電化學與金屬腐蝕

電化學與金屬腐蝕1第1頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要

本章在介紹原電池的組成、電極反應以及電極電勢的基本概念的基礎上，著重討論濃度對電極電勢的影響以及電極電勢的應用，并介紹電解產(chǎn)物的判斷以及電解的應用，電化學腐蝕及其防護的原理。第2頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月學習要求了解電極電勢的概念以及產(chǎn)生的原因，能正確書寫電極反應、電池反應以及原電池的符號。能利用能斯特方程式進行有關計算。能應用電極電勢分析氧化還原反應中的一些問題。了解電解基本原理，能正確判斷電解產(chǎn)物。了解電解在工程實際中的某些應用以及金屬腐蝕及防護原理。3第3頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月化學反應非氧化還原反應：反應中，沒有電子的轉(zhuǎn)移，因而元素的化合價也不發(fā)生變化。

氧化還原反應：反應中，有電子的轉(zhuǎn)移，因而有些元素的化合價發(fā)生了改變。

電化學是研究由化學反應產(chǎn)生電能和由電能產(chǎn)生化學能的相互轉(zhuǎn)變的一門學科，而這些轉(zhuǎn)變也是通過氧化還原反應實現(xiàn)的。4第4頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化還原反應是自然界中一類十分普遍的反應。宜于人類發(fā)展方面：燃料的燃燒、金屬的冶煉，新材料的制備、電子計算機中大規(guī)模集成電路的制造、人造衛(wèi)星中高能化學電源的制造及使用，機械制造工業(yè)中精密儀器的電鑄造和電解加工等。產(chǎn)生的不利的方面：金屬的腐蝕，包括金屬構件在大氣中的生銹，船殼在海水中的腐蝕，鑄鐵管道在土壤中的腐蝕，化工器械的腐蝕，內(nèi)燃發(fā)動機活門的燒損，金屬熱處理工藝過程中生成氧化皮，鋁制品在潮濕空氣中使用后表面產(chǎn)生的白色粉末等等。5第5頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

金屬腐蝕造成的損失是巨大的。據(jù)國外報道，每年全世界因金屬腐蝕而損失的金屬高達一億噸，所造成經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的2～4%，（2008年我國GDP為300670億元，6000～12000億元）顯然，沒有一個生產(chǎn)部門不存在金屬腐蝕及其防護問題。因此，了解腐蝕發(fā)生的原因，尋找防止腐蝕的有效方法是國民經(jīng)濟中重要問題之一，因為它已不是單純的技術問題，而是關系到保護資源、節(jié)約能源、節(jié)省材料、保護環(huán)境、保證正常生產(chǎn)和人身安全、發(fā)展新技術等一系列重大的社會和經(jīng)濟問題。因此，掌握氧化還原反應的基本規(guī)律，對于我們適應新技術的發(fā)展的需要無疑是很重要的。6第6頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章電化學與金屬腐蝕5.1原電池及其電動勢5.2電極電勢及其應用5.3電解5.4金屬腐蝕及其防止5.5化學電源7第7頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1原電池及其電動勢5.1.1原電池5.1.2電動勢與吉布斯函數(shù)變8第8頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.1原電池1.原電池的組成

借助于氧化(oxidation)還原(reduction)反應把化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置稱為原電池。要利用氧化還原構成原電池使化學能轉(zhuǎn)化為電能，必須滿足以下三個條件：

（1）必須是一個可以自發(fā)進行的氧化還原反應；（2）氧化還原反應要分別在兩個電極上自發(fā)進行；（3）組裝成的內(nèi)、外電路要構成通路。9第9頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月10第10頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月11第11頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

反應

Zn

(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)

rHm(298K)=–218.7kJmol–1

第12頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電極、電池反應和電池符號原電池由兩各半電池組成。組成電池的金屬的導體叫做電極。電子流出一極叫負極，電子流入一極叫正極負極反應（電極反應）：Zn=Zn2++

2e-（氧化反應）正極反應（電極反應）：Cu2++2e-=Cu（還原反應）電池反應：Zn

(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)根據(jù)外電路電子流動方向，由負極流向正極13第13頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月原電池符號的表示方法原電池可用符號（原電池符號）表示：(–)Zn|Zn2+(1mol·dm–3)

||Cu2+(1mol·dm–3)|Cu(+)“|”表示相界面，“||”表示鹽橋注意：氧化反應（負極）寫在左邊，還原反應（正極）寫在右邊。導電材料寫在兩邊。*鹽橋(saltbridge)的作用是保持溶液電中性。14第14頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：反應Sn2++2Fe3+

?Sn4++2Fe2+

構成原電池其符號。原電池其符號是

：(－)Pt∣Sn2+，Sn4+‖F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+︱Pt(＋)

16第16頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

一個原電池由兩個半電池組成，上述原電池由鋅半電池和銅半電池組成。半電池又稱為電極，即鋅電極和銅電極。

半電池包括兩類物質(zhì)：

一類是氧化態(tài)物質(zhì)(氧化值高)，一類是還原態(tài)物質(zhì)(氧化值低)。17第17頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

氧化態(tài)物質(zhì)和相應的還原態(tài)物質(zhì)可組成電對。表示為：氧化態(tài)/還原態(tài)，它可以用來表示所構成的電極。

例如:

Zn2+/Zn；Cu2+/Cu

除金屬與其離子可組成電對外，同一種元素不同氧化值的離子、非金屬單質(zhì)與其相應的離子以及金屬與其難溶鹽都可構成電對。18第18頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月應注意：電極并非指一般的電子導體，它既是電子儲存器，又是電化學發(fā)生地。而且電化學中的電極，總是與電解質(zhì)溶液聯(lián)系在一起的，電極的特性也與所進行的化學反應分不開的，因此，電極是指電子導體與電解質(zhì)溶液組成的整體系統(tǒng)。電極按物質(zhì)組成的不同，一般有以下四種：19第19頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月表

電

極

類

型

電極類型電極示例電極反應示例第一類電極金屬—金屬離子電極Zn|Zn2+Cu|Cu2+Zn2++2e→ZnCu2++2e→Cu氣體—離子電極Cl-|Cl2,PtPt,O2|OH-Cl2+2e→2Cl-O2+2H2O+4e→4OH-第二類電極金屬難溶鹽電極Ag|AgCl(s)|Cl-(Pt)Hg|Hg2Cl2(s)|Cl-AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl-Hg2Cl2(s)+2e→2Hg(l)+2Cl-金屬難溶氧化物電極H+,H2O|Sb2O3(s)|SbSb2O3(s)+6H++6e→2Sb+3H2O(l)氧化還原電極Fe2+,Fe3+|PtPt|Sn2+,Sn4+Fe3++e→Fe2+Sn4++2e→Sn2+20第20頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月注意在表中所示的氣體—離子電極和氧化還原電極，常用惰性導電材料，如鉑或石墨作為電極導體，它們僅起吸附氣體或轉(zhuǎn)遞電子的作用，不參與電極反應，常稱其為惰性電極。其余類型的電極，一般則參與反應的金屬本身作導體。21第21頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5.1】試寫出有下列氧化還原反應構成的原電池的電池符號、電極反應、電對及電極。

2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O22第22頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月解：

先根據(jù)方程中各物質(zhì)氧化數(shù)的變化找出氧化劑電對為MnO-4/Mn2+，還原劑電對為Cl2/Cl-。再寫出該電池的符號為：

(－)Pt,Cl2(p)︱Cl-(c1)‖MnO-4(c2),Mn2+(c3),H+(c4)︱Pt(＋)

兩極反應分別為：

負極反應：2Cl-(aq)=Cl2(g)+2e正極反應：MnO-4(aq)+8H++5e=Mn2++4H2O(l)電對分別為：Cl2/Cl-，MnO4-/Mn2+。

電極分別為：Pt，Cl2︱Cl-；Pt︱MnO-4，Mn2+，H+。

23第23頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.2電動勢與吉布斯函數(shù)變

反應:

Zn

(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)

rHm(298K)=–218.7kJmol–1

－△G=Wmax=W電W電=-Q

·E=-n·F·E式中F—法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96485C·mol-1=96485J·V-1·mol-1

24第24頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月非標準電池：

rGm

=-n·F·E(5.1)標準電池：

rGm=-

n·F·

E

(5.2)n—電池反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)；F—法拉第常數(shù)96500(C

·mol

–1)；E—電動勢,單位為V；E—標準電動勢；公式中的負號表示系統(tǒng)向環(huán)境做功。

原電池的標準態(tài)，是指有關離子濃度為1.00mol·dm-3，壓力p為p=100kPa。

25第25頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5.2】已知E?=0.4030V，計算由標準氫電極和標準鎘電極組成的原電池反應的標準吉布斯函數(shù)變。

解：△rG?m=-nFE

=-2×96485J·V-1mol-1×0.4030V

=-77770J·mol-1=-77.77kJ·mol-1

26第26頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月補充例題：

已知在298K時，電池反應

Cu+2Ag+?Cu2++2Ag的△rG?m=-88.73kJ·mol-1，試求該電池的標準電動勢。解：27第27頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2電極電勢及其應用5.2.1電極電勢的產(chǎn)生5.2.2電極電勢的確定5.2.3濃度對電極電勢的影響—能斯特方程5.2.4電極電勢的應用28第28頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1電極電勢的產(chǎn)生原電池能產(chǎn)生電流，這表明兩個電極之間存在電勢差，即兩個電極有著不同的電極電勢。下面簡單討論電極電勢產(chǎn)生的原因。29第29頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月在金屬（M）與其鹽溶液之間存在如下溶解與沉積的平衡：M?Mn++ne

溶解和沉積的可逆過程達到動態(tài)平衡時。在金屬和溶液的界面上產(chǎn)生一個雙電層，這種雙電層產(chǎn)生了電極電勢，這種電勢差稱為該金屬的電極電勢。電極電勢可用以衡量金屬在水溶液中失去電子的能力的大小。電極電勢的大小只取決于電極的本性。金屬的活潑性不同，產(chǎn)生的電極電勢也不同。30第30頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月ab?????????????????????⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕????????????????????溶液金屬金屬的電極電勢示意圖第31頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2電極電勢的確定

迄今為止，金屬與其鹽溶液之間的電極電勢的絕對值還無法確定的。國際上規(guī)定標準氫電極為標準電極.電極符號:

Pt,H2(100kPa)|H+(1.0mol·dm-3)規(guī)定:

c

(H+)=1.0mol·dm–3

p(H2)=100kPa

φ(H+/H2)=0.0000V32第32頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月標準電極電勢的確定將待測電極與標準氫電極組成原電池，測出原電池的電動勢，就可計算出待測電極的電極電勢。標準電動勢為：

E

=φ(+)

–φ(–)33第33頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月如欲測標準鋅電極的標準電極電勢：先將標準鋅電極與標準氫電極組成原電池(–)Zn|Zn2+(1mol·dm–3)||H+(1mol·dm–3)|H2(100kPa),Pt(+)測得電動勢為：0.7618V則E?=

φ(H+/H2)－φ(Zn2+/Zn)=0.7618Vφ(Zn2+/Zn)=-0.7618V34第34頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月35第35頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月36第36頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月其它參比電極由于標準氫電極需要用純氫氣，在操作時會帶來不便，因此，常選用易于制備、使用方便，且電極電勢穩(wěn)定的其它參比電極，如甘汞電極（如圖所示）、氯化銀電極。37第37頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）甘汞電極的電極符號：由于甘汞的電極電勢與KCl的濃度有關，所以

(Pt)Hg|

Hg2Cl2(s)|KCl(飽和溶液)

電極反應:

Hg2Cl2(s)+2e-=2Hg(l)+2Cl-(aq)在25℃時,

φ(飽和甘汞電極)=0.2415V其它濃度的KCl的電極電勢見下表38第38頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月不同濃度的甘汞的電極電勢?與溫度的關系表：KCl濃度mol·dm-3?/V與t/℃的關系式

25℃

?/V飽和+0.2412-6.61×10-4（t-25）-1.75×10-6（t-25）2-9.0×1016（t-25）30.24121.00.2801－2.75×10-4（t-25）－2.5×10-6（t-25）2－4×10-9（t-25）30.28010.10.3337－0.75×10-5（t-25）－3×10-6（t-25）20.333739第39頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）氯化銀電極電極符號：Ag，AgCl︱Cl-(1.00mol·dm-3。電極反應：AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl-(aq)??(AgCl/Ag)=0.2223V。40第40頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月41第41頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

??表示組成電極的所有物質(zhì)都在各自的標準態(tài)下，溫度為25℃時電極電勢稱為標準電極電勢。附表7列出各種物質(zhì)的標準電極電勢。從表中的各種數(shù)據(jù)可知：電極電勢的大小表示氧化還原電對中氧化態(tài)和還原態(tài)得失電子傾向的大小。電極電勢越小，還原態(tài)丟失電子的傾向越大，相應的氧化態(tài)得電子的傾向越?。环粗?，電極電勢越大，氧化態(tài)獲得電子的傾向越大，相應的還原態(tài)丟失電子的傾向越小。標準電極電勢表42第42頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月使用標準電極電勢表注意：①書采用國際上廣泛使用的還原電勢，規(guī)定所有半電池反應都寫成還原反應的形式即：氧化態(tài)+ne→

還原態(tài)。②??值的大小只表示在標準狀態(tài)時水溶液中氧化劑、還原劑氧化能力和還原能力的相對強弱，它不適用于高溫、非水介質(zhì)等其它體系。如高溫反應：C+O2→CO2。43第43頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月不同介質(zhì)時，標準電極電勢有所不同。

O2(g)+2H2O+4e?4OH-(aq)φ?

(O2/OH-)=0.401V

O2(g)+4H+(aq)+4e?2H2Oφ?

(O2/H2O)=1.229V④??值與半電池反應的化學計量數(shù)無關。因為??是電極的強度性質(zhì)，是氧化劑、還原劑能力強度的標度，它是體系的強度性質(zhì)，取決于物質(zhì)的本性，而和物質(zhì)的多少無關。物質(zhì)的計量數(shù)加倍時，雖然物質(zhì)的量加倍了，而物質(zhì)的本性并沒有改變，所以??值不變。44第44頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月例如Zn2+(aq)+2e→Zn(s)??=－0.7628V2Zn2+(aq)+4e→2Zn(s)??=－0.7628V1/2Zn2+(aq)+e→1/2Zn(s)??=－0.7628V45第45頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤

??值無簡單的加和性，即：若兩個半電池反應相加的第三個半電池反應時，前兩個反應的??值之和一般不等于第三個反應的??，例如：（1）Fe2+(aq)+2e→Fe(s)??1=-0.447V+）（2）Fe3+(aq)+e→Fe2+(aq)??2=+0.771V（3）Fe3+(aq)+3e→Fe(s)??3=-0.037V??3≠??1+??

2。

46第46頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3濃度對電極電勢的影響

——能斯特方程式1920年獲諾貝爾化學獎

討論了標準電極電勢??，我們知道了這是在離子濃度或氣體壓力為標準壓力的時的電極電勢，而非標準電極電勢的大小不僅決定于物質(zhì)的本性，還決定于溫度、離子濃度或氣體分壓等。

47第47頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月a氧化態(tài)+ne?b還原態(tài)

上式稱為電池反應的能斯特方程式。式中：?——任意濃度時的電極電勢；??——該電極的標準電極電勢；

c(氧化態(tài))——氧化態(tài)物質(zhì)的濃度；c(還原態(tài))——還原態(tài)物質(zhì)的濃度；a，b——分別表示他們在電極反應中的化學計量數(shù)；n——電極反應中的得失電子的化學計量數(shù)；F——法拉第常數(shù)，等于96485C·mol-1或J·V-1·mol-1；T——表示熱力學溫度，單位K。48第48頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（F=96500

J·V-1

·mol

–1,R=8.314J·mol–1K–1,T=298K并把以e為底的自然對數(shù)換算成以10為底得常用對數(shù)）上式是德國物理化學家能斯特在1889年導出的,它定量地描述了電極電勢與離子濃度的關系。則：49第49頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月應用能斯特方程式時應注意以下幾點：（1）若組成電極電對的某一物質(zhì)是固體或液體時，不列入方程式中；如果是氣體，則代入氣體分壓（p）除以p?進行計算。（2）若電極反應時中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)前的計量數(shù)不等于1，則氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)濃度應以各自的化學計量數(shù)作為指數(shù)。50第50頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月應用能斯特方程式時應注意以下幾點：（3）若在電極反應中，有H+或OH-參加反應，則這些離子的濃度也應該根據(jù)配平的電極反應是寫在能斯特方程式中，但H2O不寫入（它是純液體）。（4）應用范圍：計算平衡時（即外路導線的電流趨于零）Mn+/M的電極電勢。51第51頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5.3】計算25℃，c(Zn2+)=0.001mol·dm-3時，Zn2+/Zn電極的電極電勢。解：

Zn2+(aq)+2e→Zn(s)電極電勢降低，Zn還原性增加，易失去電子。

52第52頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5.4】計算在25℃時，p(O2)=100kPa，

c(OH-)=10-7mol·dm-3時，O2/OH-電對的電極電勢。

解：O2+2H2O+4e→4OH-

53第53頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月當c(H+)=10mol·dm-3c(Cr2O72-)=c(Cr3+)=1.0mol·dm-3時，

【例5.5】已知反應

Cr2O72-+14H++6e→2Cr3++7H2O??(Cr2O72-/Cr3+)=1.232V

當c(H+)=10mol·dm-3及c(H+)=0.001mol·dm-3時，?值各是多少？根據(jù)計算結果說明酸度對Cr2O72-氧化還原強弱的影響。54第54頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月當c(H+)=0.001mol·dm-3，c(Cr2O72-)=c(Cr3+)=1.0mol·dm-3

時，隨氫離子濃度的增加，?增加，Cr2O72-的氧化性增強；c(H+)=10mol·dm-3；反之，氫離子濃度降低，?降低，Cr2O72-氧化性降低。55第55頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月從以上幾例可以看出：離子濃度對電極電勢有影響，但影響不大。

當金屬離子或氫離子濃度減少時，金屬或氫的電極電勢代數(shù)值減少，反之亦然。

當非金屬離子濃度減少時，非金屬的電極電勢代數(shù)值增大。

介質(zhì)的酸堿性對某些電對，如具有氧化性的含氧酸鹽的電對的電極電勢影響很大。56第56頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.4電極電勢的應用

計算原電池的電動勢判斷氧化還原反應進行的方向氧化劑和還原劑的強弱比較氧化還原反應進行的程度57第57頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月計算原電池的電動勢58第58頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月解：與該原電池有關的電極反應及其標準電極電勢為：

Cd2+(aq)+2e→Cd(s)??=-0.4030V；

Sn4+(aq)+2e→Sn2+(aq)??=0.15V【例5.6】計算下列原電池在25℃是的電動勢，并標明正負極，寫出電池反應式。Cd︱Cd2+(0.1mol·dm-3)‖Sn4+(0.1mol·dm-3)，Sn2+(0.001mol·dm-3)︱Pt。59第59頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月60第60頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月由于?（Sn4+/Sn2+）＞?(Cd2+/Cd)所以，?（Sn4+/Sn2+）作為正極，?(Cd2+/Cd)作為負極。

E=?(正極)－?(負極)=?(Sn4+/Sn2+)-

?(Cd2+/Cd)

=0.21－（-0.43）=0.64V61第61頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月正極反應：Sn4+(aq)+2e→Sn2+(aq)（氧化反應）負極反應：Cd(s)→Cd2+(aq)+2e（還原反應）電池反應：Cd(s)+Sn4+(aq)==Cd2+(aq)+Sn2+(aq)62第62頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月解：把上述反應分解成兩個電極反應，并查出它們的標準電極電勢。正極：（還原反應）

Fe3+(aq)+e→Fe2+(aq)??

=0.771V負極：（氧化反應）

Sn2+(aq)+2e→Sn4+(aq)??=0.151VE?=??(正極)－??（負極）=??(Fe3+/Fe2+)-??(Sn4+/Sn2+)=0.771－0.151=0.620V所以，電池的符號為

（－）Pt︱Sn4+，Sn2+‖F(xiàn)e3+，F(xiàn)e2+︱Pt（＋）【例5.7】把下列反應構成電池，并計算該電池的標準電動勢。2Fe3+(aq)+Sn2+(aq)→2Fe2+(aq)+Sn4+(aq)63第63頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2.判斷氧化還原反應進行的方向

氧化還原反應是得失電子的反應,反應總是在得電子能力大的氧化劑與失電子能力大的還原劑之間進行。

即反應一定是在電極電勢大的氧化態(tài)物質(zhì)與電極電勢小的還原態(tài)物質(zhì)之間進行。64第64頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化態(tài)1+ne→

還原態(tài)1氧化態(tài)2+ne→

還原態(tài)2φ小大氧化態(tài)氧化性弱強還原態(tài)還原性強弱（產(chǎn)物）（反應物）（反應物）（產(chǎn)物）第65頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】判斷下列兩種情況下的化學反應方向，并寫出它們的電池符號。

⑴

Pb2+(1.0mol·dm-3)+Sn?Sn2+(1.0mol·dm-3)+Pb

⑵Pb2+(0.1mol·dm-3)+Sn?Sn2+(1.0mol·dm-3)+Pb解：（1）各離子均處于標準態(tài)，查表得：

??(Pb2+/Pb)=－0.126V；??(Sn2+/Sn)=－0.136VE?=??（正極）－??（負極）=

??(Pb2+/Pb)－??(Sn2+/Sn)=（－0.126）－（－0.136）=0.01V（相差很?。┧?，在標準態(tài)下該反應自發(fā)向右進行。其電池符號為：(-)Sn︱Sn2+(1.0mol·dm-3)‖Pb2+(1.0mol·dm-3)︱Pb（+）66第66頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）Pb2+處于非標準態(tài)由于?(Pb2+/Pb)＜??(Sn2+/Sn)反應自發(fā)向左進行，電池符號為：(-)Pb︱Pb2+(1.0mol·dm-3)‖Sn2+(1.0mol·dm-3)︱Sn（+）67第67頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月注意①

當氧化劑電對和還原劑電對的標準電極電勢相差不大時，一般是E?＜0.2V，各物質(zhì)的濃度對反應方向起著決定性作用。②

若E?＞0.2V，濃度對?的影響較小，可直接用??值去判斷。③

若電極電勢包含著H+或OH-時，pH對?影響顯著，只有當E?＞0.5V，才能直接用??制取比較判斷。68第68頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月3.氧化劑和還原劑的強弱比較

電對的電極電勢越大，電對中氧化態(tài)物質(zhì)得電子能力越強，是強氧化劑；其相應的還原態(tài)物質(zhì)失電子能力越弱，是弱還原劑。

電對的電極電勢越小，電對中還原態(tài)物質(zhì)失電子能力越強，是強還原劑；其相應的氧化態(tài)物質(zhì)得電子能力越弱，是弱氧化劑。

電極電勢表中，最強的氧化劑是F2,最強的還原劑是Li。69第69頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月在實際應用中，如果有一種氧化劑遇到幾種還原劑或一種還原劑遇到幾種氧化劑時，反應是按所組成的電池的E由達到小的順序進行反應的，這就是分步氧化還原反應。70第70頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：選擇氧化劑只氧化I-，而不氧化Br-和Cl-。??（I2/I-）=0.54VI2+2e→2I-??(Br2/Br-)=1.07VBr2+2e→2Br-??(Cl2/Cl-)=1.36VCl2+2e→2Cl-??(IO-3/I2)=1.20V2IO-3+12H++10e→I2+6H2O71第71頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月當c(H+)=1.0×10-7mol·dm-3時，

72第72頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇氧化劑時，其?

的值應在0.54～0.703V之間。若選擇Fe3+/Fe2+作為氧化劑，其??（Fe3+/Fe2+）=0.771V，在氧化I2的同時，又將已氧化成的I2繼續(xù)氧化成IO3-離子，因此，用Fe3+/Fe2+作為氧化劑時，要控制溶液的pH值。只需

?（IO-3/I2）＞0.771V

73第73頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月即：?（IO-3/I2）＞0.771V即可。pH=6.04即溶液的pH值大于6.04時，可以確保題中的要求。

74第74頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月4.氧化還原反應進行的程度

nFE?=RTlnK?

氧化還原反應進行的程度可用平衡常數(shù)K來表示。當氧化還原反應達平衡時:

rGm=-nFE=0,E=0,根據(jù)公式：△rG?m=-nFE?

和△rG?m=－RTlnK?75第75頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月當T=298.15K，R=8.314J·mol-1·K-1

，F(xiàn)=96485J·V-1·mol-1平衡常數(shù)可寫成：由此可見，在298.15K時，氧化還原反應的平衡常數(shù)只與電動勢E?有關，而與溶液的起始濃度無關。

76第76頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月解：查表計算可知該反應在標準條件下能自發(fā)進行，該原電池的標準電動勢E?=0.0113V。根據(jù)有關公式，可以計算該反應在298.15K時的標準平衡常數(shù)：【例5.8】計算下述反應的標準平衡常數(shù)，并分析該反應進行的程度（298.15K)。

Sn(s)+Pb2+(aq)=Sn2+(aq)+Pb(s)即lg[c(Sn2+)/c(Pb2+)]=0.382

K?=c(Sn2+)/c(Pb2+)=2.4177第77頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月c(Sn2+)=2.41c(Pb2+)計算結果可知，當溶液中Sn2+的濃度等于Pb2+濃度的2.41倍時，反應便達到平衡狀態(tài)。由此可見，此反應進行得不很完全。78第78頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）氧化劑：??（H2O2/H2O）=1.77V

還原劑：??（Fe3+/Fe2+）=0.771VE?=??（H2O2/H2O）－??（Fe3+/Fe2+）=1.77－0.77=1.00V

K?=7.04×1033＞106

反應進行的程度及其徹底。

補充【例】計算下列兩個反應的平衡常（25℃）：

（1）H2O2+2Fe2++10H+=2Fe3++2H2O

（2）Br2+Mn2++2H2O=2Br-+MnO2+4H+。79第79頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）氧化劑：??（Br2/Br-）=1.07V，還原劑：??（MnO2/Mn2+）=1.23VE?=??（Br2/Br-）－??（MnO2/Mn2+）=1.07－1.23=－0.16V

K?=3.80×10-6

。一般來說，當n=1時，E?＞0.3V的氧化還原反應的K?值大于105；當n=2時，E?＞0.2V的氧化還原反應的K?值大于106，此時可以認為反應進行的相當徹底。（2）Br2+Mn2++2H2O=2Br-+MnO2+4H+。80第80頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3電解

5.3.1電解池的組成和電極反應5.3.2分解電壓和電極的超電壓5.3.3分解產(chǎn)物5.3.4電鍍81第81頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月82第82頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月陽極產(chǎn)生CO2陰極出鋁83第83頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1電解池的組成和電極電壓對反應

Cu2+(aq)+2Cl–(aq)=Cu(s)+Cl2(g)

rGmΘ(298K)=197.0kJ

·mol–

1>0

不能自發(fā)反應，可通過電解來實現(xiàn)。借助于外加直流電源使氧化還原反應得以實現(xiàn)的過程稱為電解。進行電解的裝置稱電解池(electrolyticcell)。在電解池內(nèi)電能直接轉(zhuǎn)變成化學能。84第84頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月基本概念在電解池內(nèi)，陽極(anode)與電源正極相連，發(fā)生氧化反應；陰極(cathode)與電源負極相連，發(fā)生還原反應。如電解CuCl2溶液：陽極反應2Cl

–

=Cl2+

2e

氧化反應陰極反應Cu2++2e=Cu還原反應

正負離子在電極上得失電子的過程稱為放電。正負離子在電極上得失電子是同時進行的。85第85頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2分解電壓和電極的超電壓

要使任何電解能順利進行，必須對電解池施加一定的電壓。使電解順利進行所需的最小電壓，稱為實際分解電壓，用E實來表示。86第86頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月H2SO4溶液+-陽極e-陰極e-O2H2正極負極e-e-電解池直流電源Pt第87頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月以Pt為電極電解1mol·dm–3H2SO4溶液。陽極反應：

4OH–

=O2+2H2O+4e-??（O2/OH-）=+0.401V陰極反應：2H++2e-=H2??(H+/H2)=0.00V

兩極產(chǎn)物O2和H2分別吸附在Pt電極上，組成了氫-氧原電池，該原電池的電子流動方向正好與外加電源的電子流動方向相反，即形成了一個與外加電壓相反的電動勢，稱為反電動勢88第88頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月(Pt)O2(p?)︱OH-(1.0×10-14mol·dm-3)，電極所產(chǎn)生的電極電勢為：89第89頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)過計算可知：?（O2/OH-）在電池中作為正極，??(H+/H2)作為負極。電池符號為：(－)（Pt）H2(p?)︱H+(1.0mol·dm-3)︱O2(Pt)(+)E

=?（正極）－?(負極)=

?（O2/OH-）－??(H+/H2)=1.229－0.000=1.229V

顯然，在電解過程中，電解產(chǎn)物與溶液中的離子所構成的原電池，產(chǎn)生的是一個反電動勢，要使電解能順利進行，外加電源就必須克服該原電池產(chǎn)生的反電動勢。90第90頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

但在實際操作中，要大于1.7V時，電解方可進行。我們把理論計算的反電動勢稱理論分解電壓。用E理

表示。實際測得的

E實遠大于E理

即

E實分>

E理分

各種物質(zhì)的實際分解電壓都是通過實驗測定的。而把實際分解電壓與理論分解電壓之差，稱為超電壓。91第91頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月引起超電壓的原因主要與電極的“超電勢”有關。其結果是由于存在電極的“超電勢”，使得H+在陰極上還原成H2(g)的電極電勢小于氫的理論電極電勢（析出電勢），電極電勢減小，氧化態(tài)物質(zhì)的還原能力降低；而H2O(OH-)在陽極上失去電子氧化為O2所需要電極電勢高于理論電勢。因此，“超電勢”η就是為完成電解的氧化還原反應所需電極電勢超過其平衡電勢部分，即η=（實際）－（平衡）。92第92頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

a

電解產(chǎn)物不同，超電勢不同。金屬超電勢較小，氣體超電勢較大,尤其O2和H2。b電極材料不同，超電勢不同；

電極材料相同，而材料表面不同，超電勢不同。

d電流密度大，超電勢大。

e溫度越高，超電勢越小。影響電極超電勢的因素：93第93頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月在電解工業(yè)中，超電勢問題是一個很重要的實際問題，又是直接影響電解反應的性質(zhì)。如分別電解CuSO4、ZnSO4、MgSO4溶液時，陰極產(chǎn)物是什么？

Mg2++2e→Mg(s)??(Mg2+/Mg)=－2.37V（陰極產(chǎn)物：H2）Zn2++2e→Zn(s)??(Zn2+/Zn)=－0.76V（陰極產(chǎn)物：Zn）2H2++2e→H2(g)φ(H+/H2)=0.00V（c(H)=10-7mol·dm-3，φ

=-0.414V，同時它的超電勢較大）Cu2++2e→Cu(s)??φ(Cu2+/Cu)=+0.34V（陰極產(chǎn)物：Cu）第94頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.3電解產(chǎn)物

對熔融液，電解時只有組成電解質(zhì)的正、負離子分別在兩極上放電。對水溶液，除了有電解質(zhì)的正、負離子外，還有水中的OH

–

和H+離子，因此電解時，每個電極上都有兩種離子可能放電，究竟哪種離子放電呢？95第95頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.放電離子的標準電極電勢；2.離子濃度；3.電極材料；4.電解產(chǎn)物在電極上的超電勢。電解產(chǎn)物的主要影響因素有：96第96頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月

究竟那種因素起主要作用，要具體問題具體分析。一般情況標準電極電勢是主要影響因素。

一般來講，在陽極放電失去電子的只能是負離子或金屬，即電極電勢小的還原態(tài)物質(zhì)；在陰極放電得到電子的只能是正離子，即電極電勢大的氧化態(tài)物質(zhì)。下面舉例說明。97第97頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽類水溶液電解產(chǎn)物的一般規(guī)律電極陰極(還原)陽極(氧化)反應物質(zhì)金屬離子或H+離子

金屬或負離子

1.電動序位于Al后的金屬離子放電，析出相應金屬;

2.電動序位于Al前包括Al的金屬離子不能放電,放電的是H+離子,得到H2。

1.除Pt、Au、Cr外，金屬做陽極時，金屬失電子發(fā)生溶解；

2.簡單負離子如Cl-、Br-、I-、S2-等離子放電得到相應單質(zhì)；

3.復雜負離子時不能放電,是OH-放電,得到O2。電解產(chǎn)物第98頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月用石墨作陽極，用鐵作陰極，

電解飽和氯化銅

飽和氯化銅的濃度為c(CuCl2)≈———=2.34mol·dm-3

溶液的pH=8c(H+)=10-8mol·dm-3，c(OH-)=10-6mol·dm-3315134.599第99頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2Cl-(aq)-2e=Cl2(g)陽極反應和離子析出電勢（失電子的氧化反應）：φ(Cl2)（析出）=1.336+η=1.336+0.000=1.336V100第100頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月4OH-(aq)－4e=O2(g)+2H2O(l)電解氯化銅水溶液的陽極產(chǎn)物是氯氣，而不是氧氣。氧氣在石墨上的超電勢為0.90φ(O2)析出=0.755+0.9=1.655V101第101頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月陰極反應和析出電勢（得電子的還原反應）：

Cu+2e→Cu(s)

?(Cu2+/Cu)=??(Cu2+/Cu)+————lgc(Cu2+)/c?

=0.3419+————lg(2.34)

=0.3419+0.011=0.353V0.05917n0.059172102第102頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2H++2e→H2(g)

查表知H2在鐵上的超電勢是0.08V，因此H2的實際析出電勢為：?H2（理論）=??(H+/H2)－?H2（超）

=-0.472－0.08=-0.552V103第103頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月?(Cu2+/Cu)＞?(H+/H2)，所以在陰極上析出的物質(zhì)是銅而不是氫氣?？偡磻紺u2+(aq)+2Cl-(aq)=Cu(s)+Cl2(g)分解電壓E=1.365－（－0.552）=1.917V104第104頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2.用石墨作電極，電解Na2SO4溶液

陰極發(fā)生的反應的離子：Na+，H+， Na++e→Na??(Na+/Na)=－2.7V2H++2e→H2

??(H+/H2)=0.00V?H2(超)=0.002V?H2(析出)=?(H+/H2)-?H2(超)

=-0.414－0.002=－0.416V?(H+/H2)＞??(Na+/Na)所以，陰極析出H2。105第105頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月用金屬鎳做電極電解NiSO4溶液陽極反應:Ni-2e-=Ni2+陰極反應:Ni2++2e-=Ni總反應：Ni2++Ni=Ni+Ni2+φ?(Ni2+/Ni)=-0.257V106第106頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.4電鍍電鍍是將一種金屬鍍到另一種金屬表面上的過程。是機械制造工業(yè)最常用的表面處理方法之一。含有要鍍上的金屬離子的溶液為電解液，被鍍金屬工件為陰極，要鍍上的金屬為陽極。電鍍時陽極要鍍的金屬不斷溶解，而陰極被鍍金屬工件的表面不斷鍍上要鍍的金屬。107第107頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4金屬腐蝕及其防止5.4.1金屬腐蝕及分類5.4.2電化學腐蝕的發(fā)生5.4.3金屬腐蝕的防止108第108頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)蟮烂磕瓯桓g破壞掉的鋼材為鋼每年產(chǎn)量的十分之一。根據(jù)各國調(diào)查結果，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損害大致為該國的國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2～4％。以中國1998年為例，當年國民生產(chǎn)總值約為1萬4千億元，由于金屬腐蝕造成的直接損失約為300～600億元。每天應腐蝕的損失為0.8-1.6億元。（我國某年的統(tǒng)計損失高達1500億元，每天四億元人民幣。）據(jù)美國1995年最新統(tǒng)計全年腐蝕的損失為3000億美元，人均每年損失1100美元。109第109頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.1金屬腐蝕及分類化學腐蝕電化學腐蝕110第110頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月化學腐蝕化學腐蝕是金屬表面和干燥氣體或非電解質(zhì)發(fā)生化學作用而引起的腐蝕。在腐蝕過程中不產(chǎn)生電流。這類腐蝕在常溫常壓下不易發(fā)生，而且腐蝕往往只發(fā)生在金屬表面，危害性一般比電化學腐蝕小一些。例如電氣絕緣油、潤滑油、液壓油以及干燥空氣中的O2、H2S、SO2、Cl2等物質(zhì)與電氣機械設備中的金屬接觸時，在金屬表面生成相應的氧化物，硫化物、氯化物等，都是化學腐蝕。溫度對化學腐蝕的速度影響很大。111第111頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：高溫水蒸氣對鍋爐的腐蝕，將發(fā)生如下反應：

Fe+H2O(g)→FeO+H2(g)2Fe+3H2O(g)→Fe2O3+3H2(g)3Fe+4H2O(g)→Fe3O4+4H2(g)同時，還會發(fā)生鋼鐵脫碳現(xiàn)象。Fe3C+H2O(g)→3Fe+CO+H2

由于脫碳反應及其它氧化還原反應產(chǎn)生的氫而擴散滲入工件內(nèi)部，使鋼鐵產(chǎn)生脆性，稱氫脆。鋼的脫碳和氫脆會造成鋼的表面硬度和內(nèi)部強度的降低，這是非常有害的現(xiàn)象。112第112頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月電化學腐蝕電化學腐蝕是指金屬表面與電解質(zhì)溶液形成原電池，即腐蝕過程中產(chǎn)生電流，發(fā)生電化學腐蝕時，金屬作為陽極溶解而引起的腐蝕。這類腐蝕在常溫常壓下就能發(fā)生，并可滲透到金屬內(nèi)部，與化學腐蝕相比，危害性更嚴重，發(fā)生更普遍。113第113頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月Zn稀HClCu例：將一塊化學純的鋅投入稀鹽酸中，幾乎看不到氫氣放出。但當用一銅絲接觸鋅表面，銅絲上即劇烈地放出氫氣，純鋅逐漸溶解。(-)Zn|HCl|Cu(+)正極反應：H++2e-→H2

負極反應：Zn-2e-→Zn2+114第114頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕電池的說明金屬的電化學腐蝕與原電池作用在原理上沒有本質(zhì)區(qū)別。但通常腐蝕中原電池稱為腐蝕電池。而習慣上把腐蝕電池中發(fā)生氧化（即失電子）反應的電極稱為陽極。把發(fā)生還原（即得電子）反應的電極稱為陰極。115第115頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)介質(zhì)的不同，腐蝕分為以下幾類：（1）析氫腐蝕（主要發(fā)生在鋼鐵表面吸附水膜酸性較強）116第116頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼鐵析氫腐蝕圖CeFe2H++2e→H2↑Fe2+電解質(zhì)溶液117第117頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月所組成的原電池的各電極反應分別為陽極（Fe）：Fe－2e→Fe2+陰極（雜質(zhì)）：2H++2e→H2電池反應：

Fe+2H+→H2+Fe2+118第118頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）吸氧腐蝕如果水膜的酸性很弱或者呈中性，就由溶解在水膜里的氧氣作為氧化劑。陰極反應：O2+2H2O+4e-→4OH-陽極反應：

Fe-2e→Fe2+

（正極）（負極）總反應2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2Fe(OH)2+O2→Fe(OH)3脫水Fe2O3119第119頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼鐵吸氧腐蝕圖CeFeFe2+電解質(zhì)溶液O2OH-120第120頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕電池形成的缺一不可的條件：1.必須有陰極和陽極。2.陰極和陽極之間必須有電位差（這種電位差因金屬內(nèi)晶間、應力、疲勞程度、電偶等的差異的存在以及金屬表面縫隙、氧濃差等現(xiàn)象的存在，極容易在同一金屬結構體內(nèi)形成）；亦可在兩個不同電位金屬間形成。

3.陰極和陽極之間必須有金屬的電流通道。

4.陰極和陽極必須浸在同一電解質(zhì)中，該電解質(zhì)中有流動的自由離子。

121第121頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3金屬腐蝕的防護改改善金屬的內(nèi)部組織結構采用各種保護層緩蝕劑法電化學防護122第122頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月1.改善金屬的內(nèi)部組織結構例如制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻、鎳等制成不銹鋼。123第123頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月2.采用各種保護層在金屬表面覆蓋保護層，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止腐蝕。常見的保護層有金屬層和非金屬層兩類。124第124頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月【金屬保護層】包鍍：在外力作用下，使兩種以上的金屬表面分子間發(fā)生相互滲透而牢固地結合成一體的工藝。如：冷軋、冷拉、熱軋等等。所鍍的金屬有銅、鎳、鋁、鋅等噴鍍：是采用專門的設備利用熱源將金屬或非金屬材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，用高速氣流將其噴散成小顆粒并噴射到機件表面形成覆蓋層。125第125頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月電鍍：借電解原理，在金屬制件表面沉積一薄層其他金屬和合金的方法?；瘜W鍍：不用外來電源，借氧化還原作用，不是通過界面上固液兩相間金屬原子和離子的交換，而是液相離子通過液相中的還原劑在金屬表面上還原沉積。琺瑯：搪瓷工藝。用石英、長石、硝石和碳酸鈉等加鉛和錫的氧化物燒制成象釉子的物質(zhì)。涂在金屬上，經(jīng)過燒制，能形成不同顏色的釉質(zhì)表面。釉具有增加機械強度、絕緣性和不滲透性。126第126頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月3.緩蝕劑在腐蝕介質(zhì)中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。按種類可分為無機和有機緩蝕劑。①無機緩蝕劑的作用主要在表面形成氧化膜或難溶物質(zhì)②有機緩蝕劑的緩蝕作用機理目前不清楚，但它在金屬表面可以阻礙氧化劑的電子。從而減慢了腐蝕。127第127頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電化學防護利用原電池原理進行金屬的保護，設法消除引起電化腐蝕的原電池反應。電化學保護法分為陽極保護和陰極保護兩大類。應用較多的是陰極保護法。128第128頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月陰極保護法將被保護的金屬作為腐蝕電池的陰極，使其不受到腐蝕，所以也叫陰極保護法。這種方法主要有以下兩種：129第129頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月犧牲陽極保護法將活潑金屬（如鋅或鋅的合金）連接在被保護的金屬上，當發(fā)生電化腐蝕時，這種活潑金屬作為負極發(fā)生氧化反應，因而減小或防止被保護金屬的腐蝕。這種方法常用于保護水中的鋼樁和海輪外殼等例如水中鋼鐵閘門的保護，通常在輪船的外殼水線以下處或在靠近螺旋漿的舵上焊上若干塊鋅塊，來防止船殼等的腐蝕。130第130頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5化學電源化學電源是一種直接把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，習慣上稱作電池。電池由正極、負極、電解質(zhì)、隔膜和容器五個部分組成，其中最主要的是正極、負極和電解質(zhì)三個部分。131第131頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月電池的發(fā)展1866年由勒克郎歇（G.Leclanche）發(fā)明的干電池。1859年由普蘭特（G.Plante）設計制造鉛蓄電池。60年代用于航天領域的氫氧燃燒電池。

132第132頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月中國電池的發(fā)展1911年我國第一家電池廠“交通部電池廠”在上海誕生，1921年我國第一家專業(yè)鉛蓄電池廠“上海蓄電池廠”建于上海，1941年延安軍委三局所屬電信材料廠開始生產(chǎn)鋅錳干電池和修理鉛蓄電池，1960年我國第一家堿性蓄電池廠“風云器材廠”在河南省新鄉(xiāng)正式驗收投產(chǎn)。133第133頁，課件共147頁，創(chuàng)作于2023年2月化學電源分類化學電源按工作性質(zhì)和貯存方式分作四類：（1）一次電池也稱原電池，如果電池中電解質(zhì)不流動，則稱干電池。電池放