应用电化学PPT课件
合集下载
《电化学基础》课件
电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度，是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下，反应速率可由实验测定，对于一些特 定的电化学反应，也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数，它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下，反应速率常数可以通过实验测定，也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大，表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程，从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理，同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段，通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象，探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数，以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器，以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程，如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料，如正负极材 料、电解液、隔膜等。
高考化学一轮大题冲关滚动练【3】电化学原理综合应用题ppt课件
1 2 3 4 5 6
解析 ＋ 2e
－
其反应原理为阳极：Fe－2e－===Fe2＋、阴极：2H＋
＋ 2－ 2＋ 3＋ 3＋ ===H2↑， Cr2O7 ＋ 6Fe ＋ 14H ===2Cr ＋ 6Fe
＋ 7H2O ， Cr3 ＋ ＋ 3OH － ===Cr(OH)3↓ ， Fe3 ＋ ＋ 3OH － ===Fe(OH)3↓。 16.8 g 1 (1) －1·＝0.05 mol。 56 g· mol 6 (2)图 1 中，Cr 作负极，Cu 作正极，Cr 比铜活泼。图 2
－ 3＋ 3＋ Cr2O 2 发生反应，生成的 Fe 和 Cr 在阴极区与 7
OH－结合生成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去。 (1) 若阳极铁质量减少 16.8 g ，则理论上被还原的
2－ Cr2O7 的物质的量为________mol。
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
1 2 3 4 5 6Fra bibliotek(2)在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的 无色气泡，而在图 2 装置中当开关 K 断开时，铬电极无 现象，K 闭合时，铬电极上产生大量无色气体，并变成 红棕色气体。根据上述现象试推测金属铬的两个重要化 学性质_________________、__________________。
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
1 2 3 4 5 6
(2)芒硝化学式为 Na2SO4· 10H2O，无色晶体，易溶于水， 是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如 果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用上图 2 所 示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧 化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都 更加符合绿色化学理念。 ①该电解槽的阳极反应式为__________________。此时 通过阴离子交换膜的离子数 __________( 填“大于”、 “小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
解析 ＋ 2e
－
其反应原理为阳极：Fe－2e－===Fe2＋、阴极：2H＋
＋ 2－ 2＋ 3＋ 3＋ ===H2↑， Cr2O7 ＋ 6Fe ＋ 14H ===2Cr ＋ 6Fe
＋ 7H2O ， Cr3 ＋ ＋ 3OH － ===Cr(OH)3↓ ， Fe3 ＋ ＋ 3OH － ===Fe(OH)3↓。 16.8 g 1 (1) －1·＝0.05 mol。 56 g· mol 6 (2)图 1 中，Cr 作负极，Cu 作正极，Cr 比铜活泼。图 2
－ 3＋ 3＋ Cr2O 2 发生反应，生成的 Fe 和 Cr 在阴极区与 7
OH－结合生成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去。 (1) 若阳极铁质量减少 16.8 g ，则理论上被还原的
2－ Cr2O7 的物质的量为________mol。
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
1 2 3 4 5 6Fra bibliotek(2)在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的 无色气泡，而在图 2 装置中当开关 K 断开时，铬电极无 现象，K 闭合时，铬电极上产生大量无色气体，并变成 红棕色气体。根据上述现象试推测金属铬的两个重要化 学性质_________________、__________________。
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
大题冲关滚动练之三——电化学原理综合应用题
1 2 3 4 5 6
(2)芒硝化学式为 Na2SO4· 10H2O，无色晶体，易溶于水， 是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如 果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用上图 2 所 示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧 化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都 更加符合绿色化学理念。 ①该电解槽的阳极反应式为__________________。此时 通过阴离子交换膜的离子数 __________( 填“大于”、 “小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
电化学工作站原理及应用(ppt)
Hg|Hg2SO4|SO42-
H g 2 S O 4 2 e 2 H g S O 4 2
0
RT 2F
ln aSO42
亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。防止Hg2SO4水解，应选 高浓度的SO42-，<40℃。
参比电极
常见的参比电极
③ 汞-氧化汞电极；
Hg|HgO|OH-
H g O H 2 O 2 e H g 2 O H
形状：例如天津第一电镀厂，要镀12 t的轴（直径1.2 m，长 ：12 m），怎么做呢？
就在地下挖个大坑，把轴吊在坑里并转动，转动的目的是减小浓差极 化，四周为辅助电极，如下图所示：
⑥ 恒电位测量中，电解池的内阻要小。
参比电极
作用：比较。 本身电位的稳定。 应具备的条件 ① 可逆电极（浓度不变，电位不变）；
两类溶液体系
1.被测体系 研究电极所处的溶液体系。
2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
1.2.1 电解池／容器
是装电解质溶液、WE、CE所用，是一种容器，要求稳 定性好，不溶出杂质，不与电极物质、电解液发生反应，大 部分无机电解质是玻璃的，强碱电解液例外，具体要求如下 ： ① 化学稳定性高； ② 体积适中
2.三电极电化学池
工作电极（WE） 参比电极（RE） 对或辅助电极(counter
or auxiliary electrode， CE)
对电极 通气口
工作电极 34号磨口塞
出气口
14号磨口塞 鲁金毛细管
加入的电极叫做参比电极，它的作用是为了 测量进行这些反应的电极电位的一个基准电 极。
④ 气体电极：要注意气体的入口和出口
电厂化学ppt课件(2024)
电厂化学对于保障电力生产安全、提高设备效率、延长 设备使用寿命、减少环境污染等方面具有至关重要的作 用。
电厂化学的研究对象与任务
电厂化学的研究对象
电厂化学主要研究电力生产过程中水、煤、油、气等化学物质的性质、组成、结构、变化规律 以及与电力生产相关的各种化学现象和问题。
电厂化学的任务
电厂化学的任务是通过对电力生产过程中各种化学物质的研究和分析，提出相应的控制措施和 解决方案，以保障电力生产的安全、稳定和高效运行。
煤的燃烧过程及产物
燃烧过程
煤的燃烧过程包括预热、干燥、热解、燃烧和燃 尽等阶段。
产物
煤燃烧的主要产物是二氧化碳和水蒸气，同时还 会产生一些有害气体和固体废弃物，如一氧化碳 、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等。
油的组成与性质
01 组成
油主要由中烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物 组成。
02 性质
油是一种液体燃料，具有易燃、热值高、密度小 、粘度大等特点。
电厂化学的发展历程与趋势
电厂化学的发展历程
电厂化学的发展历程经历了从经验管理到科学管理、从传统化学到现代化学的转变，不断推动着电力生产向更高 水平发展。
电厂化学的发展趋势
随着科技的不断进步和环保要求的日益提高，电厂化学将更加注重绿色环保、节能减排、资源综合利用等方面的 发展，推动电力生产向更加可持续的方向发展。同时，电厂化学还将更加注重与其他学科的交叉融合，形成更加 完善的学科体系。
案例一
某电厂因水质不合格导致锅炉结 垢严重，通过加强化学监督和水 处理设备的改造，成功解决了结
垢问题。
案例二
某电厂在机组启动过程中，通过化 学监督及时发现并处理了凝汽器泄 漏问题，避免了机组非停事件的发 生。
案例三
电厂化学的研究对象与任务
电厂化学的研究对象
电厂化学主要研究电力生产过程中水、煤、油、气等化学物质的性质、组成、结构、变化规律 以及与电力生产相关的各种化学现象和问题。
电厂化学的任务
电厂化学的任务是通过对电力生产过程中各种化学物质的研究和分析，提出相应的控制措施和 解决方案，以保障电力生产的安全、稳定和高效运行。
煤的燃烧过程及产物
燃烧过程
煤的燃烧过程包括预热、干燥、热解、燃烧和燃 尽等阶段。
产物
煤燃烧的主要产物是二氧化碳和水蒸气，同时还 会产生一些有害气体和固体废弃物，如一氧化碳 、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等。
油的组成与性质
01 组成
油主要由中烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物 组成。
02 性质
油是一种液体燃料，具有易燃、热值高、密度小 、粘度大等特点。
电厂化学的发展历程与趋势
电厂化学的发展历程
电厂化学的发展历程经历了从经验管理到科学管理、从传统化学到现代化学的转变，不断推动着电力生产向更高 水平发展。
电厂化学的发展趋势
随着科技的不断进步和环保要求的日益提高，电厂化学将更加注重绿色环保、节能减排、资源综合利用等方面的 发展，推动电力生产向更加可持续的方向发展。同时，电厂化学还将更加注重与其他学科的交叉融合，形成更加 完善的学科体系。
案例一
某电厂因水质不合格导致锅炉结 垢严重，通过加强化学监督和水 处理设备的改造，成功解决了结
垢问题。
案例二
某电厂在机组启动过程中，通过化 学监督及时发现并处理了凝汽器泄 漏问题，避免了机组非停事件的发 生。
案例三
应用电化学课件第6章教学教材
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2020/6/19
§6.2 有机电合成的若干发展方向
1. 发展电解中特有的反应 例如己二腈的电解还原合成等，反应选择性高，有竞
争能力并已工业化。 2. 发展能缩短工艺过程的有机电合成 例如，对氨基苯甲醚的合成： 采用化学合成，需三步工艺如下：
上一内容 下一内容 回主目录
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2020/6/19
§6.2 有机电合成的若干发展方向
9. 两极同时利用的成对电解合成 用适当隔膜隔开阴、阳极，在两室中同时进行一对氧
（8）若作用物没有导电性，则要用支持电解质。如季 胺盐、六氟磷酸盐、六氟硼酸盐、高氯酸盐和甲苯磺酸盐
3. 有机电合成产品要工业化必须达到以下指标：
（1）高的产物得率；（2）电流效率η＞50%；（3）能 耗（电解）＜8kW·h·kg–1最终产物；（4）在电解液中 最终产物的浓度应＞10%；（5）电极寿命＞1000h；（6 ）膜寿命＞2000h；（7）最终产物能简单分离；（8）电 解液经简单处理即可参与循环反应。
–
2CH3COO
→C2H6
+
2CO2
+
2e
很多化学品为精细化学品，如医药品、香料、农药等 是高附加值的产品。传统合成方法采用有机合成和发酵法 ，后来采用电化学方法进行电合成极为有效。近30年来有
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2020/6/19
§6.1 概述
机电合成得到迅速发展，成为新世纪化学工业发展的一个 方向。
应用电化学课件第6章
上一内容 下一内容 回主目录
返回
第六章 有机物的电解合成
§6.1 概述 §6.2 有机电合成的若干发展方向 §6.3 己二腈的电解合成 §6.4 四烷基铅（自学） §6.5 糖精 §6.6 苯二酚 §6.7 有机电合成的电化学氟化（自学） §6.8 均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用（自学） §6.9 国外有机电解合成研究方向
COMSOL在电化学领域中的建模与仿真应用 ppt课件
形成组合体步骤
对象 1：矩形
对象 2：另一个在空间 有重叠的矩形
形成组合体步骤： 一个对象，多个求解域
形成装配体步骤：
对象 1：矩形
对象 2：另一个在空间 有重叠的矩形
形成装配体步骤： 重叠的求解域
错！
形成装配体主要用来说明两个对象不重叠！
什么时候必须使用装配体?
1) 当两个对象形成接触时
–在形成装配体步骤产生接触对
COMSOL在电化学领域中的建模与 仿真应用
COMSOL Multiphysics 在电化学领域中的应用专题培训
应用工程师
日程安排
•Day 1
上午：COMSOL基本操作培训 下午：电化学模块
•Day 2
上午：电镀、腐蚀模块 下午：电池和燃料电池模块
COMSOL简介
多物理场和单物理场仿真平台
• 力学、流体、电磁和化工仿真 • 多物理场 – 耦合现象
后处理
数据集 派生值和表单(与空间坐标无关的变量) 绘图组和绘图(与空间坐标相关的变量) 报告和数据导出
COMSOL中的几何
几何建模的几种方式
• 在 COMSOL 中绘制
– 完全在 COMSOL 中绘制，不需要其他任何软件（+） – 与 CAD 软件相比，可能会较慢（-）
• 使用 LiveLink 模块
– 两个或更多的物理现象相互影响 – 不限制
• 耦合类型 • 耦合数量
• 单物理场
– 同一个集成环境 – 不同物理场和应用 – 任何类型的模拟其操作流程都相同
• 有利于在统一的仿真平台下发展交叉领域产品
高度定制和自适应
• 创建用户自己的多物理场耦合 • 微分方程和代数方程的用户接口 • 定制材料属性和边界条件
电化学原理及应用.ppt
28
4.4.2电镀
电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零 件表面上的过程.。被镀金属作阴极，镀层作阳极。
4.4.3电抛光及电解加工
电抛光的原理是在电解过程中，利用金属表面上凸出 部分的溶解速率大于金属表面上凹入部分的溶解速率， 从而使金属表面平滑光亮。 把抛光工件作阳极，铅板 作阴极，二者之间间距较大，电解液为含磷酸、硫酸 和铬酐的溶液，不流动。 电解加工：模具作阴极，两极间距小，电解液流动
4.4.4阳极氧化
29
4.5金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护
4.5.1金属腐蚀 化学腐蚀：形成原电池 电化学腐蚀： 金属发生在大气、土壤及海水和电解质溶液中 析氢腐蚀：钢铁暴露在潮湿空气中 吸氧腐蚀：钢铁处于弱酸或中性介质且氧气足 4.5.2防护 作业：1-10题
30
紧密层
金属界面
•••••-
26
产生分解电压的原因为何？
可以从电极上的氧化还原产物进行分析。在电 解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气(2H++2e-=H2)， 阳极上析出氧气2OH-=H2O+0.5O2+2e-，而部分氢 气和氧气分别吸附在铂表面，组成了氢氧原电池：
•(一)Pt|H2|Na2SO4(0.100mol·dm-3)|O2|Pt(+)
划分依据 氧化态和还原态物质的状态 具体类型 第一类
金属或吸附某种惰性金属放在含有该元素离子的溶液 中构成；
第二类：金属与难溶盐或难溶氧化物； 第三类：惰性材料，运输电子
9
4.2电极电势 电极电势
4.2.1电极电势的产生 4.2.2电极电势的测量 4.2.3影响电极电势的因素 4.2.4电动势与吉布斯自由能变的关系 4.2.5电极电势的应用
4.4.2电镀
电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零 件表面上的过程.。被镀金属作阴极，镀层作阳极。
4.4.3电抛光及电解加工
电抛光的原理是在电解过程中，利用金属表面上凸出 部分的溶解速率大于金属表面上凹入部分的溶解速率， 从而使金属表面平滑光亮。 把抛光工件作阳极，铅板 作阴极，二者之间间距较大，电解液为含磷酸、硫酸 和铬酐的溶液，不流动。 电解加工：模具作阴极，两极间距小，电解液流动
4.4.4阳极氧化
29
4.5金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护
4.5.1金属腐蚀 化学腐蚀：形成原电池 电化学腐蚀： 金属发生在大气、土壤及海水和电解质溶液中 析氢腐蚀：钢铁暴露在潮湿空气中 吸氧腐蚀：钢铁处于弱酸或中性介质且氧气足 4.5.2防护 作业：1-10题
30
紧密层
金属界面
•••••-
26
产生分解电压的原因为何？
可以从电极上的氧化还原产物进行分析。在电 解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气(2H++2e-=H2)， 阳极上析出氧气2OH-=H2O+0.5O2+2e-，而部分氢 气和氧气分别吸附在铂表面，组成了氢氧原电池：
•(一)Pt|H2|Na2SO4(0.100mol·dm-3)|O2|Pt(+)
划分依据 氧化态和还原态物质的状态 具体类型 第一类
金属或吸附某种惰性金属放在含有该元素离子的溶液 中构成；
第二类：金属与难溶盐或难溶氧化物； 第三类：惰性材料，运输电子
9
4.2电极电势 电极电势
4.2.1电极电势的产生 4.2.2电极电势的测量 4.2.3影响电极电势的因素 4.2.4电动势与吉布斯自由能变的关系 4.2.5电极电势的应用
电催化原理及应用ppt课件
.
17
1. 良好的导电性，至少与导电材料（例如石墨、银 粉）结合后能为电子交换反应提供不引起严重电压 降的电子通道，即电极材料的电阻不能太大；
2. 高的催化活性，即能够实现所需要的催化反应， 抑制不需要或有害的副反应；
3. 良好的稳定性，即能够耐受杂质及中间产物的作 用而不致较快地被污染或中毒而失活，并且在实现 催化反应的电势范围内催化表面不至于因电化学反 应而过早失去催化活性，此外还包括良好的机械物 理性质，表面层不脱落、不溶解。
1.在常规的化学催化中，反应物和催化剂的电子转移是在限定区域进行的， 因此，在反应过程中既不能从外电路导入电子也不能从反应体系导出电 子。 在电极催化反应中有纯电子的转移，电极作为反应的催化剂，既是反应的 场所，又是电子的供受场所。
2.常规的化学催化电子的转移催化无法从外部加以控制，而电催化可以 利用外部回路控制电流，从而控制反应。
在电场作用下电极表面或液相中的物质促进或抑制 电极上发生的电子转移反应，而电极表面或溶液中 物质本身并不发生变化的化学作用。 选用合适的电极材料，以加速电极反应的作用。 所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用， 从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不 发生质的变化。
.
7
电催化特点
与常规的催化化学相比
.
20
2. 电解质溶液 电解质溶液对有机物的电化学催化氧化的影响主要
体现在两个方面:（1）电解质溶液的浓度（2）电解质 的种类。 3. 废水的理化性质
同一电极对不同有机物表现出不同的电催化氧化效 率。废水体系的pH值等因素也常常会影响电极的电氧化 效率。 4. 工艺因素
导电金属氧化物电极具有重要的电催
化特性，这类电极大多为半导体材料，实 际上对这类材料性质的研究是以半导体材 料为基础建立的。
熔盐电化学原理与应用课件
电导率、摩尔电导率与温度的关系可用阿累尼乌斯关系 式表示： K = K0 exp(-Wk/RT)；∧m= ∧0 exp(-W∧/RT)
式K0中、W∧0K都和是W与∧分温别度代无表关电的导常率数、。摩尔电导率活化能，而 上述式子两边取对数后都能转换成直线方程式。
如： log ∧m=log ∧0 –
熔盐的基本性质
熔盐熔化后离子排列近程有序
离子晶体排列是有序的；对于熔盐来说只在 近程时是有序的，而在远程时其有序排列就 消失；气相则完全是无序的。因此，在熔点 附近的熔体结构接近于固体。
熔盐熔化后配位数减少
碱金属卤化物配位数为6的固体盐，熔化之后 的配位数则为4~5。
熔盐结构与性质
➢ 熔盐结构介乎固态和气态之间，虽然固体和气 体的结构都有比较成熟的研究，但是液态 结构理论尚有待进一步阐明；高温熔体的 种类繁多，它与常温下的水溶液结构又有 所不同，加上高温实验技术上的困难，因 此目前还未能建立起一个统一的熔盐结构 理论。
熔盐电导与结构
第二族中，电导的大小顺序与第一族相反，电导随着阳 离子半径增大而依次增大：
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 Λm(S·cm2) 0.086 28.8 51.9 55.7 64.6 为了解释碱土金属这种现象，认为这种盐分两步解离：
第一步 第二步
MCl2 = MCl+ + ClMCl+ = M2+ + Cl-
W 2.303 RT
从直线的斜率可求出相应的活化能；活化能数值的大小， 表征出离子迁移的难易。当温度改变引起熔盐结构发生 变化时，上述直线关系可能出现偏离。
熔盐电导与温度
纯熔盐的电导一般随温度升高而增加，电导的温度系数
高二化学精品课件 电化学原理及其应用
25
• 3．电解时电极产物的确定
• 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性 顺序表中Ag以前的金属)，则电极材料失 电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能 失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨) ，则要再看溶液中离子的失电子能力。
• (1)阳极产物的判断
• 根据阴离子放电顺序进行判断。
• 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根>F－
• D．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 • 答案：C
10
• 点拨：A项，该装置中没有自发的氧化还 原反应发生，因此，不能构成原电池；B 项，根据能量守恒定律可知，总的能量一
定，它等于电镀过程中转化的化学能和转
化的热能的和，因此通过的电量与锌的析 出量有确定的关系；C项，电流恒定，单 位时间内提供给阴极的电量就一定，析出 的锌的量也一定；D项，镀锌层破损后形 成的Zn－Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极 的作用。
9
• 2．(2011·山东理综)以KCl和ZnCl2混合液为电 镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
• A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀 过程是该原电池的充电过程
• B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量 与锌的析出量无确定关系
• C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解 反应速率
• 考查题型以及选择题出现34次，每题分值3～6 分；填空题出现1次，分值约为12分。
• 高考试题对本讲能力点的考查以接受、吸收、 整合化学信息的能力为主，试题难度中等以上 。
4
• 将电化学知识与图表相结合进行考查，也与氧 化还原反应的知识结合考查，还可与生产生活 、新科技及新技术等相联系进行考查。
• 3．电解时电极产物的确定
• 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性 顺序表中Ag以前的金属)，则电极材料失 电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能 失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨) ，则要再看溶液中离子的失电子能力。
• (1)阳极产物的判断
• 根据阴离子放电顺序进行判断。
• 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根>F－
• D．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 • 答案：C
10
• 点拨：A项，该装置中没有自发的氧化还 原反应发生，因此，不能构成原电池；B 项，根据能量守恒定律可知，总的能量一
定，它等于电镀过程中转化的化学能和转
化的热能的和，因此通过的电量与锌的析 出量有确定的关系；C项，电流恒定，单 位时间内提供给阴极的电量就一定，析出 的锌的量也一定；D项，镀锌层破损后形 成的Zn－Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极 的作用。
9
• 2．(2011·山东理综)以KCl和ZnCl2混合液为电 镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
• A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀 过程是该原电池的充电过程
• B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量 与锌的析出量无确定关系
• C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解 反应速率
• 考查题型以及选择题出现34次，每题分值3～6 分；填空题出现1次，分值约为12分。
• 高考试题对本讲能力点的考查以接受、吸收、 整合化学信息的能力为主，试题难度中等以上 。
4
• 将电化学知识与图表相结合进行考查，也与氧 化还原反应的知识结合考查，还可与生产生活 、新科技及新技术等相联系进行考查。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 对环境污染小：没有硫氧化物和氮氧化物的
排放，也降低了二氧化碳的排放，噪音排放 也因无机械振动而降低。
• 燃料使用范围广，电池负荷反应快，响应高
等优点。
13
金属腐蚀防护
• 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因
腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产 量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失 达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有 很高的现实意义。
促进了社会经济的发展,对解决人类社会面 临的能源、交通、材料、环保、信息、生命 等问题,已经作出并正在作出巨大的贡献。
2
应用电化学在国民经济中的应用 • 化学电池与燃料电池 • 金属腐蚀保护 • 金属精炼与表面精饰 • 电化学传感器
3
化学电池与燃料电池
• 一、燃料电池基本介绍 • 二、燃料电池工作原理 • 三、燃料电池应用举例 • 四、燃料电池前景展望
15
阴极保护
• 当PH在0~9之间时，可
以通过将铁的电势降低 到Fe2+/Fe的平衡电位 0.6V以下，使之进入稳 定区（虚线位置）来避 免腐蚀。具体是将金属 与直流电源阴极相连， 从而保护金属，这种方 法称为阴极保护。在防 护金属设备被海水腐蚀 上非常有效。
16
阳极保护
• 将金属与直流电源阳极连
11
• 索尼公司研发出一种锂燃料电池，利用甲醇作燃料，
可用于手机、MP3等电子设备的瞬间充电，用锂聚合 物控制作用，克服了传统燃料电池功率不足的缺点， 瞬间电流可达3W。
12
燃料电池的展望
• 燃料电池作为新型燃料电池，具有以下优势： • 能量转化效率高：不经过燃烧，直接将化学
能转化为电能，不受卡诺循环节制，效率可 达45%~60%，而火力发电站和核电站只有 30%~40%
9
• 图示分别为戴尔公司和东芝公司生产的燃
料电池笔记本，可自动供电连续工作达48 小时以上，远远超过普通笔记本电脑电池 工作时间。
10
• 上图为汽车燃
料电池系统， 下图则是本田 公司研发的燃 料电池汽车， 速度可达180 迈，可连续驾 驶达18小时， 已达到普通轿 车各项指标， 有望取代传统 轿车，成为轿 车市场的新宠。
18
电解合成
• 电解合成的特点 • 电解合成方法 • 无机物的电解合成 • 有机物的电解合成
19
电解合成的特点
• 电化学在合成某些物质时，具有以下优点： • 一、电解合成能合成许多化学法无法合成的物质。
因为通过调节电位，可以提供给反应足够的能量。
• 二、可在常温常压下进行。电合成通过改变电位，
使得许多需要高温高压的反应，在常温常压下即 可进行。
在许多领域都有了较好的应用前景。燃料 电池手机、燃料电池汽车、燃料电池笔记 本电脑等新型产品都已经有了较好的研究 成果。燃料电池已经深入到我们的生活， 可以预见到，不久的将来，燃料电池将以 其种种优势，成为生活中不可或缺的清洁 能源。
8
• 各种不同型号的燃料电池Байду номын сангаас根据其用途不同分
别应用于汽车、手机、照相机和MP3
• 三、易控制反应的方向 • 四、对环境污染小，产品纯净。
20
• 图示为电解工业中的氯碱工业流程示意图。
氯碱工业是以电解氯化钠水溶液为主，提取
烧碱、氯气、氢气等产物的工业。目前有隔
膜槽、汞槽、离子膜法等方法。
21
有机物的电解合成
• 医药品、农药、香料等精细化学品，采用
电解合成，相对于传统的有机合成和发酵 合成，有许多优势。
接，利用阳极极化，使金 属钝化，并维持钝化状态， 从而保护金属，这种方法 称为阳极保护。
17
金属钝化
• 金属表面状态变化使之具有
贵金属稳定性的过程叫金属 钝化。根据钝化原因，可分 为自然钝化和阳极钝化。金 属钝化能够阻止金属被进一 步腐蚀。
• 左图a b两区域内，即为铬
的钝化区域，如图所示，可 以通过调节电势和PH来达 到调节钝化区域的作用。
4
燃料电池介绍
• 燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与
氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电 装置。讲燃料和空气分别通入燃料电池， 燃料电池就能产生电能。燃料电池的概念 是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大 约160年的历史。
5
燃料电池工作原理
• 燃料电池是以燃料
和空气分别为还原 剂和氧化剂，组成 阳极和阴极，形成 原电池，从而发出 电能。由于不经过 燃烧过程，直接将 电能转化为化学能， 从而具有较高的能 量转换效率。
6
• 图示为新型汽车氢
氧燃料电池的工作 原理示意图。
• 分别通入氢气和氧
气，在催化剂的作 用下，氢气和氧气 在电极上形成原电 池反应，产生电能 驱动车轮。同时， 回收多余的氢气， 排出水分，消除了 普通汽车的尾气污 染，因而，氢氧燃 料电池被称为“绿 色电池”。
7
燃料电池的应用
• 燃料电池以其高效率、低能耗、低污染，
• 3.发展使用廉价的电化学合成。如糠醛电氧化合
成呋喃羧酸。
• 4.利用相转移的电解法。电化学反应易在水相中
进行，导电率高，降低能耗。
• 5.发展三维电极的电解。 • 6.利用修饰电极的有机电合成。 • 7.精细化学品的有机电合成。
应用电化学研究新进展
1
• 电化学是研究电和化学反应之间的相互作用。
电化学技术成果与人类的生活和生产实际密 切相关,如化学电池、腐蚀保护、表面精饰、 金属精炼、电化学传感器等等，同时也应用 于电解合成、环境治理、人造器官、生物电 池、心脑电图、信息传递等方面。
• 电化学科学的发展,推动了世界科学的进步,
• 有机电合成方法可以在温和的条件下，制
取许多精细化学品。用电子代替高污染的 氧化剂与还原剂，是一种对环境友好的洁 净合成。且反应电流电压可调，反应易控 制。
22
有机电合成的若干方向
• 1.发展电解中特有的反应。如己二腈的电解还原
合成。
• 2.发展能缩短工艺过程的电化学合成。如对-氨基
苯甲醚的合成，电化学法可缩短工艺过程。
• 由于绝大部分的金属腐蚀都是电化学腐蚀，
因此，电化学方法在金属防护上有极大的应 用。
• 常用的防腐蚀方法有调节PH、阴极保护、
阳极保护、金属钝化、金属镀层。
14
• 调节PH值可起到防护
作用。由图可见，调节 PH在8-13之间，铁不 会被腐蚀。因为电势低 时，铁处于稳定区；电 势高时，铁表面形成钝 化膜，阻止被近一步腐 蚀。所以钢铁工业中， 常通过调节PH来防止 钢铁被腐蚀。
排放，也降低了二氧化碳的排放，噪音排放 也因无机械振动而降低。
• 燃料使用范围广，电池负荷反应快，响应高
等优点。
13
金属腐蚀防护
• 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因
腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产 量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失 达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有 很高的现实意义。
促进了社会经济的发展,对解决人类社会面 临的能源、交通、材料、环保、信息、生命 等问题,已经作出并正在作出巨大的贡献。
2
应用电化学在国民经济中的应用 • 化学电池与燃料电池 • 金属腐蚀保护 • 金属精炼与表面精饰 • 电化学传感器
3
化学电池与燃料电池
• 一、燃料电池基本介绍 • 二、燃料电池工作原理 • 三、燃料电池应用举例 • 四、燃料电池前景展望
15
阴极保护
• 当PH在0~9之间时，可
以通过将铁的电势降低 到Fe2+/Fe的平衡电位 0.6V以下，使之进入稳 定区（虚线位置）来避 免腐蚀。具体是将金属 与直流电源阴极相连， 从而保护金属，这种方 法称为阴极保护。在防 护金属设备被海水腐蚀 上非常有效。
16
阳极保护
• 将金属与直流电源阳极连
11
• 索尼公司研发出一种锂燃料电池，利用甲醇作燃料，
可用于手机、MP3等电子设备的瞬间充电，用锂聚合 物控制作用，克服了传统燃料电池功率不足的缺点， 瞬间电流可达3W。
12
燃料电池的展望
• 燃料电池作为新型燃料电池，具有以下优势： • 能量转化效率高：不经过燃烧，直接将化学
能转化为电能，不受卡诺循环节制，效率可 达45%~60%，而火力发电站和核电站只有 30%~40%
9
• 图示分别为戴尔公司和东芝公司生产的燃
料电池笔记本，可自动供电连续工作达48 小时以上，远远超过普通笔记本电脑电池 工作时间。
10
• 上图为汽车燃
料电池系统， 下图则是本田 公司研发的燃 料电池汽车， 速度可达180 迈，可连续驾 驶达18小时， 已达到普通轿 车各项指标， 有望取代传统 轿车，成为轿 车市场的新宠。
18
电解合成
• 电解合成的特点 • 电解合成方法 • 无机物的电解合成 • 有机物的电解合成
19
电解合成的特点
• 电化学在合成某些物质时，具有以下优点： • 一、电解合成能合成许多化学法无法合成的物质。
因为通过调节电位，可以提供给反应足够的能量。
• 二、可在常温常压下进行。电合成通过改变电位，
使得许多需要高温高压的反应，在常温常压下即 可进行。
在许多领域都有了较好的应用前景。燃料 电池手机、燃料电池汽车、燃料电池笔记 本电脑等新型产品都已经有了较好的研究 成果。燃料电池已经深入到我们的生活， 可以预见到，不久的将来，燃料电池将以 其种种优势，成为生活中不可或缺的清洁 能源。
8
• 各种不同型号的燃料电池Байду номын сангаас根据其用途不同分
别应用于汽车、手机、照相机和MP3
• 三、易控制反应的方向 • 四、对环境污染小，产品纯净。
20
• 图示为电解工业中的氯碱工业流程示意图。
氯碱工业是以电解氯化钠水溶液为主，提取
烧碱、氯气、氢气等产物的工业。目前有隔
膜槽、汞槽、离子膜法等方法。
21
有机物的电解合成
• 医药品、农药、香料等精细化学品，采用
电解合成，相对于传统的有机合成和发酵 合成，有许多优势。
接，利用阳极极化，使金 属钝化，并维持钝化状态， 从而保护金属，这种方法 称为阳极保护。
17
金属钝化
• 金属表面状态变化使之具有
贵金属稳定性的过程叫金属 钝化。根据钝化原因，可分 为自然钝化和阳极钝化。金 属钝化能够阻止金属被进一 步腐蚀。
• 左图a b两区域内，即为铬
的钝化区域，如图所示，可 以通过调节电势和PH来达 到调节钝化区域的作用。
4
燃料电池介绍
• 燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与
氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电 装置。讲燃料和空气分别通入燃料电池， 燃料电池就能产生电能。燃料电池的概念 是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大 约160年的历史。
5
燃料电池工作原理
• 燃料电池是以燃料
和空气分别为还原 剂和氧化剂，组成 阳极和阴极，形成 原电池，从而发出 电能。由于不经过 燃烧过程，直接将 电能转化为化学能， 从而具有较高的能 量转换效率。
6
• 图示为新型汽车氢
氧燃料电池的工作 原理示意图。
• 分别通入氢气和氧
气，在催化剂的作 用下，氢气和氧气 在电极上形成原电 池反应，产生电能 驱动车轮。同时， 回收多余的氢气， 排出水分，消除了 普通汽车的尾气污 染，因而，氢氧燃 料电池被称为“绿 色电池”。
7
燃料电池的应用
• 燃料电池以其高效率、低能耗、低污染，
• 3.发展使用廉价的电化学合成。如糠醛电氧化合
成呋喃羧酸。
• 4.利用相转移的电解法。电化学反应易在水相中
进行，导电率高，降低能耗。
• 5.发展三维电极的电解。 • 6.利用修饰电极的有机电合成。 • 7.精细化学品的有机电合成。
应用电化学研究新进展
1
• 电化学是研究电和化学反应之间的相互作用。
电化学技术成果与人类的生活和生产实际密 切相关,如化学电池、腐蚀保护、表面精饰、 金属精炼、电化学传感器等等，同时也应用 于电解合成、环境治理、人造器官、生物电 池、心脑电图、信息传递等方面。
• 电化学科学的发展,推动了世界科学的进步,
• 有机电合成方法可以在温和的条件下，制
取许多精细化学品。用电子代替高污染的 氧化剂与还原剂，是一种对环境友好的洁 净合成。且反应电流电压可调，反应易控 制。
22
有机电合成的若干方向
• 1.发展电解中特有的反应。如己二腈的电解还原
合成。
• 2.发展能缩短工艺过程的电化学合成。如对-氨基
苯甲醚的合成，电化学法可缩短工艺过程。
• 由于绝大部分的金属腐蚀都是电化学腐蚀，
因此，电化学方法在金属防护上有极大的应 用。
• 常用的防腐蚀方法有调节PH、阴极保护、
阳极保护、金属钝化、金属镀层。
14
• 调节PH值可起到防护
作用。由图可见，调节 PH在8-13之间，铁不 会被腐蚀。因为电势低 时，铁处于稳定区；电 势高时，铁表面形成钝 化膜，阻止被近一步腐 蚀。所以钢铁工业中， 常通过调节PH来防止 钢铁被腐蚀。