电化学-极化 原电池 电解池
电分析化学法导论
第9章电分析化学法导论【9-1】解释下列名词。
原电池，电解池，电池电动势，电极电位，液接电位，标准电位，条件电位，平衡电位，浓差极化，电化学极化，超电位，指示电极，参比电极，工作电极。
答：原电池：将化学能编为电能的装置。
电解池：将电能变为化学能的装置。
电池电动势：流过电池的电流为零或接近于零时两电极间的电位差，以E池表示。
电极电位：任何电极与标准氢电极构成原电池所测得的电动势作为该电极的电极电位。
液接电位：在两个组成不同或浓度不同的电解质溶液互相接触的液-液界面间所存在的一个微小的电位差，称为液体接界电位，简称液接电位。
标准电位：298.15K时，以水为溶剂，当氧化态和还原态活度等于1时的电极电位。
条件电位：由于电极电位受溶液离子强度、配位效应、酸效应等因素的影响，因此使用标准电极电位ϕ0有其局限性。
对于一个实际体系在某一特定条件下，该电对的氧化型总浓度和还原型总浓度均为1mol·.L-1时的实际电位的实际电位。
平衡电位：在一个可逆电极中，金属成为阳离子进入溶液以及溶液中的金属离子沉积到金属表面的速度相等时，反应达到动态平衡，亦即正逆过程的物质迁移和电荷运送速度都相同，此时该电极上的电位值称为平衡电极电位。
浓差极化：发生电极反应时，电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的现象称为浓差极化。
电化学极化：由于电极反应的速率较慢而引起的电极电位对平衡电位值的偏离现象。
超电位：由于极化，使实际电位和可逆电位之间存在差异，此差异即为超电位η。
指示电极：用于无电极反应发生的平衡体系或在测量过程中溶液浓度不发生可觉察变化体系的电极。
参比电极：在测量过程中其电极电位几乎不发生变化的电极。
工作电极：有电极反应发生电极表面溶液浓度随电极反应发生显著变化体系的电极的电极。
【9-2】盐桥的作用是什么？对盐桥中的电解质溶液应有什么要求？答：盐桥的作用是尽可能降低液接电位。
盐桥电解质的要求是：（1）正、负离子的迁移速率大致相等（如KCl，KNO3, NH4NO3等），且可达到较高浓度；（2）与半电池中溶液不发生化学反应。
必修2+选修4 电化学：原电池+电解池
原电池原理及应用考点一原电池的工作原理及其应用1．原电池的概念：将化学能转化为电能的装置。
2．原电池的构成条件：(1)能自发地发生氧化还原反应。
(2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。
①负极：活泼性较强的金属。
②正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。
(3)电极均插入电解质溶液中。
(4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
3．工作原理以锌铜原电池为例：单液单池：双液双池：：(1)原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生，正极发生，（简称：）一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到电池总反应方程式。
(2)不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中的浓度，(3)原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。
4．原电池原理的三大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。
例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
(3)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计的原电池为：【互动思考】1．原电池内部阴、阳离子如何移动？电解池内部阴、阳离子如何移动？2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( )答案(1)√(2)×(3)×(4)√[示向题组]1．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
原电池和电解池的基本原理
原电池和电解池的基本原理原电池和电解池都是电化学装置，利用化学反应将化学能转化为电能或者将电能转化为化学能。
它们的基本原理有所不同。
首先来讨论原电池。
原电池是通过化学反应产生电能的装置。
它由两种不同金属通过电解质桥或者盐桥相连而构成。
其中一种金属被称为负极或阳极，另一种金属被称为正极或阴极。
电解质桥或者盐桥的作用是保持负极和正极之间的电中性。
在原电池中，两种金属的电势差会引起在电解质桥或者盐桥上移动的离子流。
这个流动的离子携带着电荷，产生电流。
原电池的工作原理基于两种不同金属之间的电化学电位差。
每种金属都有一个固有的电势差，被称为标准电极电势。
当这两种金属在电解质溶液中相互接触时，电解质中的离子会在两种金属之间移动，以平衡电势差。
这种移动产生的电流就是原电池的输出电流。
具体来说，当两种金属以及电解液结合在一起时，会发生氧化还原反应。
在这种反应中，一种金属会氧化成离子形式，而另一种金属则从离子形式还原回到金属形态。
这个氧化还原反应释放的能量会被转化为电能。
例如，经典的原电池就是锌-铜电池。
在这种电池中，锌金属（负极）会氧化成锌离子，铜金属（正极）则从铜离子还原回到铜金属。
这个氧化还原反应产生的电子将通过外部电路流动，从而产生电流。
电解池是另一种电化学装置，它将电能转化为化学能。
电解池由两个电极（阴极和阳极）和浸泡在电解质溶液中的物质组成。
当电流通过电解质溶液时，氧化反应（在阳极处）和还原反应（在阴极处）会同时进行。
这种反应可能是非自发的，即需要外部施加的电势才能进行。
阴极是电解池中的负极，在阴极上进行还原反应。
在还原反应中，金属离子从溶液中还原回到金属形态，同时从溶液中吸收电子。
阳极是电解池中的正极，在阳极上进行氧化反应。
在氧化反应中，金属原子氧化为离子，同时释放出电子。
电解质溶液中的离子扮演着重要的角色。
这些离子通过移动来维持电荷平衡，并在电解池中形成离子流。
需要注意的是，阴极和阳极中的离子流方向是相反的。
化学原电池和电解池知识点
化学原电池和电解池知识点原电池和电解池是化学中两个重要的概念，两者的区别在于其电化学反应的方向。
本文将介绍原电池和电解池的基本概念、工作原理、以及一些相关实验和应用。
一、原电池原电池是指能够产生电流的装置，由电池内部的氧化还原（redox）反应释放出电子，从而产生电势差，并推动电流在电路中流动。
在原电池中，产生电流的反应是不可逆的，电极上的材料一旦被消耗，电池就无法再产生电流。
原电池也叫做伏安电池或电化学电池。
1. 基本概念（1）电极原电池中的电极一般由金属或导电材料制成，分为阳极和阴极两种。
阳极是电池的正极，是一个能够氧化的电极，在化学变化中会释放出电子。
阴极是电池的负极，是一个容易被还原的电极，在化学变化中会吸收电子。
（2）电解质电解质是电池中起电离导电作用的化学物质，能够分解成离子，从而产生电荷泵效应。
常用的电解质包括酸、碱、盐等。
（3）电动势电动势是指电池产生电流的能力，是一个能够推动电流流动的力量。
单位为伏特（V），一般用符号E表示。
在原电池中，电动势是由电池两极之间的电势差产生的。
2. 工作原理锌铜电池是最简单的原电池之一，由一个锌（Zn）电极和一个铜（Cu）电极以及一个电解质（如盐酸）组成。
阳极为锌电极，阴极为铜电极，电解质中含有氯离子和氢离子。
当锌电极和铜电极连接起来时，锌原子向氯离子释放电子，形成锌离子和电子。
电子从锌电极流向铜电极，由于电子流向铜电极，就形成了电流。
在铜电极上，铜离子由于吸收了电子而被还原成为铜原子。
锌电极逐渐消耗，铜电极上的铜原子逐渐增多。
当锌电极完全消耗时，电池停止工作。
铅酸电池是一种常见的存储电池，由铅（Pb）的阴极、氧化铅（PbO2）的阳极和硫酸（H2SO4）的电解质组成。
在电池工作时，硫酸电解质会溶解掉氧化铅阳极上的物质，同时，铅阴极上的铅物质也会随着电池工作逐渐脱落。
铅酸电池是一种可逆反应，即可以通过外部电源来反向充电。
在充电状态下，电池的阴极和阳极会反转，电池会从外部电源吸收电能，并将电能存储在电池中。
原电池和电解池的异同
原电池和电解池的异同一、引言原电池和电解池是电化学领域中两种常见的装置，它们在能量转换、储存和使用等方面起着重要作用。
本文将从结构、工作原理、应用等方面对原电池和电解池进行比较，以便更好地了解它们的异同之处。
二、结构比较1. 原电池原电池通常由两个电极（正极和负极）和电解质组成。
正极和负极之间通过电解质实现离子传导，并在正负极之间产生电势差。
常见的原电池有干电池、锂电池、铅酸电池等。
2. 电解池电解池由一个电解槽、阳极和阴极以及电解质组成。
阳极是正极，阴极是负极，它们通过电解质中的离子传导进行反应。
电解池通常用于电解反应，如电镀、电解制氢等。
三、工作原理比较1. 原电池的工作原理原电池通过化学反应将化学能转化为电能。
在反应过程中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，形成电势差。
电流在外部电路中流动，实现能量转换。
例如，干电池中，锌离子在负极被氧化为锌离子，同时，氧化剂在正极还原，形成电势差。
2. 电解池的工作原理电解池通过外加电压将电能转化为化学能。
当外加电压大于电解质中的离子电位差时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。
外加电压提供了足够的能量，使电解质中的离子发生迁移，进而实现化学反应。
例如，电解水时，外加电压使得水分子发生电解，产生氢气和氧气。
四、应用比较1. 原电池的应用原电池广泛应用于日常生活和工业领域。
干电池被广泛用于电子设备、遥控器等小型电子产品中。
锂电池在移动电子设备、电动车等领域具有重要地位。
铅酸电池广泛应用于汽车、太阳能储能等方面。
2. 电解池的应用电解池在化学合成、电镀、电解制氢等方面具有重要的应用。
例如，电镀过程中，电解池用于将金属离子沉积在基底上，实现金属件的防锈、装饰等目的。
电解制氢是一种重要的清洁能源生产技术，通过电解水制氢，可以实现氢能源的储存和利用。
五、总结通过对原电池和电解池的比较，可以发现它们在结构、工作原理和应用方面存在一些异同。
原电池主要将化学能转化为电能，广泛应用于日常生活和工业领域；电解池主要将电能转化为化学能，用于化学合成、电镀、电解制氢等方面。
放电充电原电池电解池
原电池和电解池是电化学中两个重要的概念，它们在放电和充电的过程中起着不同的作用。
本文将介绍原电池、电解池的工作原理，并从化学能与电能相互转化的角度进行阐述，旨在帮助读者更好地理解这两个概念。
一、原电池原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它的工作原理基于“氧化还原反应”和“电化学反应”。
在原电池中，化学反应产生电子，这些电子通过外部电路流动，形成电流。
1. 氧化还原反应：原电池中的化学反应通常涉及氧化剂和还原剂。
在反应过程中，电子从还原剂转移到氧化剂，从而产生电子的流动。
这些电子可以通过导线或外部电路流动，形成电流。
2. 电化学反应：原电池中的电化学反应是由正极和负极引起的。
正极通常由氧化剂组成，能够从反应中获得电子；负极通常由还原剂组成，将电子释放到反应中。
这些电子的流动导致电流的产生。
二、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
电解池的工作原理基于“电位差”和“电化学反应”。
在电解池中，电流通过电解质溶液，将电能转化为化学能。
1. 电位差：电解池中的电位差是由电源提供的。
电源的正极与电解池的阴极相连，负极与阳极相连。
在电位差的作用下，电解质溶液中的离子发生迁移和氧化还原反应。
2. 电化学反应：电解池中的电化学反应是由阳极和阴极引起的。
阳极通常由氧化性较强的物质组成，而阴极通常由还原性较强的物质组成。
在电解过程中，阳极释放出电子，而阴极获得电子，从而引发氧化还原反应。
三、应用原电池和电解池在许多领域都有应用，如能源、制造、医疗等。
例如，锂电池是一种常见的二次电池，它利用原电池的原理将化学能转化为电能，被广泛应用于电子设备中。
此外，电解池在金属的电镀、工业废水处理等领域也有广泛应用。
通过电解法，可以将废水中的有害物质分离出来，同时回收有价值的金属材料。
总之，原电池和电解池是电化学中两个重要的概念，它们通过不同的方式将化学能转化为电能或电能转化为化学能。
了解这两个概念的工作原理和应用，有助于我们更好地理解和应用电化学知识。
电化学——原电池、电解池及应用
热敷袋
市场上出售的“热敷 袋”，其主要成分是： 铁屑、炭粉、木屑与 少量NaCl、水等。它 在使用之前，需要塑 料袋与空气隔绝。使 用时开启塑料袋上的 小孔，轻轻揉搓就会 有热量放出。当使用 完后还会发现有铁锈 生成。
航天飞机
铝的冶炼装置
2008年考点要求
（1）理解原电池原理。初步了解化学电 源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般 防腐蚀方法。
C
C
H O+ H– SO4 2 –
(左池) H2SO4溶液
负极:氧化反应 Zn-2e- = Zn2+ 正极:还原反应 2H++2e - = H2↑
H O+H– SO4 2 –
(右池) H2SO4溶液
阴极:还原反应 2H + +2e - = H2↑ 阳极:氧化反应
4OH– - 4e - =O2↑+2H2O
稀硫酸 A
稀硫酸 B
稀硫酸 C
硫酸 D
较活泼金
与电源正
属
极相连
较不活泼
与电源负
金属(或能导电 极相连
的非金属等)
发生氧化反
发生氧化反
应（失电子） 应（电极或溶液中
发生还原反 的阴离子移向阳极
应（溶液中的阳 失电子）
离子移向正极得
发生还原反
电子）
应（溶液中的阳
离子移向阴极得
电子）
离子放电顺序
阳极：
①活性材料作电极时：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨等)时：
溶液中阴离子的放电顺序是：
S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-
电化学知识点-原电池和电解池
电化学知识点——---原电池和电解池一．原电池和电解池的相关知识点1．原电池和电解池装置比较：将化学能转化为电能的装置叫做原电池把电能转化为化学能的装置叫电解池2．原电池和电解池的比较表：原电池的本质：氧化还原反应中电子作定向的移动过程电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程3．化学腐蚀和电化腐蚀的区别4．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别5．电解、电离和电镀的区别6．电镀铜、精炼铜比较说明、原电池正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二．高频考点1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀负极：Fe－2e-==Fe2+正极：O2+4e-+2H2O==4OH-总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O（2）析氢腐蚀： CO2+H2O H2CO3H++HCO3-负极：Fe －2e-==Fe2+正极：2H+ + 2e-==H2↑总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2+ H2↑Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
2、原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
可以利用原电池比较金属的活动性顺序（负极活泼）。
将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后，根据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。
③设计原电池。
④利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但主要是电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。
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2 H
2 Cl
阳极
阴极
Cl2
H2
P[H2(g)] 和 P[Cl2(g)] 等于外界气压 而逸出，即气体压力达最大值，反 电动势也达最大值，此时外加电压 等于分解电压。
E反， max E分解
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2014-10-3
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§7.10 分解电压及极化作用
原电池 Pt∣H2(g)∣HCl(0.1 mol· dm–3) ∣Cl2(g)∣Pt 因此，理论分解电压应等于原电池的最大可逆反电动势
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2014-10-3
MICHAEL FARADAY
Faraday presented Davy with the careful notes he had taken at his lectures, and Faraday became a laboratory assistant when his predecessor was fired for brawling. Faraday’s first experiment consisted in constructing a
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故 E阴= E阴,平 – 阴 E阳 = E阳,平 + 阳
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2014-10-3
§7.11 电解时的电极反应
阴极上总是极化电极电势最高的还原反应优先进行。
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2014-10-3
§7.11 电解时的电极反应
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for his work on the electrical conductivity of solutions. His
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2014-10-3
NERNST
WALTHER NERNST (1864-1941), German physical chemist, did much of the early important work in electrochemistry,studying the thermodynamics of galvanic cells and the diffusion of ions in solution.
§7.10 分解电压及极化作用
1.分解电压 :大气压力下两个铂电极电解 l mol· dm–3 盐酸溶液，如图：
I
V + _ G
阳极
阴极
分解电压
HCl+ H2O
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0
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D
2014-10-3
V
§7.10 分解电压及极化作用
电解池电极反应: 阴极
阳极
2 H+ + 2 e- → H2(g)
电流密度 J (b) 原电池中的极化曲线
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2014-10-3
2. 电极的极化
E 阳极极化曲线 E 阴极极化曲线
阴极极化曲线
阳极极化曲线
电流密度 J (a) 电解池极化曲线
电流密度 J (b) 原电池中的极化曲线
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2014-10-3
§7.11 电解时的电极反应
过程分析：在开始外加一定电压时，电极表面上产生了 少量的氢气和氯气，其压力很小，被吸附在Pt电极上。 因为氢气H2(g)和氧气Cl2(g)可发 生氧化还原反应，当它们被吸附 在惰性电极上时，就形成两个第 一类电极－酸性氢电极和酸性氧 G V _ + 电极，构成原电池Pt∣H2(g)∣ 阴极 HCl (0.1 mol· dm–3) ∣Cl2(g)∣Pt 阳极 自发电池，氢电极为负极，氯电 正极 负极 极为正极；电池的电动势正好和 Cl2 H2 电解时外加电压相反， 负极对负 极、正极对正极，称为反电动势
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2014-10-3
NERNST
His electrical piano,which used radio amplifiers instead
of a sounding board, was totally rejected by musicians. Nernst was the first to enunciate the third law of thermodynamics, and received the Nobel Prize in chemistry in 1920 for his thermochemical work.
EZn 2 Zn E
Zn 2 Zn
E < E平 , 搅拌可减小浓差极化。 浓差极化使阴极的电极电势更负(减小); 阳极的电极电势更正(增大)
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RT 1 ln F a Zn 2
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2014-10-3
2. 电极的极化
（2）电化学极化 当电流通过电极时，由电极反应速率的限制，外电 源供给的电子Zn2+来不及消耗，电极上的电子比平衡 态时的电子数多，阴极表面上积累了多余的电子。由 于电子带负电荷，所以阴极表面上积累多余电子,使其 电极电势就更负 E < E平。 在阳极上正电荷来不及被完全消耗，而在阳极上积累 多余的正电荷，使得阳极的电势更正 由于电化学反应本身的迟缓性而引起的极化称为电 化学极化；；使阴极的电极电势更负(减小);阳极的 电极电势更正(增大)
produced the first known chlorides of carbon, C2Cl6 and
C2Cl4, in 1820, and discovered benzene in 1825.He
investigated alloy steels and optical glass. During this
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2014-10-3
FRIEDRICH WILHELM GEORG KOHLARUSCH FRIEDRICH WILHELM GEORG KOHLARUSCH
(1840-1910), German chemist and physicist, is best known
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2014-10-3
2. 电极的极化
对于整个电池来说，极化作用的结果是不一样的
E 阳极极化曲线 E 阴极极化曲线
阴极极化曲线
阳极极化曲线
电流密度 J (a) 电解池极化曲线
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voltaic pile using copper halfpenny pieces and zinc discs
separated by paper soaked in salt solution.
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2014-10-3
MICHAEL FARADAY
He decomposed magnesium sulfate with the pile. He
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2014-10-3
V +
_
G
阳极
阴极
Cl2
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H2
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§7.10 分解电压及极化作用
原电池 Pt∣H2(g)∣HCl(0.1 mol· dm–3) ∣Cl2(g)∣Pt 外加电压↑，P[H2(g)] 和 P[Cl2(g)] ↑，反电动势↑
V +
_
G
RT a a EE ln 2F PH 2 PCl 2 P P
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2014-10-3
MICHAEL FARADAY
MICHAEL FARADAY (1791-1867) English chemist and physicist, was a completely selftaught man. In 1812, while still a bookbinder’s apprentice, Faraday was drawn to chemistry by attending Davy’s lectures at the Royal Institute. His life was changed by an accident when Davy was temporarily blinded by an explosion and took on Faraday as his secretary.
超电势
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= | E–E平 |
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2014-10-3
2. 电极的极化
(1)浓差极化 以Zn2+的阴极还原为例 在电流通过电极时，Zn2+沉积到电极上，电极附 近浓度降低，低于它在本体溶液中的浓度。就好像是 将电极插入了一个浓度较小的Zn+ 溶液中一样，从而 使电极电势偏离平衡电极电势 Zn 2 2e Zn
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2014-10-3
§7.11 电解时的电极反应
电解时，在阳极、阴极均有多种反应可以发主的情况下： 阳极上总是极化电极电势最低的氧化反应优先进行； 阴极上总是极化电极电势最高的还原反应优先进行。 E阴,1 E阴,2 E阳,1 E阳,2 E
阴 = E阴,平 – E阴 阳 = E阳 – E阳,平
V + _ G
阳极
阴极
Cl2
H2
RT a a EE ln 2F PH 2 PCl 2 P P
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阳极 Cl2 (g) + 2 e- → 2Cl电池反应 H2(g) + Cl2 (g)→ 2 H+ + 2Cl2 H 2 Cl