电解池与电解池.docx

原电池和电解池
一、原电池；
原电池的形成条件
原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应， 但区别于一般的氧化还
原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂 在负极上失电子发生氧化反应，电子通表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度（ mol/L），若为气 体物质应注明其分压（Pa），还应标明当时的温度。如不写出，则温度为 ,气体 ,溶液浓度为1mol/L。
以符号“I”表示不同物相之间的接界，用“II”表示盐桥。同一相中的不同物质之 间用“,”隔开。
非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对 作半电池时，需外加惰性导体（如铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与 电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为 “惰性”电极。
二、两类原电池
吸氧腐蚀
吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中 而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀.
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
负极（Fe） : 2Fe - 4e = 2Fe2+
正极（C）： 2H2O + O2 + 4e = 4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀.
吸氧腐蚀的必要条件
以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀 的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低：
氧的阴极还原过程及其过电位
吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行，氧不断消耗，只 有来自空气中的氧进行补充。因此，氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原 反应，这一过程包括一系列步骤。
（1） 氧穿过空气/溶液界面进入溶液；
（2） 在溶液对流作用下，氧迁移到阴极表面附近；
（3） 在扩散层范围内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面；
（4） 在阴极表面氧分子发生还原反应，也叫氧的离子化反应。
析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁 制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。 水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的 H+增多。是就构成无数个
以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的 氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化 Fe2e=Fe2+ ；正极（碳）：溶液中的H+被 还原 2H++2e=H2f
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析 氢腐蚀。
析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气， 这种腐蚀叫做
析氢腐蚀。
常见原电池方程式
1. Cu—H zSQ—Zn 原电池
正极：2H+ + 2e — H2f
负极：Zn - 2e — Zn2+
总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2f
2. Cu—FeCl3—C 原电池
正极：2Fe3+ + 2e — 2Fe2+
负极：Cu - 2e 一 Cu2+
总反应式： 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极：O2 + 2H2O + 4e — 4OH -
负极：2Fe - 4e — 2Fe2+
总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe (OH)2
.氢氧燃料电池(中性介质)
正极：O2 + 2H2O + 4e — 4OH -
负极：2H2 - 4e — 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
.氢氧燃料电池(酸性介质)
正极：O2 + 4H+ + 4e — 2H2O
负极：2H2 - 4e — 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
.氢氧燃料电池(碱性介质)
正极：O2 + 2H2O + 4e — 4OH -
负极：2H2 - 4e + 4OH- — 4H2O
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
铅蓄电池(放电)
正极(PbO2):
PbO2 + 2e + SO42- + 4H+ — PbSO4 + 2H2O
负极(Pb) : Pb- 2e+ (SO4)2- — PbSO4
总反应式：
Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O
Al—NaOH—Mg 原电池
正极：6H2O + 6e — 3H2f + 6OH -
负极：2Al - 6e + 8OH- — 2AIO2 - + 4H2O
总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2f
CH4燃料电池(碱性介质)
正极：2O2 + 4H2O + 8e —