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2010年江苏化学竞赛夏令营使用第十四讲 电化学与氧化还原


氧化还原反应与电化学
江苏化学夏令营

孔 岩 2010年7月





氧化还原反应是化学反应中最重要的 一类, 一类 反应的基本特点是在反应物之间发 生电子的传递, 生电子的传递,即反应物的原子或离子 发生氧化数改变 。 电化学是研究电能和化学能之间相互 转化及转化过程中有关规律的科学。 转化及转化过程中有关规律的科学。电 化学工业已成为国民经济的重要组成部 分。

本部分所要掌握的主要内容
1. 氧化还原及氧化数的基本概念;氧 氧化还原及氧化数的基本概念; 化还原方程式的配平; 化还原方程式的配平; 2.电极的种类及表示方法;电极反应 电极的种类及表示方法; 电极的种类及表示方法 方程式的书写; 方程式的书写; 3.原电池及电解池的表示方法;原电 原电池及电解池的表示方法; 原电池及电解池的表示方法 池及电解池中电极符合; 池及电解池中电极符合;电池反应的书 写方法; 写方法; 4.电解过程法拉第定律,电流效率及 电解过程法拉第定律, 电解过程法拉第定律 有关计算; 有关计算;

本部分所要掌握的主要内容
5.电极电势及标准电极电势的概念及 电极电势及标准电极电势的概念及 影响因素; 影响因素; 6.氧化剂、还原剂强弱的判断;氧化 氧化剂、 氧化剂 还原剂强弱的判断; 还原反应方向的判断; 还原反应方向的判断; 7. 电解与电镀过程的基本概念,电解 电解与电镀过程的基本概念, 过程析出物质的顺序; 过程析出物质的顺序; 8. 一些常见化学电源 9. 金属电化学腐蚀的原理及基本防腐 方法。 方法。

一、氧化还原反应
1.氧化与还原 氧化与还原
氧化本来是指物质与氧化合,还原是 氧化本来是指物质与氧化合,还原是 本来是指物质与氧化合 指从氧化物中去掉氧恢复到未被氧化前 的状态的反应,例如: 的状态的反应,例如:

氧化还原反应——氧化与还原 任何一个氧化还原反应都可看作是两 个半反应之和。例如, 个半反应之和。例如,铜的氧化反应可 以看成是下面两个半反应的结果: 以看成是下面两个半反应的结果:

氧化还原反应——氧化与还原 它们的代数和即是总的反应。 它们的代数和即是总的反应。金属铜 失去电子,变成铜离子,铜被氧化; 失去电子,变成铜离子,铜被氧化;氧 得到电子,变成氧离子,氧被还原。 得到电子,变成氧离子,氧被还原。因 氧化和还原可定义为: 此,氧化和还原可定义为: 氧化是失去电子,还原是得到电子。 氧化是失去电子,还原是得到电子。 “失去”一词并不意味着电子完全移 失去” 失去 当电子云密度远离一个原子时, 去。当电子云密度远离一个原子时,该 原子即是氧化。 原子即是氧化。这是氧化还原反应意义 的进一步扩展。 的进一步扩展。

氧化还原反应——氧化还原电对

2. 氧化还原电对
我们把一个还原型物种(电子给体 和 我们把一个还原型物种 电子给体)和 电子给体 一个氧化型物种(电子受体 电子受体)称为氧化还 一个氧化型物种 电子受体 称为氧化还 原电对: 原电对:

在书写半反应时, 在书写半反应时,要把电对的氧化型 物种写在左边,还原型物种写在右边。 物种写在左边,还原型物种写在右边。

氧化还原反应——氧化还原电对 对于Fe + 对于 2+,当它作为还原剂和氧化剂 物种时, 物种时,书写半反应时分别出现在不同 一侧: 一侧:

氧化还原反应——元素的氧化数 还原剂和氧化剂之间的反应是—个氧 还原剂和氧化剂之间的反应是 个氧 化还原反应。氧化剂氧化其他物质 氧化剂氧化其他物质, 化还原反应 氧化剂氧化其他物质,它 本身得到电子被还原; 本身得到电子被还原;还原剂还原其他 物质,它本身失去电子被氧化。 物质,它本身失去电子被氧化。

3. 元素的氧化数
指某元素一个原子的荷电数, 指某元素一个原子的荷电数,这种荷 电数是假设把每个化学键中的电子指定 给电负性更大的原子而求得。 给电负性更大的原子而求得。

氧化还原反应——元素的氧化数 确定氧化数的一般原则是: 确定氧化数的一般原则是: a. 任何形态的单质中元素的氧化数等 于零。 于零。 b. 多原子分子中,所有元素的氧化数 多原子分子中, 之和等于零。 之和等于零。 c. 单原子离子的氧化数等于它所带的 电荷数。 电荷数。多原子离子中所有元素的氧化 数之和等于该离子所带的电荷数。 数之和等于该离子所带的电荷数。

氧化还原反应——元素的氧化数 d. 在共价化合物中,可按照元素电负 在共价化合物中, 性的大小, 性的大小,把共用电子对归属于电负性 较大的那个原子, 较大的那个原子,然后再由各原子的电 荷数确定它们的氧化数。 荷数确定它们的氧化数。 e. 氢在化合物中的氧化数一般为 , 氢在化合物中的氧化数一般为+1, 但在金属氢化物中,氢的氧化数为-1。 但在金属氢化物中,氢的氧化数为 。 氧化数一般为-2, 氧在化合物中的 氧化数一般为 ,但在 过氧化物为-1, 在超氧化物中为-1/2。 过氧化物为 在超氧化物中为 。 f. 氟在化合物中的氧化数皆为 。 氟在化合物中的氧化数皆为-1

氧化还原反应——氧化还原方程式的配平

4. 氧化还原方程式的配平
以高锰酸钾和氯化钠在硫酸溶液中的 反应为例, 反应为例,说明用氧化数法配平氧化还 原反应方程式的具体步骤。 原反应方程式的具体步骤。 a. 根据实验确定反应物和产物的化学 式:

氧化还原反应——氧化还原方程式的配平 b.找出氧化数升高及降低的元素。锰 找出氧化数升高及降低的元素。 找出氧化数升高及降低的元素 的氧化数降低5;氯的氧化数升高1, 的氧化数降低 ;氯的氧化数升高 ,氯 气以双原子分子的形式存在, 气以双原子分子的形式存在,NaCl的化 的化 学计量数至少应为2; 学计量数至少应为 ;

氧化还原反应——氧化还原方程式的配平 c. 计算氧化数降低与升高的最小公倍 上述反应式中5和 的最小公倍数为 数,上述反应式中 和2的最小公倍数为 10,可知高锰酸钾的系数为 ,而氯气 ,可知高锰酸钾的系数为2, 的系数为5,氯化钠的系数为10: 的系数为 ,氯化钠的系数为

氧化还原反应——氧化还原方程式的配平

d. 配平反应前后氧化数没有变化的原 子数。 子数。

e. 最后核对氧原子数。该等式两边 最后核对氧原子数。 的氧原子数相等,说明方程式已配平。 的氧原子数相等,说明方程式已配平。

二、原电池和电极
1. 原电池
在硫酸铜溶液中放入一片锌, 在硫酸铜溶液中放入一片锌,将发 生下列氧化还原反应: 生下列氧化还原反应:

这个反应同时有热量放出, 这个反应同时有热量放出,这是化学 能转变为热能的结果。 能转变为热能的结果。这一反应也可在 所示的装置中进行。 图1所示的装置中进行。 所示的装置中进行

原电池和电极——原电池 这种装 置能将 化学能 转变成 为电能, 为电能, 称为原 电池。 电池。
图1 铜锌原电池

原电池和电极——原电池 在两电极上进行的反应分别是: 在两电极上进行的反应分别是:

原电池和电极——原电池 正极和负极:根据电位高低来判断, 正极和负极:根据电位高低来判断, 电位高的为正极,低的为负极, 电位高的为正极,低的为负极,电流 方向由正极向负极, 方向由正极向负极,电子由负极向正 极移动。阴极和阳极: 极移动。阴极和阳极:根据电极反应 判断,发生氧化反应的为阳极, 判断,发生氧化反应的为阳极,发生 还原反应的为阴极。 还原反应的为阴极。

原电池和电极——原电池的表示方法 2. 原电池的表示方法 原电池由两个半电池组成, 原电池由两个半电池组成,在上述铜 锌原电池中,烧杯Ⅰ 锌原电池中,烧杯Ⅰ中的锌和锌盐溶液 组成一个半电池,烧杯Ⅱ 组成一个半电池,烧杯Ⅱ 中的铜和铜盐 溶液组成另一个半电池, 溶液组成另一个半电池,两个半电池用 盐桥连接。为了方便, 盐桥连接。为了方便,在电化学中通常 表示为: 表示为:

原电池和电极——原电池的表示方法 原电池的表示的一般方法为: 原电池的表示的一般方法为: a. 负极在左,正极在右; 负极在左,正极在右; b. 单垂线表示界面; 单垂线表示界面; c. 双垂线表示盐桥; 双垂线表示盐桥; d. 标注温度和压力; 标注温度和压力; e. 标注所有影响电极电势(电动势)的 标注所有影响电极电势(电动势) 因素,如物质状态,电解质浓度等。 因素,如物质状态,电解质浓度等。

原电池和电极——电极及电极种类 3. 电极及电极种类 原电池总是由两个半电池组成, 原电池总是由两个半电池组成,半 电池又可称为电极 电极。 电池又可称为电极。常见电极可分 为三大类: 为三大类:

原电池和电极——电极及电极种类 第一类又称金属电极: 第一类又称金属电极:

原电池和电极——电极及电极种类 第二类又称难溶盐电极: 第二类又称难溶盐电极:

原电池和电极——电极及电极种类 第三类又称氧化-还原电极: 第三类又称氧化 还原电极: 还原电极

原电池和电极——电极及电极种类 书写电极反应和电池反应时, 书写电极反应和电池反应时,应注意 物量和电量的同时平衡。例如原电池: 物量和电量的同时平衡。例如原电池:
(-) (Pt) I2(s)│I-(a1)║Fe3+(a2), Fe2+(a3) │(Pt) (+)

电池反应: 电池反应: Fe3+(a2) + 2I-(a1) → I2(s) + Fe2+(a3) 是不正确的, 是不正确的, 而应是 2Fe3+(a2) + 2I-(a1) → I2(s) + 2Fe2+(a3)

三、电极电势及应用
1. 电极电势
在铜锌原电池中, 在铜锌原电池中,为什么电子总是由 传递给Cu + 而不是从Cu传递给 向Zn传递给 2+,而不是从 传递给 传递给 + Zn2+呢?

电极电势及应用——电极电势 当溶解速度和沉积速度相等时, 当溶解速度和沉积速度相等时,达到 了动态平衡形成双电层: 了动态平衡形成双电层:

图2 双电层

电极电势及应用——标准电极电势 由于双电层的作用在金属和盐溶液之 间产生的电位差,叫做金属的电极电势 金属的电极电势。 间产生的电位差,叫做金属的电极电势。 2. 标准电极电势 通常选择标准氢电极作为基准。 通常选择标准氢电极作为基准。规定 它的电极电势为零。 它的电极电势为零。用标准态下的各种 电极与标准氢电极组成原电池, 电极与标准氢电极组成原电池,即: 标准氢电极‖ 标准氢电极‖给定电极 测定这些原电池的电动势即可求得给 定电极的电极电势。 定电极的电极电势。

电极电势及应用——标准电极电势 参加电极反 应的各物质 均处于标准 态时电极的 电极电势称 为标准电极 电势
图3 标准氢电极

电极电势及应用——标准电极电势 原电池的电动势用E表示, 原电池的电动势用 表示,其数值等 表示 于正极的电极电势减去负极的电极电势, 于正极的电极电势减去负极的电极电势, E=φ+-φ- = 例如用标准锌电极与标准氢电极组成 原电池: 原电池:
(-) Zn│Zn2+(1 mol·kg-1)║H+ (1 mol·kg-1)│H2 (p )(Pt) (+)

可测得电池电动势为0.7618V。 。 可测得电池电动势为

电极电势及应用——标准电极电势 因为锌电极和氢电极都处于标准态, 因为锌电极和氢电极都处于标准态, 所以: 所以

电极电势及应用——影响标准电极电势的因素

3. 影响标准电极电势的因素
(1)金属本身的性质 金属本身的性质

电极电势及应用——影响标准电极电势的因素 (2)氧化态及还原态物种的浓度 氧化态及还原态物种的浓度 考虑电极反应 [氧化态 +ne → [还原态 氧化态]+ 还原态] 氧化态 还原态 + 例如: 例如: Cu2++2e → Cu 则电极电位

此即电极电势的Nernst方程。 方程。 此即电极电势的 方程

电极电势及应用——影响标准电极电势的因素 考虑原电池 Zn∣Zn2+(cZn2+)‖Cu2+(cCu2+)∣Cu ∣ ‖ ∣ 对 电池反应 cC + dD → eE + fF

此即原电池电动势的Nernst方程。 方程。 此即原电池电动势的 方程

电极电势及应用——影响标准电极电势的因素 (3) pH、络合剂、沉淀剂 、络合剂、 标准氢电极的电极电势为0, 标准氢电极的电极电势为 ,是指在 H+=1 mol·kg-1 的条件下,pH=3.0时, 的条件下, = 时 可根据能斯特方程计算出其电极电势: 可根据能斯特方程计算出其电极电势:

电极电势及应用——影响标准电极电势的因素 在铜锌原电池铜电极中引入硫化物, 在铜锌原电池铜电极中引入硫化物, 由于CuS难溶于水,导致其中铜离子浓 难溶于水, 由于 难溶于水 度降低,铜电极电极电势减小, 度降低,铜电极电极电势减小,进而使 原电池电动势减小, 原电池电动势减小,由电动势的能斯特 方程分析可得到同样的结论。 方程分析可得到同样的结论。 在原电池系统中引入络合剂其作用与 加入沉淀剂相同, 加入沉淀剂相同,即都是通过影响某一 离子的浓度而影响其电极电势, 离子的浓度而影响其电极电势,进而影 响所形成原电池的电动势。 响所形成原电池的电动势。

电极电势及应用——电极电势的应用

4. 电极电势的应用
(1) 判断氧化剂和还原剂的强弱 氧化剂和还原剂的强弱可用有关电对 的电极电势来衡量。 的电极电势来衡量。某电对的标准电极 电势愈小, 电势愈小,其还原型物种作为还原剂也 愈强。标准电极电势愈大, 愈强。标准电极电势愈大,其氧化型物 种作为氧化剂也愈强, 如前所述, 种作为氧化剂也愈强 如前所述,这仅仅 是用于判断在水溶液中的情况。 是用于判断在水溶液中的情况。

电极电势及应用——电极电势的应用 例如要把Fe 分离, 例如要把 2+与Co2+和Ni2+分离,首先 要把Fe 氧化为Fe 然后使Fe 要把 2+氧化为 3+,然后使 3+以黄钠 铁矾NaFe(SO4)2 ·12H20从溶液中沉淀析 铁矾 从溶液中沉淀析 因而要选择一种只能将Fe 出。因而要选择一种只能将 2+氧化为 Fe3+,而不能氧化 2+和Ni2+的氧化剂。 而不能氧化Co 的氧化剂。 从标准电极电势表查得下列氧化剂标准 电极电势: 电极电势:

电极电势及应用——电极电势的应用

电极电势及应用——电极电势的应用 ClO-/Cl- 和 ClO3-/Cl-介于铁电极 和钴及镍电极电极电势之间, 和钴及镍电极电极电势之间, 在酸性溶 液中使用氯酸钠或次氯酸钠作为氧化剂, 液中使用氯酸钠或次氯酸钠作为氧化剂, Fe2+可被氧化,而Co2+和Ni2+则不能。 可被氧化, 则不能。

电极电势及应用——电极电势的应用 (2) 判断氧化还原反应进行的方向 用标准电极电势可以判断氧化还原的 方向:在标准状态下, 方向:在标准状态下,标准电极电势数 值大的电对中的氧化型物种(氧化剂 氧化剂)氧 值大的电对中的氧化型物种 氧化剂 氧 化标准电极电势数值小的电对中的还原 型物种(还原剂 例如: 还原剂)。 型物种 还原剂 。例如:

电极电势及应用——电极电势的应用

+可以氧化锌。理论上应当用E值 Cu2+可以氧化锌。理论上应当用 值 来判断。 来判断。但是由于浓度对电极电势的影 响不是很大, 响不是很大,一般当两个电对的标准电 极电势之差大于0.2V,就很难通过改变 极电势之差大于 , 浓度而使反应逆转,因此为了方便起见, 浓度而使反应逆转,因此为了方便起见, 一般仍可用标准电极电势来估计反应进 行的方向。 行的方向。

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用

5. 元素标准电极电势图及其应用
如果一种元素有几种氧化态, 如果一种元素有几种氧化态,就可形 成多种氧化还原电对。如铁有0, , 成多种氧化还原电对。如铁有 ,+2, +3和+6等氧化态,因此就有下列几种电 等氧化态, 和 等氧化态 对及相应的标准电极电势: 对及相应的标准电极电势:

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用 我们把同种元素不同氧化态间的标准 电极电势按照由高到低的顺序排成图解: 电极电势按照由高到低的顺序排成图解:

这种表示一种元素各种氧化态之间标 准电极电势关系的图解叫做元素电势图, 准电极电势关系的图解叫做元素电势图, 又称拉蒂默图。 又称拉蒂默图。

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用 (1) 判断氧化剂的强弱 以锰在酸性(pH=0)和碱性 和碱性(pH=14)介 以锰在酸性 = 和碱性 = 介 质中的电势图为例: 质中的电势图为例: 酸性溶液

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用 (2) 判断是否发生歧化反应 歧化反应是指元素本身发生氧化还原 反应。 反应。根据元素电势图可判断能否发生 歧化反应,一般来说,对于: 歧化反应,一般来说,对于:
左 右







即能发生歧化反应。 即能发生歧化反应。

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用 例如根据锰的电势图可以判断, 例如根据锰的电势图可以判断,在酸 可以发生歧化反应: 性溶液中MnO4-可以发生歧化反应: 性溶液中

在碱性溶液中. 在碱性溶液中.Mn(OH)3可发生歧化 反应: 反应:

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用 (3) 从相邻电对的电极电势求另一电对 的电极电势: 的电极电势: 例如,在碱性溶液中溴的电极电势: 例如,在碱性溶液中溴的电极电势: ?

电极电势及应用——元素标准电极电势及应用

三、电解及电镀
1. 电解池

电解及电镀——电解过程法拉第定律 + 负极: 负极:Cu2++2e → Cu, , 发生还原反应,为阴极; 发生还原反应,为阴极; 正极: 正极:4OH――4e → 2H2O+O2, + 发生氧化反应,为阳极。 发生氧化反应,为阳极。 2. 电解过程法拉第定律 (1)电极上发生化学变化的物质的量与 ) 通人的电量成正比;( ) 通人的电量成正比 (2)若几个电解池 串联, 各电解池发生反应的物质的量相同。 串联 各电解池发生反应的物质的量相同。

电解及电镀——电解过程法拉第定律 即:Q=nzF = 法拉第常数F: 法拉第常数 :一摩尔电子所带电量的 绝对值(约 绝对值 约96500C?mol-1) 3. 电流效率(电能效率) 电流效率(电能效率) 指电解过程中析出一定数量的某物质 理论所需电量(电流) 理论所需电量(电流)与实际消耗电量 电流)之比。 (电流)之比。

电解及电镀——分解电压 4.分解电压 分解电压

电解及电镀——分解电压 电解质溶液发生电解时所必须加的最 小电压,称为分解电压。 小电压,称为分解电压。 分解电压产生的原因: 分解电压产生的原因:

电解及电镀——分解电压

原电池中进行的电极反应, 原电池中进行的电极反应,是电解池 中电极上进行反应的逆过程, 中电极上进行反应的逆过程,电动势与 外加电压数值相等而方向相反。 外加电压数值相等而方向相反。要使电 解顺利地进行, 解顺利地进行,外加电压必须超过这一 相反方向的电动势。因此, 相反方向的电动势。因此,理论上的分 解电压可通过原电池电动势计算出来: 解电压可通过原电池电动势计算出来:

电解及电镀——分解电压

测得的分解电压是1.67 V,比理 实际 测得的分解电压是 , 论分解电压高很多, 论分解电压高很多,这种现象称为极化 作用。 作用。

电解及电镀——极化作用与电解产物的判别

5.极化作用及电解产物的判别 极化作用及电解产物的判别
极化作用是指实际析出电势偏离理论 析出电势的现象。一般来说, 析出电势的现象。一般来说,固体极化 作用很小;而气体的极化作用很大。 作用很小;而气体的极化作用很大。 电解产物的判别: 电解产物的判别:电解时若阳极和阴 极可能发生多种反应, 极可能发生多种反应,则阳极优先析出 析出电势低的物质; 析出电势低的物质;阴极优先析出析出 电势高的物质。 电势高的物质。

电解及电镀——极化作用与电解产物的判别

电解及电镀——电镀

6.电镀 电镀
电镀是电解的实际应用的一种, 电镀是电解的实际应用的一种,电镀 的典型应用主要有以下几种: 的典型应用主要有以下几种: 金属的电镀:防腐及增加机械强度等; 金属的电镀:防腐及增加机械强度等; 铝及其合金的电化学氧化及表面着色; 铝及其合金的电化学氧化及表面着色; 塑料电镀

四、金属的电化学腐蚀与防腐
1.金属的电化学腐蚀 金属的电化学腐蚀
金属表面与周围介质发生化学及电化 学作用而遭受破坏,叫做金属腐蚀。 学作用而遭受破坏,叫做金属腐蚀。金 属表面与介质如气体或非电解质液体等 而引起的腐蚀, 因发生化学什用 而引起的腐蚀,叫做化 学腐蚀, 学腐蚀,化学腐蚀作用进行时没有电流 产生。金属表面与介质如潮湿空气、 产生。金属表面与介质如潮湿空气、电 解质溶液等因发生电化学作用而引起的 腐蚀, 腐蚀。 腐蚀,叫做电化学 腐蚀。

金属电化学腐蚀与防腐——电化学腐蚀产生原因

2. 电化学腐蚀产生原因
当两种金属或者两种不同的金属制成 的物体相接触,同时又与其他介质(如潮 的物体相接触,同时又与其他介质 如潮 湿空气、其他潮湿气体、 湿空气、其他潮湿气体、水或电解质溶 液等)相接触时 就形成了一个原电池, 相接触时, 液等 相接触时,就形成了一个原电池, 进行原电池的电化学作用。 进行原电池的电化学作用。

金属电化学腐蚀与防腐——电化学腐蚀产生原因

金属电化学腐蚀与防腐——析氢腐蚀与吸氧腐蚀

3. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀
阳极上Fe发生氧化作用: 阳极上 发生氧化作用: 发生氧化作用 阴极发生的反应可能是氢离子被还原 析出: 成H2析出: 阴极发生该种反应称为析氢腐蚀。 阴极发生该种反应称为析氢腐蚀。 析氢腐蚀

金属电化学腐蚀与防腐——析氢腐蚀与吸氧腐蚀 另一种反应可能是大气中的氧气在阴 极上取得电子,在电极上发生还原反应: 极上取得电子,在电极上发生还原反应:

阴极发生该种反应称为吸氧腐蚀。 阴极发生该种反应称为吸氧腐蚀。 吸氧腐蚀 由于氧气的电极电势比氢气更正, 由于氧气的电极电势比氢气更正,说 明有氧气存在时腐蚀更严重。 明有氧气存在时腐蚀更严重。

金属电化学腐蚀与防腐——析氢腐蚀与吸氧腐蚀

金属电化学腐蚀与防腐——析氢腐蚀与吸氧腐蚀 +与溶液中的OH-结合,生成氢氧 Fe2+与溶液中的 结合, 化亚铁Fe(OH)2,然后又和潮湿空气中 化亚铁 氧发生作用,最后生成铁锈: 水分和 氧发生作用,最后生成铁锈:

金属的电化学腐蚀, 金属的电化学腐蚀,实际上是形成了 许多微电池,它和前面所述的原电池, 许多微电池,它和前面所述的原电池, 并没有本质上的区别。 并没有本质上的区别。

金属电化学腐蚀与防腐——金属的防腐

4. 金属的防腐
常用的有下列几种方法: 常用的有下列几种方法: 非金属保护层 金属保护层
阳极保护层 阴极保护层

电化学保护
保护器保护 阴极电保护 阳极电保护

加缓蚀剂保护

五、常见化学电源
1. 一次性电池
常 用 的 锰 锌 电 池

常见化学电源——一次性电池

MnO2能消除电极上集积的氢气,所 能消除电极上集积的氢气, 以又叫去极剂: 以又叫去极剂:

常见化学电源——一次性电池 所以正极上总的反应为

锌汞干电池,又称碱性电池: 锌汞干电池,又称碱性电池:

电池电动势为 1.35 V。 。

常见化学电源——蓄电池

2. 蓄电池
铅 蓄 电 池

常见化学电源——蓄电池 放电反应

充电反应

常见化学电源——蓄电池 镍镉电池

该电池电动势约l.4v,它可以作为电源用 , 该电池电动势约 于充电式计算器、电子闪光灯、 于充电式计算器、电子闪光灯、电动剃 须刀等。 须刀等。

常见化学电源——燃料电池

3.燃料电池 .
氢 — 氧 燃 料 电 池

常见化学电源——燃料电池

需要解决的问题:设备腐蚀严重; 需要解决的问题:设备腐蚀严重;电 极材料;产生的水及时移去; 极材料;产生的水及时移去;提高能量 利用效率等。 利用效率等。 阿波罗飞船的燃料电池是 由三组碱式氢——氧燃料电池组成,生 氧燃料电池组成, 由三组碱式氢 氧燃料电池组成 成的水用作冷却水,电压为27~31 v,功 成的水用作冷却水,电压为 , 率为563—1 420 W。 率为 。

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