电化学原理复习资料

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电化学考试知识点归纳总结

电化学考试知识点归纳总结

电化学考试知识点归纳总结电化学考试知识点归纳总结电化学是化学的一个重要分支,研究化学反应与电流之间的关系。

在学习电化学的过程中,我们需要了解许多重要的知识点,掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解电化学的原理和应用。

本文将对电化学考试中的主要知识点进行归纳总结,并进行详细的解析。

一、电化学基础知识1. 电池的构成电池是将化学能转化为电能的装置,由正极、负极和电解质溶液组成。

其中,正极是电子的来源,负极是电子的接受者,而电解质溶液则在电池中起到导电作用。

2. 电解电池和电池的区别电解电池是将电能转化为化学能的装置,而电池是将化学能转化为电能的装置。

电解电池中,正极是电子的接受者,负极是电子的来源,而电池则相反。

3. 电解质和非电解质电解质是在溶液或熔融状态下能够导电的物质,能够分解成离子。

非电解质则是不能导电的物质,不分解成离子。

二、电池原理与电动势1. 电动势电动势是一个物理量,表示电能转换成化学能的能力大小。

它是通过比较两个电极间的电势差来测量的,单位为伏特(V)。

2. 电动势的计算电动势可以通过标准电势和电子的传递数来计算。

标准电势是指参与电池反应的离子在标准状况下的电势。

电子的传递数是指氧化还原反应中发生电子传递的次数。

3. 电池的排列电池可以按照电动势从大到小的顺序排列,形成电池电位的差异。

三、氧化还原反应与电子转移1. 氧化还原反应氧化还原反应是指化学物质中发生电子转移的反应。

其中,被氧化的物质称为还原剂,能够给予电子。

而被还原的物质则称为氧化剂,能够接受电子。

2. 氧化还原电子转移的方向电子的转移方向由标准电势决定。

电子从标准电势较负的物质向标准电势较正的物质转移。

四、电化学动力学1. 迁移率和电导率迁移率是指离子在电场中迁移的速度,而电导率是指单位长度、单位截面积内的离子导电能力。

2. 极化与极化电流在电解质溶液中,当正负电极之间的电势差较大时,会产生极化现象。

极化电流是由于电极表面的物质极化而产生的电流。

安徽省淮南市淮南六中2024届高三化学专题复习 专题十:电化学原理

安徽省淮南市淮南六中2024届高三化学专题复习 专题十:电化学原理

专题十电化学基础1.(2024浙江高考10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发觉液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。

导致该现象的主要缘由是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是A.液滴中的Cl―由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH―形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-Cu2+解析:液滴边缘O2多,在碳粒上发生正极反应O2+2H2O+4e-4OH-。

液滴下的Fe 发生负极反应,Fe-2e-Fe2+,为腐蚀区(a)。

A.错误。

Cl-由b区向a区迁移B.正确。

C.错误。

液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。

D.错误。

Cu更稳定,作正极,反应为O2+2H2O+4e-4OH-。

答案:B【评析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。

老学问换新面孔,高考试题,万变不离其宗,关键的学问内容肯定要让学生自己想懂,而不是死记硬背。

学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通,题目再怎么变换形式,学生也能回答。

2.(2024安徽高考12)探讨人员最近发觉了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是:A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物解析:由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价,所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(4-18/5)×5=2mol,因此选项B正确。

电化学原理课程复习题

电化学原理课程复习题

理论电化学复习题1.当由诸分步步骤串联组成的电极过程达到稳态时,各分步步骤的进行速度应相同,但同时,我们又说存在“最慢步骤”,这两种说法是否矛盾?如何统一?不矛盾。

电极过程各个分部步骤是串联进行的,要想单独研究某一分部步骤,必须首先假定其它步骤进行的速度非常快,处于准平衡态,这样才能使问题得以简化。

电极反应的速率大小取决于反应中受阻最大而进行最慢的步骤,最慢的步骤称速度控制步骤,其动力学特征就反应了整个电极过程的动力学特征。

当电极过程的进行速度达到稳态时,这些串联组成连续反应的各分步均以相同的净速度进行。

但,各分步的反应活化能有大有小,相应的反应速率系数必然有小有大。

对串联的电极过程来说,整个电极过程的速度受最慢步骤(活化能最大)控制,表现出该“最慢步骤”的动力学特征。

2.平衡电极电势是如何建立的,以C U│C U SO4(a=1)为例说明。

当电极体系处于平衡状态时,没有宏观净反应,但此时微观的物质交换仍然再进行,只是正逆两个方向的反应速度相等.因此平衡电势下反应体系的ia和ic相等.Cu溶解趋势,Cu2+沉积趋势二者达到相平衡。

3.测量微分电容时应注意什么?为什么?双电层的微分电容可以被精确地测量出来。

经典地方法是交流电桥法,所谓交流电桥法,就是在处于平衡电位或直流电极化地电极上叠加一个小振幅地交流电压,用交流电桥测量与电解池阻抗相平衡地串连等效电路地电容值和电阻值,进而计算出研究电极地双电层电容。

微分电容是随电极电位和溶液浓度而变化的。

在同一电位下,随着溶液浓度的增加,微分电容值也增大。

如果把双电层看成是平行板电容器,则电容增大,意味着双电层有效厚度减小,即两个剩余电荷层之间的有效距离减小。

这表明,随着浓度的变化,双电层的结构也会发生变化。

4.试分析双电层电容为什么等于紧密层电容和分散层电容的串联?静电作用和粒子热运动的矛盾作用下,电极/溶液界面的双电层将由紧密层和分散层两部分组成,即把双电层的微分电容看成是由紧密层电容C紧和分散层电容C分串连组成的。

精选电化学复习提纲及习题

精选电化学复习提纲及习题

电化学复习提纲及习题【知识精要】一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线—正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、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、电解原理及应用1、电解池是将电能转化为化学能的装置。

放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应在电解池中,阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。

两极放电顺序及规律:阳极:活性电极>S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-阴极:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+2.电解原理的应用(1)电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液。

电解时,发生如下反应:阳极:Zn -2e- = Zn2+、Fe -2e- = Fe2+、Ni -2e- = Ni2+、Cu-2e-=Cu2+,阴极:Cu2++2e-=Cu。

阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属,阴极得到纯铜。

(2)电镀铜:精铜作阳极,镀件金属作阴极,硫酸铜(或其他可溶性铜盐)溶液作电解质溶液,从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。

第四章电化学基础知识点归纳

第四章电化学基础知识点归纳

第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科,主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。

本章主要介绍了电化学基础知识点,包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。

一、电化学的基本概念1. 电化学:研究电和化学之间相互关系的学科。

2. 电解:用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。

3. 电解质:能在溶液中产生离子的化合物。

4. 电解池:由电解质、电极和电解物质组成的装置。

5. 电极:用来与溶液接触,传递电荷的导体。

二、电池反应1. 电池:将化学能转化为电能的装置。

由正极、负极、电解质和导电体组成。

2. 电池反应:电池工作时在正负极上发生的化学反应。

3. 氧化还原反应:电池反应中常见的反应类型,在正极发生氧化反应,负极发生还原反应。

4. 电池电势:电池正极和负极之间的电位差。

5. 电动势:电池正极和负极之间的最大电势差。

三、电解反应1. 电解:用电流使电解质发生化学变化的过程。

2. 导电质:在电解质中起导电作用的物质。

3. 离子:在溶液中能自由移动的带电粒子。

4. 阳离子:带正电荷的离子。

5. 阴离子:带负电荷的离子。

6. 电解池:由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。

7. 电解程度:电解质中离子的溶解程度。

8. 法拉第定律:描述了电解过程中,电流量与电化学当量的关系。

四、电解池和电极1. 电解槽:承载电解液和电极的容器。

2. 阳极:电解池中的电流从电解液流入的电极,发生氧化反应。

3. 阴极:电解池中的电流从电解液流出的电极,发生还原反应。

4. 阳极反应:电解池中阳极上发生的氧化反应。

5. 阴极反应:电解池中阴极上发生的还原反应。

6. 电极反应速度:电极上反应的速度。

7. 电极反应中间体:反应过程中形成的中间物质。

电化学是现代科学和工程领域中的重要分支,广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。

了解电化学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电化学原理。

高考电化学专题复习知识点总结完美版

高考电化学专题复习知识点总结完美版

一、原电池的工作原理装置特点:化学能转化为电能;①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应;原③、形成闭合回路或在溶液中接触电④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应; 原基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应;理电极反应方程式:电极反应、总反应;氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应:负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨2NH4++2e-=2NH3+H2↑①普通锌——锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②碱性锌——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 电解液:由中性变为碱性离子导电性好;正极PbO 2 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极Pb Pb+SO 42--2e -=PbSO 4总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃 料 电极反应产物不断排出电池;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`电池②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂;③、氢氧燃料电池:总反应:O2+2H2=2H2O 特点:转化率高,持续使用,无污染;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类:化学腐蚀金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。

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【最新整理,下载后即可编辑】电化学原理第一章 绪论 两类导体: 第一类导体:凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体,即载流子为自由电子(或空穴)的导体,叫做电子导体,也称第一类导体。

第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。

三个电化学体系:原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。

电解池:将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。

腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。

阳极:发生氧化反应的电极 原电池(-)电解池(+) 阴极:发生还原反应的电极 原电池(+)电解池(-) 电解质分类:定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质。

分类:1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数:水化膜中包含的水分子数。

水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。

可分为原水化膜与二级水化膜。

活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”。

活度系数:活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。

ii i x αγ=规定:活度等于1的状态为标准态。

对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1。

离子强度I :离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为:注:上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。

电导:量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数。

符号为G ,单位为S ( 1S =1/Ω)。

影响溶液电导的主要因素:(1)离子数量;(2)离子运动速度。

当量电导(率):在两个相距为单位长度的平行板电极之间,放置含有1 克当量电解质的溶液时,溶液所具有的电导称为当量电导,单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。

高中电化学复习专题

电化学复习题第一节原电池【学问点】1、原电池的概念:把化学能转化为电能的装置2、原电池工作原理:负极:电子流出的电极——失电子,发生氧化反应(较活泼的金属)正极:电子流入的电极——得电子,发生还原反应(较不活泼的金属、石墨等)3、组成原电池的条件①具有不同的电极,较活泼的金属作负极,发生氧化反应;较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极,得到电子,发生还原反应,本身不变。

②具有电解质溶液。

③具有导线相连(或干脆接触)组成闭合回路。

④有能自发进行的氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。

【留意】a.不要形成“活泼金属肯定作负极”的思维定势。

b.原电池中,电极可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。

c.形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是两个电极接触。

d.有的原电池产生的电流大,可以对外做功;有的原电池,电极上发生的反应很慢,产生的电流极其微弱,不能对外做功(如:电极是Fe、C,电解质溶液是NaCl溶液)。

4、原电池正、负极的推断:①依据组成原电池的两极材料推断:负极:活泼性较强的金属正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属(石墨)②依据电流方向或电子流淌方向推断:电流是由正极流向负极电子流淌方向是由负极流向正极③依据原电池两极发生的变更来推断:负极:失电子发生氧化反应 正极:得电子发生还原反应 ④依据电极反应现象负极:不断溶解,质量削减正极:有气体产生或质量增加或不变5、金属活泼性的推断:①金属活动性依次表②原电池的负极(电子流出的电极,质量削减的电极)的金属更活泼 ;③原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属 6、原电池的电极反应:(难点)a. 负极反应:X -ne -=X n+b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应 7、有盐桥的原电池盐桥是将热的琼脂溶液(可以是KCl 溶液或可以是NH 4NO 3溶液)倒入U 形管中(不能产生裂隙),将冷后的U 形管浸泡在KCl 饱和溶或NH 4NO 3溶液中制得。

电化学原理复习重点

3. 扩散:当溶液中存在着某一组分的浓度差, 即在不同区域内某组分的浓度不同时,改 组分将自发地从浓度高的区域向浓度低的 区域移动。
4. 比较:在下页PPT
三种传质方式区别
三种传质方式共存于电解液的统一体系中,他们之间相互影响。 在溶液中没有大量的局外电解质时,电迁移作用于扩散之间既有可能是互相叠加 的作用,也有可能是相互抵消的作用。 当只单纯存在一种传质方式时,是达不到稳态扩散的要求的,所以常常把一定程 度的对流作用作为实现稳态扩散的必要条件。
极化曲线的测量
1. 恒电流法就是给定电流密度,测量相应的 电极电位,从而得到电位与电流密度之间 的关系曲线(极化曲线)。这种测量方法设 备简单,容易控制,但不适合于出现电流 密度极大值的电极过程和电极表面状态发 生较大变化的电极过程。
2. 恒电位法则是控制电极电位,测量相应的 电流密度值而作出极化曲线。该测量方法 的适用范围较广泛。
3. 形成原因:
紧密层结构(内外)
1. 外紧密层:最接近电极表面的水化阳离子 电荷中心所在的液层。
2. 内紧密层:阴离子逸出水化膜,取代水偶 极层中的水分子而直接吸附在电极表面所 形成的紧密层。
特性吸附及用途以及这种情况下的吸附曲线解释
1. 溶液中的离子除了因静电作用而富集在电极/溶液界面外, 还可能由于与电极表面的短程相互作用而发生物理吸附 或化学吸附。这种吸附与电极材料、离子本性及其水化 程度有关,被称为特性吸附。
(2)电极/溶液界面的许多重要性质是与电极表面 剩余电荷的符号和数量有关的,因而就会依赖于相对于零 电荷电位的电极电位值。这些性质主要有:双电层中电位 的分布、界面电容、界面张力、各种粒子在界面的吸附行 为、溶液对金属电极的湿润性、气泡在金属电极上的附着、 电动现象及金属与溶液间的光电现象等等。其中许多性质 在零电荷电位下表现出极限值, 1. 零电荷电位不是电位为零 2. 零电荷电位与电荷密度有关

电化学原理复习资料

电化学原理复习资料第一章绪论思考题1、第一类导体和第二类导体存有什么区别?答:区别:载流子的不同。

第一类导体载流子为物体内部自由电子或空穴,第二类导体的载流子为正负离子。

特别注意:①不要略去空穴,②部分同学指出载流子在各自导体间导电过程牵涉化学变化。

这就是不对的,只有在两类导体界面上传达时才可以发生化学反应。

2、什么是电化学体系?你能举出两p三个实例加以说明吗?答:电化学体系是指由两类不同导体组成的,是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。

实例:①镀锌的电解池,其外电路就是由第一类导体共同组成的,而电解质就是由第二类导体共同组成,在负极上出现水解反应(zn和oh-丧失电子的反应),在负极上出现还原成反应(zn2+和h+得电子的反应。

②丹尼尔电池,其外部电路时由第一类导体共同组成,而溶液就是由第二类导体共同组成,其阳极上出现还原成反应,阴极上出现水解反应。

特别注意:①例子无法写下得过分直观,必须具体内容表明。

②“阳”、“阳”的字迹一定写下确切。

4、能不能说电化学反应就是氧化还原反应?为什么?请问:无法。

因为电化学反应就是出现在电化学体系中的,并充斥存有电荷的迁移的化学反应。

而水解还原成反应则就是所指在反应前后元素的化合价具备适当的滑行变化的化学反应。

注意:强调电化学体系,电化学反应要在两类导体组成的体系中发生反应。

而氧化还原反应则没有导体类型的限制。

6、影响电解质溶液导电性的因素存有哪些?为什么?答:①电解质溶液的几何因素。

对单位体积溶液,电解质溶液的导电性与离子在电场作用下迁移的路程和通过的溶液截面积有关,这同单位体积金属导体受其长度和横截面积的影响类似。

②离子运动速度。

离子运动速度越大,传达电量就越快,导电能力就越弱。

离子运动速度又受离子本性、溶液总浓度、温度、溶剂粘度等的影响。

③离子浓度。

离子浓度越大,则单位体积内传递的电量就越大,导电能力越强。

但如果离子浓度过大,离子间距离减少,其相互作用就加强,致使离子运动的阻力增大,这反而能降低电解质的导电性能。

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第一章 绪论思考题1、第一类导体和第二类导体有什么区别?答:区别:载流子的不同。

第一类导体载流子为物体内部自由电子或空穴,第二类导体的载流子为正负离子。

注意:①不要漏掉空穴,②部分同学认为载流子在各自导体间导电过程涉及化学变化。

这是不对的,只有在两类导体界面上传递时才会出现化学反应。

2、什么是电化学体系?你能举出两﹑三个实例加以说明吗? 答:电化学体系是指由两类不同导体组成的,是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。

实例:①镀锌的电解池,其外电路是由第一类导体组成的,而电解质是由第二类导体组成,在正极上发生氧化反应(Zn 和OH -失去电子的反应),在负极上发生还原反应(Zn 2+和H +得电子的反应。

②丹尼尔电池,其外部电路时由第一类导体组成,而溶液是由第二类导体组成,其阳极上发生还原反应,阴极上发生氧化反应。

注意: ①例子不能写得过于简单,要具体说明。

②“阴”、“阳”的字迹一定写清楚。

4、能不能说电化学反应就是氧化还原反应?为什么?答:不能。

因为电化学反应是发生在电化学体系中的,并伴随有电荷的转移的化学反应。

而氧化还原反应则是指在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。

注意:强调电化学体系,电化学反应要在两类导体组成的体系中发生反应。

而氧化还原反应则没有导体类型的限制。

6、影响电解质溶液导电性的因素有哪些?为什么?答:①电解质溶液的几何因素。

对单位体积溶液,电解质溶液的导电性与离子在电场作用下迁移的路程和通过的溶液截面积有关,这同单位体积金属导体受其长度和横截面积的影响类似。

②离子运动速度。

离子运动速度越大,传递电量就越快,导电能力就越强。

离子运动速度又受到离子本性、溶液总浓度、温度、溶剂粘度等的影响。

③离子浓度。

离子浓度越大,则单位体积内传递的电量就越大,导电能力越强。

但如果离子浓度过大,离子间距离减少,其相互作用就加强,致使离子运动的阻力增大,这反而能降低电解质的导电性能。

④溶剂性质。

影响离子的电离、水化半径、粘度等。

电解质溶液导电性的影响是多方面的,而各因素间又能相互影响。

问题:容易忽略第一条,同时具体影响情况应尽量全面。

第二章电化学热力学习题2、计算25℃时下列电池的电动势。

(2)解:电极反应:(–)(+) Pt kg mol FeCl kg mol FeCl kg mol SnCl kg mol SnCl Pt |)/001.0()/01.0(||)/01.0()/001.0(|2342,,++→-422Sn e Sn ++→+23222Fe e Fe电池反应: 此题可视为无限稀释的溶液,用浓度代替活度计算。

因为所以,(3)Ag| AgNO 3(0.1mol/kg)|| AgNO 3(1mol/kg) |Ag查表知25℃时, 0.1mol/kg 溶液中 1 mol/kg 溶液中 电极反应:(-) (+)4(1) 欲求下列电极的标准电极电位,试设计出相应的电池,写出电池反应和计算标准电位的公式:解:电池:电极反应:(–) (+)电池反应:所以, 的标准电极电位为:+++++→+243222Fe Sn Fe Sn V Fe Fe Pt 771.0)|(230=++,ϕV Sn Sn Pt 154.0)|(420=++,ϕV Sn Sn Pt Fe Fe Pt E 617.0154.0771.0)|()|(4202300=-=-=++++,,ϕϕV c c c c F RT E E Fe Sn Fe Sn 6505.0)001.0(01.0)01.0(001.0log 20591.0617.0log 23.2222202432=⨯⨯+=+=++++V Ag Ag 799.0)|(0=+ϕ72.0=±γ40.0=±γeAg Ag +→+Age Ag →++)40.01log(3.20⨯+=+FRT ϕϕ)72.01log(3.20⨯+=-F RT ϕϕV FRT E 044.0)72.01.0log()40.01[log(3.2=⨯-⨯=+Ag Ag |)(||||)(34+-AgNO Ag ZnSO Zn +→-22Zn e Zn Age Ag 222→++Ag Zn Ag Zn 222+→+++20/0/220222ln 2)(ln 2++++++--=-=Ag Zn Zn Zn Ag Ag Ag Zn Ag Zn a a F RT a a a a F RT E E ϕϕ+Ag Ag |2/0/22ln 2++++++=Ag Zn Zn Zn Ag Ag a a F RT E ϕϕ14、从平衡常数计算电动势。

已知反应 在25℃时的平衡常数Kp =9.7×10-81 以及水蒸气压为3200Pa 。

求25 ℃时电池Pt,H 2 (101325Pa) H 2SO 4(0.01mol/kg) O 2(101325Pa),Pt 的电动势。

在0.01mol/kgH 2SO 4溶液中的离子平均活度系数 解:电极反应:(-) (+) 电池反应:第五章 液相传质步骤动力学思考题 2、在什么条件下才能实现稳态扩散过程?实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别?答:只有当对流与扩散同时存在时,才能实现稳态扩散过程,故常常把一定强度的对流作用的存在,作为实现稳态扩散过程的必要条件。

实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程的区别:(1)理想条件下,扩散区和对流区可截然分开了。

而在真实的条件下,扩散区和对流区没有明确界限,不能截然分开,它们之间有相互重叠区域。

(2)在理想扩散条件下,扩散层有确定的厚度,其厚度等于毛细管的长度 ;而在真实体系中,由于对流作用于的存在,只能根据一定的理论来近似地求解扩散层的有效厚度。

(3)实际稳态扩散过程中对流扩散电流密度由于对流的存在使得其受扩散系数D 的影响减小。

即j 与D 2/3成正比。

(4)实际稳态对流扩散电流密度受对流传质的影响,其影响因素发生变化。

如对流速度u 0、电极表面位置y ,溶液粘度γ等。

8、试用数学表达式和极化曲线说明稳态浓差极化的规律。

答:(1)当反应产物不可溶时此时浓差极化的动力学方程式为:浓差极化的极化值为:)(O )(H 2)(2222气气气+⇔O H ||544.0=±γeH H 4422+→+)(24422g O H e O H →+++O H O H 22222→+=•-=•-=22222222220ln 4ln 4ln 4O H O H O H O H p p p F RT K F RT p p p F RT E E ()()()V F RT K F RT p 226.1031.0log 40591.0107.9log 40591.0111013453200ln 41ln 428122=-⨯-=⨯--)1ln()1ln(ln 00d dO O j j nF RT j j nF RT c nF RT -+=-++=平ϕγϕϕ)1ln(nF RT dj j-=-=∆平ϕϕϕ当 很小时,由于 ,从公式可以看出,当 较大时, 和 之间含有对数关系;当 较小时, 与 之间是线性关系。

其极化曲线如图所示。

第六章 电子转移步骤动力学4.已知 时,镍在1mol/L 溶液中的交换电流密度为 用的电流密度 电沉积镍时,阴极发生电化学极化。

若传递系数 ,试问阴极电位是多少?解:阴极反应为: 在1mol/L 溶液中, 查表知 25℃时, , (注意温度系数)已知所以, ,符合高过电位的电化学极化规律,则有:又因为:即阴极电位为:j d j j <<dj jnF RT -=∆ϕj j ϕ∆j j ϕ∆平ϕd j ϕ-j C 0204NiSO 。

29/102cm A -⨯2/4.00cm A 0.1=→αNie Ni →++224NiSO 051.01051.022=⨯==++±Zn Ni c a γV 250.00-=ϕV V 2516.010531.0250.03200-=⨯⨯--=ϕK T V a F RT Ni 293,289.0)051.0log(20581.02516.0log 23.22200=-=+-=+=+ϕϕ平2290/04.0,/102cm A j cm A j c =⨯=-0j j c >>V j F RT j F RT c c 424.0)04.0log(0.10591.0)102log(0.10591.0log 3.2log 3.290=+⨯-=+-=-ααηϕϕη-=平c V c c 713.0424.0289.0-=--=-=ηϕϕ平9、20 o C 时测得铂电极在1mol/L KOH 溶液中的阴极极化实验数据如表所列。

若已知速度控制步骤是电化学反应步骤,试求(1)该电极反应在20 o C 时的交换电流密度。

(2)该极化曲线塔菲尔区的a 值和b 值。

阴极极化实验数据对表进行处理可得:(注意:作η~logj 的曲线图)0 —∞0.055 —3.301 0.080 —3.000 0.122 —2.523 0.171 —2.000 0.220 —1.523 0.266 —1.000 0.310—0.523V c /ηc j log -→++OH e O O H 44222由图可得直线的斜率,即b=0.093; 直线的截距,即a=0.358。

10、测出 时电极反应O+e ⇌R 的阴极极化电流与过电位的数据如表6.8所列。

求该电极反应的交换电流密度和传递系数 。

)/(2-⋅cm A j c V c /η0.002 0.593 0.006 0.789 0.010 0.853 0.015 0.887 0.020 0.901 0.0300.934作η~logj 的曲线图85.3093.0358.0log 0-=-=-=b a j 240/1041.1cm A j -⨯=由图可看出过电位与电流密度的对数呈线性关系,即为高过电位下的极化过程。

由拟合直线可以得到:直线斜率值(Slope ),即b=0.289; 直线的截距(Intercept ),即a=1.401。

求得说明:①作图的误差会影响到计算结果②对图中直线作延长线,当logj=0,求得a 值。

289.00591.03.2tan ===ααθF RT 204.0=α84.4289.0400.1log 0-=-=-=b a j 250/1045.1cm A j -⨯=化学电源1.什么是化学电源?试述其结构和类型(1)化学电源:又称电池,是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置.(2)化学电源的结构:电极材料(正、负极)、隔膜、电解液、外壳等化学电源的类型:①一次电池(原电池)②二次电池(蓄电池或可充电电池)③贮备电池④燃料电池2.试述有关化学电源主要性能的概念,如电动势、开路电压、工作电压、截止电压电池容量、连续放电、间歇放电、电池的寿命、自放电、过充电等.。

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