第十一章電化學(xué)基礎(chǔ)(參考版)
2024-08-12 13:26本頁面
【正文】 ? ? ? ? ? ? ? ?gOaqHF4lOH2gOH2 222 ???。 作圖方法：與 H2O有關(guān)的 2個(gè)氧 還反應(yīng) a. 2 H2O(l) + 2 e = H2(g) + 2 OH （ H2O被還原） ? ?(H2O / H2) = V b. O2(g) + 4 H+ + 4 e = 2 H2O （ H2O被氧化） ? ?(O2 / H2O) = + V ? ( H2O/H2) = ? ? ( H2O/H2) + [pH21(OH)2] = ? ? ( H2O/H2) + = + (14 –pH) = + pH ? ( H2O/H2) = – pH ① 為一直線方程，斜率為 ，截距為 0 ? (O2 / H2O) = ? ?(O2 / H2O) + [pO2(H+)4] ?(O2 / H2O) = – pH ② 也是直線方程 . 根據(jù)方程 ①和 ②分別以 ?對(duì) pH作圖 ,得 ? pH圖 . 0. 401Br2+ 2e= 2B rI2+ 2e= 2IH2O 區(qū)0. 8292H2O+ 2e=H2+ 2OHH2區(qū)O2+ 4H++ 4e=2H2OCl2+ 2e= 2ClO2區(qū)φ /VpH14. 07. 0021012 ? O2穩(wěn)定區(qū)，落入此區(qū)內(nèi)的電對(duì)的氧化型物質(zhì)可把 H2O氧化為 O2 例如 ? H2O穩(wěn)定區(qū)：落入此區(qū)內(nèi)的電對(duì)，不論氧化型或還原型物質(zhì)均不與 H2O反應(yīng)，故可穩(wěn)定存在 例如 Cu2+/Cu, I2/I ? H2穩(wěn)定區(qū)：落入此區(qū)內(nèi)的電對(duì)的還原型物質(zhì)可把 H2O還原為 H2。 Br2(l) + 6 OH ① ?5 ② , 得 : 5/2 Br2 (l) + 1/2 Br2 (l) + 6 OH = 5 Br + BrO3 + 3 H2O 3 Br2 (l) + 6 OH = 5 Br + BrO3 + 3 H2O E? = ? ?+ ? ? = ? ?右 ? ?左 = – = V ? V ? 標(biāo)態(tài)下 , 正反應(yīng) (歧化反應(yīng) )自發(fā)進(jìn)行 . 結(jié)論 : ? ?右 ? ?左 , 標(biāo)態(tài)下 , 歧化反應(yīng) 自發(fā) 。 元素電勢圖 （ 2）應(yīng)用 例 1： ? B BrO3 ￣ ??? Br2(l) ??? Br￣ （ 1）作圖方法 ? ? ???? ?? ???? ??? BrlBrB r O ? ?? ??????????1a1aOHH堿性介質(zhì)圖酸性介質(zhì)圖 ? ? ? ? ? ? Br / Br 2 右 ，對(duì)應(yīng) ① 189。dm3， 則這時(shí)的電對(duì)為 AgCl（ S） + e ? Ag（ S） + Cl ? = ? θAg+ /Ag + lg[Ag+] =+ lg(ksp/[Cl]) =+ lg（ 1010） = （ 3）沉淀生成對(duì) ? 的影響 解： Ag+ + Cl = AgCl (s) K = 1/Ksp 是非氧化還原反應(yīng)，但可改寫為： Ag+ + Cl + Ag(s) = AgCl (s) + Ag(s) 設(shè)計(jì)為原電池 : () Ag(s), AgCl(s) | Cl(1 )| | Ag+(1 )| Ag(s) (+) 例：利用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)電極電位值，求 AgCl(s)在 298K的溶度積常數(shù)。 4．了解電解和原電池的作用機(jī)理及電解產(chǎn)物析出的一般規(guī)律。 ,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 E? ,利用 E? 判斷反應(yīng)的方向趨勢 ,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢與平衡常數(shù)的關(guān)系公式的計(jì)算和應(yīng)用。 F為 法拉第常數(shù) ,值為 96485 C t 為電流通過的時(shí)間 , 單位 : 秒 (s)。 其中 Q為通過電路的電量 , 單位庫侖 (C)。443 分解電壓 熱力學(xué)理論計(jì)算的電壓叫 理論分解電壓 ，給一個(gè)電解池施加理論分解電壓，則產(chǎn)生的電流為零！電解實(shí)際上不能進(jìn)行！為了以一定速率進(jìn)行電解，施加的實(shí)際分解電壓 必須高于 理論分解電壓！ 實(shí)際分解電壓 大于 理論分解電壓 的原因 : 電解池內(nèi)阻上的電壓降 。 發(fā)生 還原作用 的極稱為 陰極 ， 發(fā)生 氧化作用 的極稱為 陽極 ， 112 原電池與電解池的區(qū)別 原電池：氧化還原反應(yīng) → 電流 ， 電解池相反； 原電池：化學(xué)能 → 電能 ，是自發(fā)過程， 電解池相反 ； 原電池中負(fù)極是 陽極 ,電解池中負(fù)極是 陰極； 原電池中正極是 陰極 ,電解池中正極是 陽極 ； 電勢 高 的極稱為 正 極 , 電流從正極流向負(fù)極。 11 .4 有關(guān)電解的幾個(gè)問題 114 電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段 ，電解得到了許多通常用化學(xué)方法得不到的單質(zhì)，如活潑金屬鉀、鈉、鋇、鎂、鈣、鍶、鋰、鋁，從而發(fā)現(xiàn)了這些地殼中無天然單質(zhì)存在的元素。cm3時(shí) ,電動(dòng)勢下降為 應(yīng)停止使用 ,并充電至 H2SO4 的密度恢復(fù)到 電池符號(hào) Pb－ PbSO4 | H2SO4 | PbSO4－ PbO2－ Pb 負(fù)極 Pb＋ SO4 2－ － 2e→ PbSO4 正極 PbO2＋ H2SO4＋ 2H＋ ＋ 2e →PbSO 4＋ 2 H2O 電池反應(yīng) PbO2＋ Pb＋ 2 H2SO4 2PbSO4＋ 2 H2O 充電 放電 電動(dòng)勢約 2V， 隨電解進(jìn)行， H2SO4 的密度下降。 鉛蓄電池的構(gòu)造是用含銻 5％～ 8％的鉛銻合金鑄成格板，在格板上分別填充 PbO2 和 Pb 作為正極和負(fù)極，二者交替排列而成。 11 .3 實(shí)用電池 H2氫氧燃料電池示意圖←→ ←→負(fù)極H22 +4 H+e4O2（空氣）+e4 H+2 H2O正極+4O2電解質(zhì)ee負(fù)荷→H+ 二、燃料電池 三、鉛蓄電池 這種電池放電后可以充電，使活性物質(zhì)基本復(fù)原，可以重復(fù)、多次利用。正極和負(fù)極間裝入氯化鋅和氯化銨的水溶液作為電解質(zhì)，為了防止溢出，與漿糊制成糊狀物。6 電極電勢的計(jì)算 1. 由熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 例：利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算判斷 Na+/ Na和 Ca2+/ Ca 的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 . 解：將 Na +/ Na與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池 : () Nae→ Na + ( / )N a N a? ? (+) H+ +e→1/2H 2 2( / )HH? ? 電池反應(yīng) : Na + H+ →Na + + 1/2H2 ? ? ? ? ? ? ? ?21 / 2r m f m f m f m f mG G N
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