第七章 氧化还原反应 电化学基础.
氧化还原和电化学的基本原理
氧化还原和电化学的基本原理氧化还原反应是化学反应中的一类重要反应，广泛应用于各个领域。
电化学是研究电和化学反应之间的关系的学科。
本文将介绍氧化还原和电化学的基本原理，包括氧化还原反应的定义、特征以及电化学中的重要概念和原理。
一、氧化还原反应的定义与特征氧化还原反应是指反应物中的某个物质从一种氧化态转变为另一种氧化态的过程。
在氧化还原反应中，通常涉及到电子的转移。
其中，氧化是指反应物中的某个物质失去电子，而还原则是指反应物中的另一个物质获得电子。
具体来说，氧化态的特征是原子或离子带有正电荷，而还原态的特征是原子或离子带有负电荷。
氧化还原反应可以通过电子转移、离子转移或原子转移来实现。
氧化还原反应的重要性不言而喻。
在自然界和人类活动中，氧化还原反应广泛存在。
例如，金属的生锈、电池的工作原理、火焰的燃烧等等都是氧化还原反应。
二、电化学的重要概念和基本原理电化学是研究电和化学反应之间的关系的学科。
在电化学中，有几个重要的概念和基本原理需要了解。
1. 电解和电沉积电解是指通过外加电源将电能转化为化学能的过程。
在电解过程中，电流通过电解质溶液，从阳极流向阴极，导致氧化还原反应的发生。
电解质溶液被电流分解成两个反应性离子，其中一个被氧化成阳离子，而另一个则被还原成阴离子。
电沉积是电化学过程中的另一个重要现象。
它是指通过电解，在电极表面生成一个物质的过程。
通常，电流通过电解质溶液中的金属离子，使其在电极上还原成金属，形成电沉积物。
2. 电化学电位电化学电位是评价化学物质在电极上的氧化还原能力的一种物理量。
它反映了电化学反应的方向和强度。
电化学电位由标准电极电位和溶液中的离子活度共同决定。
在电化学中，标准电极电位是指某种物质在标准状态下与标准氢电极之间的电位差。
标准氢电极被规定为标准电位为0的电极。
根据标准电极电位的大小，可以判断物质的氧化还原能力。
3. 电化学电池和电动势电化学电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极和电解质溶液组成，电极上发生氧化还原反应，产生电流。
电化学基础知识讲解及总结
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结：1. 电化学基本概念：电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应，其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一，它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应：电化学反应可以分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应，如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质：电解是指在电场作用下，电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物，如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关，离子浓度越高，导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位：在电化学反应中，电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极，阳极是氧化反应发生的地方，阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差，它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势：电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小，它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律：法拉第定律是描述电化学反应速率的定律，它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值：pH值是衡量溶液酸碱性的指标，它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。
总结：电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
电化学基础-PPT课件
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
天津理工大学2024年硕士研究生招生考试复试大纲 材料：《材料综合》复试大纲
材料综合复试大纲（复试分为三部分内容，考生可以选择其中任一部分作答。
）第一部分无机化学参考书目：《无机化学》,大连理工大学无机化学教研室编,高等教育出版社。
第三章化学动力学基础掌握活化分子和活化能的概念，并能用其说明浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响；掌握化学反应速率、反应速率方程、反应级数等概念；熟悉Arrhenius 方程。
第五章酸碱平衡掌握酸碱质子理论基本要点；掌握同离子效应和缓冲溶液的概念、一元强弱酸、Lewis酸碱的相关内容；掌握配位化合物的基本概念。
第六章沉淀溶解平衡掌握相关理论并解释沉淀析出的实验现象。
第七章氧化还原反应电化学基础掌握电极电势的基本概念及应用；熟悉氧化还原反应的基本概念。
第八章原子结构掌握核外电子排布的基本原理；掌握周期表中元素的分区、结构特征；熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律。
第十章固体结构熟悉晶体的类型、特征和组成晶体的微粒间的作用力；能用相关知识点解释结构对物性的影响。
元素部分（s、p、d区元素）,掌握性质递变规律。
第二部分物理学参考书目：《物理学》上、下册，东南大学等七所工科院校编，马文尉改编，高等教育出版社。
第五章静电场理解电场强度，掌握场强叠加原理，了解电荷连续分布的带电体的场强，理解电场线、电通量，掌握高斯定理，理解环路定理，了解电势，电势差及电势叠加原理。
第六章静电场中的导体与电介质了解静电场中加入导体和电解质后电场发生的变化，了解电容器的概念。
第七章恒定磁场理解磁感应强度，掌握毕奥-萨伐尔定律，理解磁感线、磁通量，掌握磁场中的高斯定理和安培环路定理；理解洛沦兹力，了解霍尔效应。
第八章电磁感应电磁场理解电动势的概念，掌握法拉第电磁感应定律，理解动生电动势、感生电动势的本质。
第十一章光学理解光的相干条件及获得相干光的基本原理和一般方法；了解光程概念以及光程差与相位差的关系，了解反射时产生半波损失的条件；了解杨氏双缝干涉的基本装置和实验规律；了解干涉条纹的分布特点及其应用；了解薄膜干涉原理在实际中的应用。
电化学基础知识总结
电化学基础知识总结电化学是研究电与化学之间相互转化关系的学科，它涉及电解反应、电池原理、电化学传感器等多个领域。
本文将对电化学的基础知识进行总结，旨在帮助读者全面了解电化学的基本概念和原理。
一、电解反应电解反应是指通过外加电源将电能转化为化学能的过程。
在电解池中，阳极是发生氧化反应的电极，而阴极则是发生还原反应的电极。
电解质溶液中的阴离子会向阳极流动，在那里接受电子并发生氧化反应；而阳离子则会向阴极流动，在那里失去电子并发生还原反应。
这种电解质溶液的流动以及电极上发生的反应构成了电解过程。
二、电池原理电池是将化学能转化为电能的装置。
常见的电池种类有干电池和蓄电池。
干电池内部由正极、负极和电解质组成。
正极含有氧化剂，负极则含有还原剂。
正、负极之间通过电解质传递离子，从而维持反应的进行。
当外电路连接到电池时，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，释放出电子供外电路使用，形成电流。
电池的电动势由正极的氧化半反应和负极的还原半反应决定。
三、电化学传感器电化学传感器是一种利用电化学原理进行测量的传感器。
它将待测物与电极反应，通过测量电流、电势或电荷等电化学信号的变化，来间接或直接地测定待测物的浓度、活性、存在形式等。
电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域得到广泛应用。
常见的电化学传感器有pH传感器、氧气传感器和电导率传感器等。
四、氧化还原反应氧化还原反应是电化学中最基本的反应类型之一。
它涉及到电子的转移，即氧化剂获得电子变为还原剂，而还原剂失去电子变为氧化剂。
在氧化还原反应中，还原剂的氧化数减少，而氧化剂的氧化数增加。
这种电子的转移通常伴随着原子、离子或者分子之间的转移，形成新的化学物质。
五、电解质和溶液电解质是指能在溶液中形成离子的化合物。
在电解质溶液中，正离子与负离子相互吸引，形成动态平衡。
溶液中的电离程度可以通过离子强度来表征。
电解质溶液中的离子可以在电场的作用下进行运动，从而形成电流。
常见的电解质有酸、碱和盐等。
电化学知识点总结
电化学知识点总结电化学是化学与电学的交叉学科，研究电学与化学之间的相互关系。
它不仅是一门实用的科学，还是很多领域的基础知识，如电池、电解、电镀等。
在下面的文章中，我们将对电化学的一些重要知识点进行总结和讨论。
1. 电化学基础知识在电化学中，有两个重要的概念：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子，而还原是指物质获得电子。
这两个过程是相互关联的，被称为氧化还原反应。
电化学中的反应可以通过电极的电位差来推动。
2. 电解和电解质电解是电流通过导电溶液或熔融的电解质时，导致物质发生化学变化的过程。
电解是电化学中的重要实验手段，可以用来提取金属、制备化学品等。
电解质是可以导电的物质，它可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在水中能完全电离，而弱电解质只有一小部分能电离。
3. 氧化还原反应和电位在氧化还原反应中，发生氧化的物质叫做氧化剂，而发生还原的物质叫做还原剂。
在电化学中，常用电极电位来表示反应的进行方向。
电极电位的正负与电子从电极表面进入或者离开的方向有关。
4. 电池和电动势电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成，包括一个正极和一个负极，它们通过电解质和离子交换而相互联系。
电动势是电池的特性之一，它是电池正极和负极之间电位差的度量。
电动势越大，电池的输出能力越强。
5. 腐蚀和电解质溶液中的金属析出腐蚀是金属与环境中的化学物质发生不可逆性反应的过程，导致金属损坏。
腐蚀可以通过选用适当的金属和防腐措施来预防。
在电解质溶液中，当一个金属的离子以金属形式析出在电极上时，称为电析。
6. 电化学反应速率和化学电池电化学反应速率受电流的影响。
电池则是由一个或多个电化学反应组成的系统。
它们在化学反应进行时，产生电流，而这个电流又可以推动其他化学反应进行。
7. 电与生物体电与生物体之间也有紧密的联系。
生物体中存在着许多电解质，如离子和分子，它们对细胞的正常功能起着重要作用。
此外，生物电也是生物体进行神经传递和肌肉运动等活动的基础。
氧化还原反应与电化学原理
10.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。
二、命题趋向
(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还原反应方程式的正误。
电解（镀）池：
阳极：（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；
（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。
（七）电解实例及规律
电解液
溶质类别
氧化剂物质的量×变价元素原子的个数×化合价的变化值=还原剂物反应的计算在高考中考查较多，但难度不大，通常运用电子得失守恒来分析，应注意不要漏掉物质或粒子的组成比。
5、氧化还原反应的规律
(1)守恒规律：氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等(即电子转移守恒)，表现在元素化合价降低总数与升高总数相等。
氧化还原反应与电池电动势计算及电化学反应的方程式
氧化还原反应与电池电动势计算及电化学反应的方程式在化学中，氧化还原反应是一类重要的化学反应，它涉及物质的电荷转移过程。
这类反应通常伴随着电子的转移，其中一个物质被氧化，失去电子，而另一个物质则被还原，获得电子。
氧化还原反应在日常生活和工业过程中有着广泛的应用，包括电池的工作原理及电动势的计算，以及电化学反应的方程式的推导。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是化学反应中的一种重要类型，也是绝大多数化学反应中不可避免的反应类型。
在氧化还原反应中，原子、离子或分子之间的电子发生转移，从而引起物质电荷的变化。
在氧化还原反应中，一个物质会氧化，即失去电子，同时另一个物质会被还原，即获得电子。
因此，氧化还原反应也被称为电子转移反应。
例如，我们常见的金属腐蚀过程就是一种氧化还原反应，金属被氧化失去电子形成阳离子，而氧气则被还原获得电子形成氧化物。
氧化还原反应可以用电子的转移来表示，可以用方程式来表示，其中一种物质被写在方程式左边，表示被氧化，而另一种物质被写在方程式右边，表示被还原。
例如以下方程式所示：2Na + Cl2 -> 2NaCl在上述氧化还原反应中，金属钠（Na）被氧化，氯气（Cl2）被还原，生成氯化钠（NaCl）。
二、电池电动势的计算电池是利用氧化还原反应产生电能的装置。
在电池中，氧化还原反应的进行导致了电子的流动，从而产生了电流。
在电池中，氧化反应和还原反应是通过电子的流动相连接的。
电池的电动势（E）是一个重要的物理量，表示在单位电荷通过电池时所产生的电势差。
电动势的计算可以通过使用标准电极电势来实现。
标准电极电势是指在标准状态下（浓度为1 mol/L），参与反应的物质与标准氢电极之间的电势差。
电动势的计算需要根据电池中涉及的氧化还原反应方程式和各反应物质的标准电极电势。
依据以下的方程式所示的氧化还原反应：aA + bB -> cC + dD其中，A和B为氧化剂，C和D为还原剂；a、b、c、d分别表示反应物质的物质的摩尔系数。
化学氧化还原反应与电化学
化学氧化还原反应与电化学化学氧化还原反应与电化学是化学学科中非常重要的两个概念和分支。
氧化还原反应是指物质在化学反应中，电子的转移导致氧化态和还原态的变化，而电化学则研究了电荷在体系中的传递和转化过程。
本文将分别讨论化学氧化还原反应和电化学的基本概念、应用以及二者之间的联系。
一、化学氧化还原反应化学氧化还原反应是指在化学反应中，物质的氧化态和还原态发生变化的过程。
氧化是指物质失去电子，增加氧化态的现象，而还原则是指物质获得电子，减少氧化态的现象。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子而被还原，还原剂失去电子而被氧化。
氧化还原反应在生活和工业生产中具有广泛的应用。
例如，在生物体内的呼吸过程中，有机物被氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。
这是一个复杂的氧化还原反应链，是人体获得能量的重要途径。
此外，氧化还原反应也应用于电池、电解、腐蚀等方面。
二、电化学电化学研究了电荷在体系中的传递和转化过程。
它是诸多学科交叉的产物，涉及物理学、化学以及材料科学等领域。
在电化学中，电化学反应是指通过外加电势来引发的氧化还原反应。
在电化学实验中，常用的设备是电化学池，包括阳极、阴极和电解质溶液。
阳极是指发生氧化反应的电极，而阴极是指发生还原反应的电极。
电解质溶液则提供了离子来维持电解质平衡。
通过外部电源的施加，电流流经电化学池中的电解质溶液，从而引发氧化还原反应。
电化学的应用十分广泛。
电池就是典型的电化学装置，将化学能转化为电能。
从小型的纽扣电池到大型的汽车电池，电池在我们的日常生活中无处不在。
此外，电解也是电化学的应用之一，通过电解可以实现金属的电镀、水的电解制氢等。
电化学还广泛应用于能源储存、催化剂研究等领域。
三、化学氧化还原反应与电化学的联系化学氧化还原反应与电化学是密切相关的两个概念。
事实上，电化学反应中的氧化还原反应是化学氧化还原反应的一种特殊形式。
在电化学中，通过外部电源施加电势，可以实现将氧化还原反应引发和控制。
化学氧化还原反应的电极电势
化学氧化还原反应的电极电势化学氧化还原反应是化学中常见的一种反应类型，其中电极电势是其中一个重要的概念。
本文将探讨化学氧化还原反应的电极电势及其相关原理和应用。
一、电极电势的概念电极电势是指在电化学反应中，电极与电解质溶液界面上的电势差。
在化学氧化还原反应中，电极电势是指电极上所发生氧化或还原反应的趋势。
二、电极电势的原理电极电势与化学反应的进行是息息相关的。
根据势差产生的方向，电极电势可以分为标准电极电势和电动势。
1. 标准电极电势标准电极电势是指在标准状况下（温度为298K，浓度为1mol/L），相对于标准氢电极而言，其他电极所产生的电势差。
标准电极电势可以通过电池电势计进行测量。
2. 电动势电动势是指在非标准条件下，电极发生氧化还原反应产生的电势差。
电动势会受到温度、浓度、压力等因素的影响。
三、电极电势的计算方法电极电势的计算方法基于标准电极电势和Nernst方程。
1. 标准电极电势计算方法标准电极电势可以通过与标准氢电极配对进行测量得到。
标准氢电极的电极电势被规定为0V，其他电极的电势则是相对于标准氢电极的值。
2. Nernst方程Nernst方程是计算非标准电极电势的公式，其表达式为：E = E° - (RT/nF) ln(Q)其中，E是电动势，E°是标准电极电势，R是气体常量，T是温度，n是电子转移的摩尔数，F是法拉第常数，Q是反应物浓度的乘积。
通过Nernst方程可以计算非标准电极电势。
四、电极电势的应用电极电势在化学和生物学领域有着广泛的应用。
1. 电池电池是一种将化学能转化为电能的装置，其中涉及化学氧化还原反应和电极电势的运用。
电池中正极和负极的电极电势差可以产生电流。
2. 腐蚀与防腐蚀金属的腐蚀过程也涉及到电极电势的概念。
电极电势差会影响金属与环境中其他物质发生氧化还原反应的趋势，从而导致金属的腐蚀。
通过外加电势或使用防腐剂，可以改变电极电势差，从而防止金属的腐蚀。