第八章氧化還原反應(yīng)修改稿

第八章氧化還原反應(yīng)電化學(xué)基礎(chǔ)

§8.1氧化還原反應(yīng)及配平(自學(xué)—了解)

§8.2電化學(xué)電池(原電池—理解其原理)

§8.3電極電勢(shì)（能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算—重點(diǎn)）

§8.4電極電勢(shì)的應(yīng)用（能運(yùn)用Nerst方程進(jìn)行計(jì)算和分析，并能解釋有關(guān)應(yīng)用問題——重點(diǎn)和難點(diǎn)）

氧化數(shù):某元素一個(gè)原子的帶電荷數(shù)。P2O5中P的氧化數(shù)等于+5，O的氧化數(shù)為-2；Fe2O3中Fe的氧化數(shù)等于+3，O的氧化數(shù)為-2

歧化反應(yīng):一個(gè)反應(yīng)中同一元素氧化數(shù)既升高，又降低的反應(yīng)。如：K2MnO4+CO2——MnO2+KMnO4+K2CO3H2O2——H2O+O2判斷：

KClO3——KCl+O2

是否是歧化反應(yīng)？答案：不是，因?yàn)椴皇峭辉匮趸瘮?shù)變化?！?/p>

8.2電化學(xué)電池

8.2.1原電池的構(gòu)造

8.2.2電解池與Faraday定律

8.2.3原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定

8.2.4原電池的最大功與Gibbs函數(shù)反應(yīng)：Zn+H2SO4(稀)

ZnSO4+H2H2SO4鋅片鋅銅片鋅發(fā)生電化學(xué)溶解，是活性電極；銅不發(fā)生反應(yīng)，在此處是惰性電極H2SO4+Zn=H2+ZnSO4

+2e-2e根據(jù)電流的方向可以判斷電子在外電路中是從鋅極流向銅極，它表明，氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子從還原劑（此處是鋅）轉(zhuǎn)移向氧化劑（此處是氫離子）氧化還原電對(duì)：氧化數(shù)高的物質(zhì)稱氧化型物質(zhì)，氧化數(shù)低的是還原性物質(zhì)原電池：借助氧化還原反應(yīng)直接提供電能的裝置CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4

+2e-2e銅鋅原電池原則上一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可通過適當(dāng)?shù)姆绞浇M成Daniel電池，從而獲得電能。根據(jù)電流的方向可以判斷電子從鋅極流向銅極，氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電子從還原劑轉(zhuǎn)移向氧化劑。左邊半反應(yīng)中鋅變成鋅離子而溶解，右邊半反應(yīng)中溶液中銅離子得到電子變成銅原子而在銅片上沉積。原電池：負(fù)極（鋅）——提供電子流的極正極（銅）——得到電子流的極

組成原電池的條件自發(fā)氧化還原反應(yīng)——△G＜0氧化和還原反應(yīng)分別在兩處進(jìn)行兩極的電解質(zhì)溶液必須溝通（鹽橋）鹽橋的作用：在鹽橋中SO42-從右側(cè)半電池中向左側(cè)半電池遷移，從而使左右兩體系的電荷均達(dá)到平衡。在外電路中是電子的遷移，在鹽橋中是離子的遷移，從而形成一個(gè)閉合回路。/CuCu，/ZnZn

電對(duì)：22++

金屬導(dǎo)體如Cu、Zn

惰性導(dǎo)體如Pt、石墨棒電極

(aq)Zn

2eZn(s)：)(

極2-+-氧化反應(yīng)電子流出負(fù)

Cu(s)

2e(aq)Cu：)(

極2+-+還原反應(yīng)電子流入正Cu(s)(aq)Zn(aq)Cu

Zn(s)

電池反應(yīng)：22++++還原型

e

氧化型-+n‖書寫原電池符號(hào)的規(guī)則：

①負(fù)極“-”在左邊(含還原劑的電對(duì))，正極“+”在右邊(含氧化劑的電對(duì))，鹽橋用“‖”表示。原電池符號(hào)(電池表示方法)：③純液體、固體和氣體寫在惰性電極一邊用“,”分開。②半電池中兩相界面用“”分開，同相不同物種用“,”分開，溶液、氣體要注明cB，pB

?！毩?xí)：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并以原電池符號(hào)表示。)(aq2Cl

2e)g(Cl

極

正2--+)(aqFe

e)(aqFe

極

負(fù)

32+-+-含氧化劑含還原劑原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定

E

—電池電動(dòng)勢(shì)，可用電壓表或電位差計(jì)來測(cè)?！?測(cè)得銅-鋅原電池:

。V10.1=

E

=ψ正-ψ負(fù)ψ正和ψ負(fù)分別是正極和負(fù)極的電極電勢(shì)

E

=ψ銅-ψ鋅V340.0)/CuCu(

2=+如ψ電對(duì)的電極電勢(shì)都是相對(duì)電極電勢(shì),參照標(biāo)準(zhǔn)一般是標(biāo)準(zhǔn)氫電極.標(biāo)準(zhǔn)氫電極/HH

電對(duì)：2+電極反應(yīng)：表示為：H+H2(g)Pt()V000.0/HH2=+E()gH

2eaq)(H22+-+標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定

)(

Cu

)L(1.0molCu

12+-+

)L(1.0molH

)(H

,Pt

)(12--+pV340.0)/HH()/CuCu(22=-=++ψψEV340.0)/CuCu(

2=+則ψH2Cu

H

Cu22++++標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下某電極相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電勢(shì)

電池反應(yīng)為:ψ

越小,電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原性越強(qiáng).

V36.1

(aq)2Cl

2e)g(Cl2=+--ψψ

越大,電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)的氧化性越強(qiáng).ψ

沒有加和性.ψ

的大小有時(shí)與溶液的酸堿度有關(guān).比較之下,ClO3-的氧化性略大于Fe3+的氧化性.

3--V451)/ClClO(=ψ+)s(Fe

2e)aq(Fe2+-

0.4089V

-=ψ因此,Cl2具有很強(qiáng)的氧化性,而Fe2+則具有較強(qiáng)的還原性)aq(Fe

e)aq(Fe23++-+=ψ

0.769V

V36.1

(aq)Cl

e(g)Cl21

2=+--ψ

V36.1

(aq)2Cl

2e)g(Cl2=+--ψψ

沒有加和性.

很多電對(duì)的電極電勢(shì)與溶液的酸堿度有關(guān),一般來說,酸性增強(qiáng),電極電勢(shì)越大,氧化性越強(qiáng).標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定

)(

Cu

)L(1.0molCu

12+-+

)L(1.0molH

)(H

,Pt

)(12--+pV340.0)/HH()/CuCu(22=-=++ψψEV340.0)/CuCu(

2=+則ψH2Cu

H

Cu22++++標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下某電極相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電勢(shì)

電池反應(yīng)為:電極電勢(shì)的意義：表征了電對(duì)中氧化型物質(zhì)的氧化能力或還原型物質(zhì)的還原能力。Ψ越大,電對(duì)中氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng),Ψ越小,電對(duì)中還原型物質(zhì)的還原能力越強(qiáng)氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向:

[強(qiáng)氧化劑]1+[強(qiáng)還原劑]2

[弱氧化劑]2+[弱還原劑]1Fe2++Cl2

→Fe3++Cl-強(qiáng)氧化劑弱氧化劑ΨCl2/Cl-=1.36VΨFe3+/Fe2+=0.73VΨCl2/Cl-=1.36－0.73=0.63VΨFe3+/Fe2－電池電動(dòng)勢(shì)E＝

?的意義：電對(duì)的電極電勢(shì)數(shù)值越大，其氧化態(tài)越易得電子，氧化性越強(qiáng)；電對(duì)的電極電勢(shì)數(shù)值越小，其還原態(tài)越易失電子，還原性越強(qiáng)。=()/MnMnO24+-ψ,298.15K=T時(shí)O4HMn

5e8HMnO224+-+-+++例：[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]p還原型]q[氧化型]p[lg0.0592)K298()K298(+=nψψ4)}Mn({)}H()}{MnO({lg5V0592.0)/MnMnO(2824++-+-+cccψNernst方程式此處氧化型或還原型物質(zhì)應(yīng)該包含半反應(yīng)中的所有物質(zhì),p,q對(duì)應(yīng)反應(yīng)中該物質(zhì)的系數(shù)！程式：又如：O2+2H2O+4e-4OH-其能斯特方影響電極電勢(shì)的因素①濃度或分壓及溶液的酸度[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]p氧化型物質(zhì)的濃度增加,或還原型物質(zhì)濃度降低,其電極電勢(shì)相應(yīng)增大,氧化型物質(zhì)的氧化性就隨之增強(qiáng).思考:實(shí)驗(yàn)室用MnO2與HCl制備Cl2時(shí),用稀鹽酸反應(yīng)不能制備出Cl2,但用濃鹽酸卻可使反應(yīng)進(jìn)行,原因是什么?O(1)2H)g(Cl(aq)MnCl

4HCl(aq))s(MnO

2222+++

)l(O2H)aq(Mn

2e)aq(4H)s(MnO)1(

222++++-+ψ?=1.2293VV360.1(aq)Cl

2

2e

(g)Cl2=+--ψ?=1.36V標(biāo)態(tài)下,Cl2比MnO2的氧化性更強(qiáng),只有強(qiáng)氧化劑Cl2能氧化Mn2+而產(chǎn)生弱氧化劑MnO2.逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(正反應(yīng)不能進(jìn)行)②在濃鹽酸中(濃度一般為10mol·L-1),[H+]和[Cl-]均為10mol·L-1,此時(shí)電對(duì)的半反應(yīng)都不是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,必須應(yīng)用Nerst方程:[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]pV30.1

121lg2V

0592.0

1.36V

2=+=1.36V

12lg2V

0592.0

1.2293V

4=+=]/)Cl([/)Cl(lg2

0592.0)/ClCl()/ClCl(2222+=---ccppΨΨ)/MnMnO(22+EΨ]/)Mn([]/)H([lg2V

0592.0)/MnMnO(

2422+=+++ccccEΨ?此時(shí),MnO2比Cl2的氧化性強(qiáng),強(qiáng)氧化劑MnO2能氧化Cl-而產(chǎn)生弱氧化劑Cl2,正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.E=1.36-1.30>0一般來說,有酸參加的氧化反應(yīng),酸性增強(qiáng),氧化性增強(qiáng)!

類似的還有:451.AV=)/ClClO(3--Ψ)l(O3H)aq(Cl

6e)aq(6H)aq(ClO

23+++--+-

V51.10.10lg6V0592.06=+=1.45VL1.0mol)Cl()ClO(

13==---cc，?)/ClClO(

時(shí)

L10.0mol)H(31==---+c，Ψ首先寫出半電池的電極反應(yīng)表示式:)/ClClO(3--Ψ3)}Cl({)}H()}{ClO({lg60.0592V)/ClClO(63A+=-+---cccψΨA?有酸參加的半反應(yīng),酸性增強(qiáng),氧化型物質(zhì)的氧化性增強(qiáng)！氧化型形成沉淀，ψ↓還原型形成沉淀，ψ↑)Ag/Ag(

/Ag)S(Ag2+<例如ψψ

)Cu/Cu(

/CuI)(Cu22+++>ψψ沉淀的生成對(duì)電極電勢(shì)也有影響前者電極反應(yīng):Ag+S2-+eAg2S

事實(shí)上還是:Ag+eAg+

[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]pAg+濃度降低電極電勢(shì)下降A(chǔ)gI

AgBr

AgCl減小

spK(AgI/Ag)

(AgBr/Ag)

(AgCl/Ag)ψψψ>>思考：例如：b(Pb2+)=0.1mol.kg-1，b(Sn2+)=1.0mol.kg-1問下述反應(yīng)進(jìn)行的方向:Pb2++Sn==Sn2++Pb解:按能斯特方程式,有ψ(Pb2+/Pb)=ψ?(Pb2+/Pb)+(0.0592V/2)lg(0.1)=-0.1262V-0.0296V=-0.1558V同理ψ(Sn2+/Sn)=ψ?(Sn2+/Sn)=-0.1375V。根據(jù)題意,Sn2+│Sn為負(fù)極,Pb2+│Pb為正極

所以電動(dòng)勢(shì)E=ψ(Pb2+/Pb)-ψ(Sn2+/Sn)=-0.019V<0答:題給反應(yīng)向逆向(←)進(jìn)行。例：判斷在酸性([H+]=1mol/L)溶液中H2O2與Fe2+混合時(shí)，能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)？若能反應(yīng)，寫出反應(yīng)方程式。(此題難度較大)解：)l(O2H

2e)aq(2H)aq(OH222++-+V763.1=E)aq(Fe

e)aq(Fe23++-+=ψ

0.769V

)aq(OH

2e)aq(2H)g(O222++-+V6945.0=ψ+)s(Fe

2e)aq(Fe2+-

0.4089V

-=ψ有兩種可能性,一是Fe2+作氧化劑而H2O2作還原劑.此時(shí)如果反應(yīng),則方程是:2Fe2++H2O2==2Fe+O2+2H+顯然,Fe2+氧化劑明顯弱于O2的氧化性,反應(yīng)不能進(jìn)行.第二兩種可能性,Fe2+作還原劑,H2O2作氧化劑.反應(yīng)方程是:2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2OH2O2的氧化性強(qiáng)于Fe3+的氧化劑,反應(yīng)能按上式進(jìn)行,電池電動(dòng)勢(shì)E=1.763-0.769=0.996V>0=()/MnMnO24+-ψ,298.15K=T時(shí)O4HMn

5e8HMnO224+-+-+++例：[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]p還原型]q[氧化型]p[lg0.0592)K298()K298(+=nψψ4)}Mn({)}H()}{MnO({lg5V0592.0)/MnMnO(2824++-+-+cccψNernst方程式程式：又如：O2+2H2O+4e-4OH-其能斯特方電動(dòng)勢(shì)與ΔG的關(guān)系ΔrGm=Wmax′而Wmax′

=-nFE據(jù)此，可用電動(dòng)勢(shì)判斷反應(yīng)方向：E<0ΔG>0反應(yīng)正向非自發(fā)；E=0ΔG=0反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；E>0ΔG<0

反應(yīng)正向自發(fā)?？梢?，電化學(xué)方法實(shí)質(zhì)是熱力學(xué)方法?！嗷颚Gm=-nFEΔrGmy=

-nFEy8.4.3確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度,

時(shí)K15.298T=或lg3032KnFRT.E=V0257.0lnFnEK=V0592.0lgnEK=ΔrGmy=

-nFE注意：只能用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電動(dòng)勢(shì)E求標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的K?！ΔrGmy=

-RTlnKy

2.107V=)V955.0(512V.1--=4224)aq(6H)aq(OC5H)aq(2MnO+++-解：例：求反應(yīng)222)l(O8H)aq(2Mn)g(10CO

+++的平衡常數(shù)。563

0.0592V2.107V10

0.0592V

lg=×==nEK35610=K422224)OCH/CO()Mn/MnO(

-=+-EEE

8.4.4元素電勢(shì)圖元素電勢(shì)圖的表示方法表示方法：OH

1.763V

0.6945V2OH22n=1n=1O21.229V

n=2①各物種按氧化值從高到低向右排列；/VAE②各物種間用直線相連接，直線上方標(biāo)明相應(yīng)電對(duì)的

，線下方為轉(zhuǎn)移電子數(shù)。1.判斷歧化反應(yīng)能否發(fā)生0

V

0.3573>=0.1607V0.5180V-=Cu

0.5180V

Cu

0.1607V

+Cu2+0.3394V)aq(Cu

)s(Cu

)aq(2Cu2+++V/ECu/(Cu

Cu)/Cu(

2EEE-=+++)發(fā)生歧化反應(yīng)；左右

EE>不能發(fā)生歧化。左右

EE<2.計(jì)算電對(duì)的電極電勢(shì)(n1)(n2)(n3)ABCD(nx)nnnnx321++=FEnFEnFEnFEnx

332211---=-EnEnEnEx

332211++=nxEx=EnEnEn

332211++(2)判斷哪些物種可以歧化?例題：已知Br的元素電勢(shì)圖如下

(3)Br2(l)和NaOH(aq)混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物是什么？寫出反應(yīng)方程式并求其。---Br1.0774Br0.4556BrO

BrO230.6126

(1)321。和、求EEE解：(1)---Br1.0774Br0.4556BrO

BrO230.6126---Br1.0774Br0.4556BrO

BrO230.6126(2)0.51960.7665---Br1.0774Br0.4556BrO

BrO230.5357V5578.00.5196V0774V.1=-=2

)aq(6OH)l(3Br+-3Br

和

BrO

是--。2混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物NaOH

與(l)Br所以

能歧化

BrO

(3)-，不穩(wěn)定，因?yàn)?3O(aq)3H)aq(BrO)aq(5Br++--11.470.05920.557850.0592Vlg=×==nEK471029.1×=K232/Br(BrO/Br(Br

-=--EEE))例

判斷2Fe3++2I-＝2Fe2++I2在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和[Fe3+]=0.001mol·L-1,[I-]=0.001mol·L-1,[Fe2+]=1mol·L-1時(shí)反應(yīng)方向如何?解：(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：E0＝0(Fe3+/Fe2+)-0(I2/I-)＝0.770-0.535＝0.235V>0所以在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，上述反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(2)非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：+＝0.770＋0.0591lg———=0.0591(V)0.0011-＝0.535＋0.0591lg———=0.718(V)0.0011I2+e=I-

0＝0.535V

—12Fe3++e=Fe2+

0＝0.770VE＝+－-＝0.591-0.718＝-0.127(V)<0所以在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，上述反應(yīng)向逆方向自發(fā)進(jìn)行。例:對(duì)于Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和銅離子濃度為1×10-6mol·L-1，[Fe2+]仍為1mol·L-時(shí)金屬鐵是否能置換銅離子？解：查表：0(Cu2+/Cu)＝0.337V0(Fe2+/Fe)＝-0.440VE0＝0.337-(-0.440)＝0.776V>0所以反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能自發(fā)進(jìn)行。在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：E=E0-————lg

Ja0.0592n＝0.776-0.0591lg————＝0.598V>0110-6所以在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。計(jì)算表明，當(dāng)E0較小時(shí)，濃度的改變可以改變反應(yīng)的方向，當(dāng)E0較大時(shí)，濃度的改變不會(huì)改變反應(yīng)的方向?？梢愿鶕?jù)E0值判斷反應(yīng)的方向。化學(xué)電源化學(xué)電源——把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?？煞譃椋焊呻姵?、蓄電池（又叫二次電池或可充電電池）、燃料電池三大類。對(duì)商品電池的基本要求8.5電化學(xué)應(yīng)用[[lg3032+=nFRT.ψψ還原型]q氧化型]p思考：電池電動(dòng)勢(shì)如何測(cè)量和計(jì)算，半電池非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的電極電勢(shì)如何計(jì)算？E=ψ正-ψ負(fù)△rG=-nFE原則上任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成一個(gè)電池質(zhì)量比放電能量高電池電壓高環(huán)保、價(jià)廉學(xué)習(xí)目標(biāo)一：常識(shí)性了解化學(xué)電源的概念、分類及要求最簡(jiǎn)單常用化學(xué)電源，正極為碳棒，負(fù)極是鋅片，正負(fù)極之間是氯化鋅和氯化銨的漿糊狀電解質(zhì)，電壓為1.5伏。正極(碳棒)反應(yīng)：2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O鋅錳干電池負(fù)極(鋅極)反應(yīng)：Zn=Zn2++2e學(xué)習(xí)目標(biāo)二：掌握干電池的電極反應(yīng)碳棒MnO2+C鋅筒NH4Cl缺點(diǎn)一：電壓相對(duì)低，負(fù)極鋅筒因反應(yīng)穿孔后，電池即報(bào)廢，屬一次性電池，資源浪費(fèi)大，污染環(huán)境。發(fā)展方向：研究可充堿錳電池電池反應(yīng):

Zn+2MnO2+2NH4+

＝Zn2++Mn2O3+H2O缺點(diǎn)二：電池因鋅在堿性電解質(zhì)中發(fā)生析氫反應(yīng)而自放電，壽命短。目前解決方法是添加汞，但嚴(yán)重污染環(huán)境。研究方向：尋找添加劑如In、Tl等。DryBattery特點(diǎn):工作電壓高:3.7V,循環(huán)壽命長:1000次,自放電小,質(zhì)量比能量高。缺點(diǎn)：不能快速充放電。正極采用具有特定晶形的晶體,Li+可反復(fù)在晶體晶格中嵌入和脫嵌;負(fù)極采用具有層狀結(jié)構(gòu)的碳材料,Li+在層間反復(fù)插入和脫出.由于Li+在正負(fù)極間反復(fù)運(yùn)動(dòng),因此鋰離子電池又稱”搖椅”電池.二次電池鉛酸電池M-H電池鋰離子電池電池反應(yīng):LiMOn+LixC6Li1+xMOn+C6正極(鈷或錳氧化物)反應(yīng)：xLi+xe+LiMOnLi1+xMOn負(fù)極(碳或錫氧化物)反應(yīng)：LixC6

Li+C6+xe用途:筆記本電腦、移動(dòng)電話、攝錄象機(jī)、電動(dòng)汽車、潛水艇和和航空航天等。目前研究方向：用能量更高的正極和負(fù)極材料。Secondbattery:Leadacidbattery,hydrogenstoragebattery,lithium-ionbatterySecondbattery:Leadacidbattery,hydrogenstoragebattery,lithium-ionbattery+Li石墨鋰離子電池負(fù)極材料搖椅電池（RockingChairBattery）Carbonnanotube正極材料掃描電子顯微鏡照片SEMimagesofcathodematerials放電穩(wěn)定，電壓2.0V，價(jià)格便宜，體積比能量高，可循環(huán)300-500次左右。不足之處是：笨重，質(zhì)量比能量低，用后資源回收難，污染大。鉛酸電池——能快速充放電，用于車輛(啟動(dòng)電源)和常規(guī)潛艇學(xué)習(xí)目標(biāo)三：了解各二次電池的性能差異燃料電池能量利用效率高，關(guān)鍵是電極催化劑和質(zhì)子交換膜成本高，目前正處于研究階段。(自學(xué))——在外加電流的作用下使非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的過程電解池——把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置.其原理與電池剛好相反.陰極：還原反應(yīng)Cu2++2e=Cu

陽極：氧化反應(yīng)2Cl-=Cl2+2e電解反應(yīng)：Cu2++2Cl-=Cu+Cl2電解與電源正極相連的電極與電源負(fù)極相連的電極電解池組成陽極陰極電解液?jiǎn)栴}：陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)？電解反應(yīng)陰極-+陽極CuCl2溶液Pt電極陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)：能分析電解池各電極上發(fā)生的反應(yīng)電解池組成

anode

cathode

electrolyte對(duì)于電解質(zhì)水溶液的電解,電源提供多大電壓才能使電解過程發(fā)生?以Pt電極電解0.1mol·kg-1NaOH溶液為例：在陽極:4OH--4e-→2H2O+O2

算得：

陽=0.4602V

形成氧(氣)電極(+)；在陰極：2H++2e-→H2

算得：

陰=-0.7696V

形成氫(氣)電極(-)。由電解產(chǎn)物形成H2-O2原電池，H2為負(fù)極、O2為正極。電動(dòng)勢(shì)E=陽-陰=1.23V。陰極-+陽極CuCl2溶液Pt電極學(xué)習(xí)目標(biāo)：會(huì)分析和計(jì)算發(fā)生電解反應(yīng)時(shí)的分解電壓電解電壓——分解電壓——使電解池發(fā)生電解反應(yīng)所需的最小電壓φ?Cu2+/Cu=0.34Vφ?