第六講電化學基礎

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1、第六講電化學基礎電化學是研究化學變化與電現(xiàn)象Z間聯(lián)系與規(guī)律的學科。在口常生活中，常常遇到化學變化引起電現(xiàn)象或i些電現(xiàn)象引起化學變化?！⒒靖拍?.氧化、還原我們已經(jīng)學習了元素周期律，只有原子的最外層電子數(shù)達到8（第1電子外層為2）吋，該元素才穩(wěn)定，即第1電子外層一2電子穩(wěn)定結構、第2?7電子外層一8電子穩(wěn)定結構。一般來說，如果原了的最外層電了數(shù)達不到穩(wěn)定結構，則原了會失去或得到電了達到穩(wěn)定結構。發(fā)生了氧化還原的反應過程。氧化：失去電子的過程還原：得到電子的過程2.陰、陽極陰極：發(fā)生還原反應的物質(zhì)（電極）陽極：發(fā)生氧化反應的物質(zhì)（電極）3.正、負極負極：電勢低的電極。正極：電勢高

2、的電極。示例1：冇一種模擬電化學方法處理廢水的微型實驗，其基木原理是在電解過程中使低價金屬離子Mn+（例如Co2+）氧化為高價態(tài)的金屬離子，然后以此高價態(tài)的金屬離子作氧化劑把廢水中的有機物氧化分解成C02而凈化。該電化學凈化法乂稱間接電化學氧化。其陽極反應式為：Mn+?e—M（n+1比若現(xiàn)按右下圖所示進行實驗，試回答F列問題：（模擬有機廢水的組成為:2滴甲醇，l.Omol/L硫酸lmL,O.lmol/L硫酸鉆4mL）（1）井穴板穴孔內(nèi)應盛放溶液以便檢驗電解時產(chǎn)生的C02氣體，現(xiàn)象是：0（2）寫出電解過程中的電極反應式：陽極：陰極：（3）寫出M（n+1）+氧化有機物（以甲醇為代表）

3、的離子方程式：（2001年江蘇省高屮學工奧林兀克競賽（預賽））解答：（1）冇氧化過程，必定同時會發(fā)生還原過程通常檢驗C02氣體是用Ca（OH）2生成口色沉淀(2)題日屮已知Mn+(例如Co2+)。發(fā)生了陽極反應式為：Mn+?e?->M(n+1)+陽極：2Co2+—2e?一2Co3+陰極：2H++2e?一H2t(3)因電解吋產(chǎn)生的CO2氣體，電解的有機物為甲醇6Co3++CH3OH+H2O=CO2t+6Co2++6H+1.氧化還原反應既有失去電了又有得到電了的一對反應稱為氧化還原反應。2.氧化劑、還原劑氧化劑：在氧化還原反應屮，引起另-?物質(zhì)發(fā)主氧化反應的物質(zhì)。此時，氧化劑本身被還

4、原。還原劑：在氧化還原反應中，引起另-?物質(zhì)發(fā)生還原反應的物質(zhì)。此時，還原劑本身被氧化。示例2：下列敘述正確的是：A.元素的單質(zhì)可由氧化或還原該元素的化合物制得B.在化學反應中，得電了越多的氧化劑，其氧化性就越強C.陽離子只能得到電子被還原，陰離子只能失去電子被氧化D.含有最高價元索的化合物不一定具有很強的氧化性(1999年河南省化學競賽預賽試題)解答：根據(jù)氧化、還原劑的定義進行判斷(AD)示例3:H■離子可以跟NH3反應，T+NH3=NH；+H2根據(jù)該反應事實，可以得出的正確結論是A.NH3具有還原性B.比是很強的還原劑C.H2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物D.該反應屬于置換反應(1

5、999年江蘇省高屮學生化學奧林匹克競賽(預賽))解答：根據(jù)氧化、還原劑的定義，H?價態(tài)升高，被氧化，是還原劑；BC示例4:有一種碘和氧的化合物可以稱為碘酸碘，其中碘元素呈+3、+5兩種價態(tài)，則這種化合物的化學式和應當具有的性質(zhì)為()A.I2O4強氧化性B.I3O5強還原性C.I4O9強氧化性D.I4O7強還原性(2001年江蘇省高中學?；瘜W奧林匹克競賽(初賽))解答：因碘酸碘中碘元素呈+3、+5兩種價態(tài)，所以應該為I(IO3)3(C)(類似有：氯酸HCIO3、高氯酸HC104、漠酸HCIO3等)一般情況下，價態(tài)越髙，氧化能力越強；價態(tài)越低，還原能力越強3.電極反應、電池反應陰極反

6、應：在陰極上發(fā)牛?得電子的還原反應陽極反應：在陽極上發(fā)生失電了的氧化反應電池反應：電池的總反應一兩個電極反應的之和1.原電池將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。&電解池將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置稱為電解池。原電池與電解池比較：將原電池轉(zhuǎn)變?yōu)殡娊獬貢r，電池的陰、陽不變，但原來的負極變?yōu)檎龢O、原來的正極已成為負極。示例5:目前人們正研究開發(fā)一種高能電池——鈉硫電池，它是以熔融的鈉、硫為兩極，以Na+戲電一導電的3-A12O3陶瓷作固體電解質(zhì)，反應為：2Na+xSlt^：Na2Sx,以下說法正確的是A.放電時，鈉作負極，硫作正極B.放電時，鈉極發(fā)生述原反應C.充電時，鈉極與外電源的正極札

7、I連，硫極與外電源的負極相連D.充電時，陽極發(fā)生的反應是：Sx2—2e=xS（2000年江蘇省高屮注個化了奧林?？烁傎悾A賽））解答：根據(jù)電池反應式，可判斷正、負極和陰、陽極。（AD）二、原電池與氧化還原1.原電池如Zn-Cu電池，其電極反應：陽極反應：Zn=Zn2++2e「（氧化反應）陰極反應：Cu2++2c~=Cu（還原反應）兩電極反應之和為電池反應。電池反應Zn+Cu2+tZn2++Cu在上述電池屮：陽極氧化過程小，電子從外電路由陰極流出；陰極得到電子，發(fā)生還原反應。根據(jù)物