3、几种常见电池的电极反应: ①氢氧燃料电池:负极通H 2 ,正极通O 2 ,电解质溶液为KOH溶液 。电极反应为:(-)2H 2 + 4OH - -4 e - = 4H 2 O (+)O 2 + 2H 2 O + 4 e - = 4OH - 电极反应为:2H 2 + O 2 ====2H 2 O 若以H 2 SO 4 为电解液,则相应方程式为? ②甲烷——氧燃料电池:负极通CH 4 ,正极通O 2 ,电解质溶液为KOH溶液: 电极反应:(-)CH 4 + 10 OH - -8 e - = CO 2 + 7H 2 O (+)2O 2 + 4H 2 O + 8 e - = 8OH - 电极反应为:CH 4 + 2O 2 === CO 2 + 2H 2 O ③铝——空气燃料电池:负极为Al,正极通空气,电解质溶液为碱性或中性溶液: 电极反应:(-)4Al-12 e - = 4Al 3+ (+)3O 2 + 6H 2 O + 12 e - = 12OH - 电极反应为:4Al + 3O 2 + 6H 2 O == 4Al(OH) 3 ④铅蓄电池:负极为Pb,正极为 PbO 2 电解质溶液为硫酸 。
(-)Pb+SO 4 2― +2 e - ====PbSO 4 (+)PbO 2 + SO 4 2― +4H + +2 e - ===PbSO 4 +2H 2 O 电池反应:Pb+PbO 2 +2H 2 SO 4 2PbSO 4 +2H 2 O ⑤银—锌高能电池:由负极为Zn ,正极为Ag 2 O ,电解质为KOH溶液 。(-) Zn-2 e - +2OH - ZnO+H 2 O: (+) Ag 2 O+2 e - +H 2 O 2Ag+2OH - 电池总反应:Zn+Ag 2 O=== 2Ag+ZnO 五、钢铁的腐蚀及防护 1、钢铁的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 金属与非电解质等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化的过程 较活泼金属被氧化的过程 反应 同时同区域发生氧化还原反应 如:3F迹储管肥攮堵归瑟害鸡e + 2O 2 Fe 3 O 4 氧化还原反应分在两个区域同时发生 正极:Fe-2e - =Fe 2+ 负极:2H + +2e - =H 2 ↑ 有氢气析出 。
正极:2Fe-4e - =2Fe 2+ 负极:O 2 +2H 2 O+42e - =4OH - 要吸收空气中的氧气 。相互关系 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍危害更严重 。
生活中环境呈中性较多,酸性环境较少,所以吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍 。2、钢铁的防护: ①改变金属的内部结构:如使铁转变为钢 。
②覆盖保护层:油漆、搪瓷、镀难氧化或易形成保护层的金属。
5. 如何书写电极方程式 电解电解质本身 如CuCl2溶液的电解,阳极的书写我们要考虑溶液中的阴离子的放电顺序:SO42-、OH-、Cl-、Br-、I-、S2-从左到右得电子能力由难到易,所以Cl-优先放电:电极方程式: 2Cl- Cl2 +2e- 。
阴极的书写我们要考虑,溶液中的阴离子的放电顺序:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、H+、Cu2+、Ag+、Au+的放电从左往右得电子能力由难到易,所以Cu2+优先放电,电极方程式:Cu2++2e- Cu电极总反应:两个电极配成相同电子后相加即:CuCl2 = Cu+Cl 2 符合这种类型的有:Cl-往右的阴离子与H+向右的阳离子结合形成的化合物电解时都符合这条规律 。2、电解时相当于电解水 如Na2SO4溶液的电解;阳极的书写我们要考虑,溶液中的阴离子的放电顺序,OH-优先SO42-放电电极方程式:4OH- O2 +2H2O+4e- 。
阴极的书写我们要考虑溶液中的阳离子的放电顺序,H+优先Na+放电,电极方程式:2H++2e- H2 ,电极总反应:两个电极转移电子数相同时,两个电极相加即2H2O= 2H2 +O2。符合这种类型的有:OH-往左的阴离子与也H+往左的阳离子所形成的化合物,电解时都符合这条规律。
3、电解时放氧生酸型 如CuSO4溶液的电解:阳极的书写要考虑溶液中的阴离子的放电顺序:OH-优先SO42-放电,电极方程式 4OH- O2 +2H2O+4e-阴极的书写要考虑溶液的阳离子的放电顺序,Cu2+优先H+放电,电极方程式:Cu2++2e- Cu 。总电极方程式:电子转移相同时两极相加即:2CuSO4+2H2O=Cu+2H2SO4+O2 符合这种类型的有:OH-往左的阴离子与H+往右的阳离子形成的化合物,也可以看成含氧酸根离子与不活泼金属阳离子所形成化合物 。