化學(xué)電源及金屬防腐復(fù)習(xí)

一、化學(xué)電源

化學(xué)電池的分類(lèi)一次電池（干電池）：活性物質(zhì)消耗到一定程度，就不能使用；二次電池（充電電池或蓄電池）：放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生；燃料電池：一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。衡量電池優(yōu)劣的指標(biāo)比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，符號(hào)(A·h)/kg,(A·h)/L比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，符號(hào)W/kg,W/L儲(chǔ)存時(shí)間：電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的電池，更適合使用者的需要。一次電池普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－＝Zn2+正極：2NH4++2e－+2MnO2＝Mn2O3+2NH3↑＋H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2＝Zn2++Mn2O3+2NH3↑＋H2O堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－

+2OH-＝Zn(OH)2正極：2MnO2+2e－+2H2O＝2MnOOH+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O＝2MnOOH+Zn(OH)2二次電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進(jìn)行．蓄電池放電時(shí)為自發(fā)電池，充電時(shí)為電解池．充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達(dá)千百次。放電時(shí)電極反應(yīng)式：負(fù)極：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O充電時(shí)電極反應(yīng)式與放電時(shí)電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充電放電燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)。燃料電池(1)氫氧燃料電池一種高效低污染的新型電池。①用酸性電解質(zhì)時(shí)：負(fù)極：正極：總反應(yīng)：H2＋O2===H2O。②用NaOH等堿性溶液時(shí)：負(fù)極：正極：總反應(yīng)：H2＋O2===H2O。H2－2e－===2H＋H2＋2OH－－2e－===2H2O

(2)CH4燃料電池：電解質(zhì)為KOH負(fù)極：正極：總反應(yīng)：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。延伸：(1)燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用。 (2)燃料電池在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是燃料(如H2、CH4、CH3OH等)在正極上參與反應(yīng)的是空氣或氧氣電解質(zhì)溶液一般是KOH溶液。(3)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式時(shí)：酸性條件下可用H＋和H2O配平；堿性條件可用OH－和H2O配平。2O2＋4H2O＋8e－===8OH－二、金屬的防腐1、2、金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)金屬腐蝕的類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）金屬原子金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕：金屬（或合金）跟周?chē)佑|到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。一、金屬的腐蝕金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。在生產(chǎn)和日常生活中比較普遍而且危害較大的是電化學(xué)腐蝕。一般情況下兩種腐蝕同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕較為普遍且速率較快。電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較:化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H2O+2e－=H2↑+2OH－

O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H2O==Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽(yáng)極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖2.外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保