氧化还原与电化学.ppt

7电解及其应用使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而引起的氧化还原反应过程称为电解；这种将电能转变为化学能，进行氧化还原反应的装置称为电解池（或电解槽）。在电解池内，阳极(anode)与电源正极相连，发生氧化反应；阴极(cathode)与电源负极相连，发生还原反应。原电池电解池负极(-)正极(+)阴极阳极电子流出电子流入电子从直流电源流入电子流回到直流电源氧化还原还原氧化第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日关于氧化还原与电化学第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日1原电池原电池：化学能直接转变为电能的装置负极(anode)：Zn-2e-=Zn2+(失去电子被氧化，氧化反应)正极(cathode)：Cu2++2e-=Cu(得到电子被还原，还原反应)电池反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu盐桥（saltbridge）：一般为浸有饱和KCl溶液的5％琼脂做成的凝胶；溶液不致流出，而Cl-和K+可以自由移动；作用：保持两个半电池溶液的电中性，保证反应的正常进行。第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日(-)Zn∣Zn2+‖Cu2+∣Cu(+)氧化还原电对：氧化态(Ox)+ne-=还原态(Re)表示方法：氧化态/还原态，如Cu2+/Cu;Zn2+/Zn。原电池符号：习惯上把负极写在左边，正极写在右边；以“│”表示两相之间的界面，以“‖”表示盐桥，同一溶液中的不同离子之间用“,”隔开；为简便起见，一般可不用标注浓度和分压。参与反应的物质分列盐桥两侧，一般按（由内向外）以下顺序：离子|气体|固体|电极材料如若参与反应的物质有可导电的固体物质，可直接以其作为电极材料，否则需外加惰性导体（Pt或C石墨）作为电极材料。第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日半反应与常见电极类型（以负极为例）：⑴金属及其离子电极Cu2++2e-=Cu(-)Cu∣Cu2+||⑵气体电极，须加惰性电极(PtC)2H++2e-=H2(-)Pt∣H2∣H+||第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日半反应与常见电极类型：⑶不同价态的离子电极，须加惰性电极Fe3++e-=Fe2+(-)Pt∣Fe3+,Fe2+||⑷金属及其难溶盐电极AgCl+e-=Ag+Cl-(-)Ag∣AgCl∣Cl-||Fe3+Fe2+PtCl-AgAgCl第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日原电池的设计：Fe2++Cr2O72-+H+→Fe3++Cr3++H2O(-)Fe2+-e-=Fe3+(+)Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O(-)Pt∣Fe3+,Fe2+‖Cr2O72-,H+,Cr3+∣Pt(+)第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日原电池的设计：Cl-+MnO4-+H+→Cl2+Mn2++H2O(-)2Cl--2e-=Cl2(+)MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O10Cl-+2MnO4-+16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O(-)Pt∣Cl2∣Cl-‖MnO4-,H+,Mn2+∣Pt(+)第7页，共44页，星期