 電池反應(yīng)： 電解質(zhì)： KOH ——Zn ——MnO2 Zn + 2OH 2e = Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 堿性電池 在電池制作過程中，為了使電池放電速度快、電位穩(wěn)定，常常在電池中加入汞、鎘和鉛等重金屬離子。 ?鉛蓄電池 2. 二次電池 鉛蓄電池 放電時 總反應(yīng)： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 負極： Pb2e+SO42=PbSO4 正極： PbO2+2e+4H++SO42=PbSO4+2H2O 負極： 正極： 電解質(zhì)： H2SO４ 溶液 ——Pb ——PbO2 ?放電過程 2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) ?充電過程 PbSO4 (s) +2e =Pb(s) + SO42 (aq) 還原反應(yīng) 陰極： 陽極： 2PbSO4 (s)+2H2O(l) 2e = PbO2(s) + H+(aq) + SO42(aq) 氧化反應(yīng) 接電源負極 接電源正極 充電過程總反應(yīng)： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 鉛蓄電池的充放電過程： 放電 充電 ?鎳鎘電池 該電池電動勢約 ，它可以作為電源用于充電式計算器、電子閃光燈、電動剃須刀等。 Cd(s)+2OH(aq) → Cd(OH) 2(s)+2e NiO2(s)+2H2O(l)+2e→Ni(OH) 2(s)+2OH(aq) NiO2極（正極） 總反應(yīng)：Cd(s)+NiO2(s)+2H2O(l)=Cd(OH)2(s)+Ni(OH)2(s) Cd極（負極） 3．燃料電池 負極： H2 + 2OH = 2H2O + 2e 正極： O2 + 2H2O + 4e = 4OH （ 1）氫氧燃料電池 需要解決的問題：設(shè)備腐蝕嚴重；電極材料；產(chǎn)生的水及時移去；提高能量利用效率等。 阿波羅飛船的燃料電池是由三組堿式氫 ——氧燃料電池組成，生成的水用作冷卻水，電壓為27~31 V，功率為 563—1 420 W。 （ 2）生物燃料電池 以生物酶作為催化劑的一類燃料電池，一般以生物相容性物質(zhì)作為燃料，如葡萄糖， O乙醇等，能作為特定植入器官的動力來源、一些特殊環(huán)境下檢測的儀器的能源等。 特點： 清潔、無污染、生物相容性、燃料來源廣泛等。
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