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電化學(xué)教案
作為一位兢兢業(yè)業(yè)的人民教師，通常會(huì)被要求編寫教案，教案是教學(xué)活動(dòng)的總的組織綱領(lǐng)和行動(dòng)方案。那么你有了解過教案嗎？下面是小編為大家收集的電化學(xué)教案，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
電化學(xué)教案1
金屬材料的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.了解金屬電化學(xué)腐蝕的基本原理。
2.了解防止金屬腐蝕的基本原理和常用方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1． 金屬的電化學(xué)腐蝕類型
(1)微電池腐蝕
�、俨町惓錃飧g
同一種金屬在中性條件下，如果不同部位溶解氧氣濃度不同，則氧氣濃度較小的部位作為腐蝕電池的陽極，金屬失去電子受到腐蝕；而氧氣濃度較大的部位作為陰極，氧氣得電子生成氫氧根離子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，則陽極金屬亞鐵離子進(jìn)一步與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)，生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在陰極，由于氫氧根離子的不斷生成使得酚酞變紅（亦屬于吸氧腐蝕）。兩極反應(yīng)式如下：
陽極(氧氣濃度小的部位)反應(yīng)式：
Fe = Fe2＋ ＋ 2e－
3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (藍(lán)色沉淀) 陰極(氧氣濃度大的部位)反應(yīng)式：
O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－
�、谖鰵涓g
金屬鐵浸在含有K3[Fe(CN)6]2的鹽酸溶液中，鐵作為陽極失去電子，受腐蝕，雜質(zhì)作為陰極，在其表面H＋得電子被還原析出氫氣。兩極反應(yīng)式為： 陽極：Fe = Fe2＋ ＋ 2e－
陰極：2H＋+2e－= H2↑
在其中加入K3[Fe(CN)6]，則陽極附近的Fe2＋進(jìn)一步反應(yīng)：
3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (藍(lán)色沉淀)
�。�2）宏電池腐蝕
�、俳饘勹F和銅直接接觸，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?(Fe2/Fe)< ?（Cu2/Cu），兩者構(gòu)成了宏電池，鐵作為陽極，失去電＋＋
子受到腐蝕（屬于吸氧腐蝕）。兩極的電極反應(yīng)式分別如下：
陽極反應(yīng)式：
Fe = Fe2＋ ＋ 2e－
3Fe2＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Fe3[Fe(CN)6]2 (藍(lán)色沉淀) 陰極(銅表面)反應(yīng)式：
O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－
在陰極由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞變紅。
�、诮饘勹F和鋅直接接觸，環(huán)境同上，則由于?(Zn2/Zn)< ?(Fe2/Fe)，＋＋
鋅作為陽極受到腐蝕，而鐵作為陰極，鐵表面的氧氣得電子后不斷生成氫氧根離子，導(dǎo)致酚酞變紅（屬于吸氧腐蝕）。兩極的電極反應(yīng)式分別如下：
陽極反應(yīng)式：
Zn = Zn2＋ ＋ 2e－
3Zn2＋＋ 2[Fe(CN)6]3－ = Zn3[Fe(CN)6]2 (黃色沉淀)
陰極（鐵表面）反應(yīng)式：
O2 ＋ 2H2O ＋4e－ = 4OH－
2．金屬腐蝕的防護(hù)
防止金屬腐蝕的方法很多。如研制耐腐蝕的金屬材料、金屬表面涂覆保護(hù)層及陰極保護(hù)法等方法。金屬表面涂覆保護(hù)層的常用方法有油漆、電鍍、噴鍍、表面鈍化處理，緩蝕劑法等。
�。�1） 有機(jī)緩蝕劑作用機(jī)理
在金屬剛開始溶解時(shí)，金屬表面帶有的負(fù)電荷能吸附緩蝕劑的離子或分子，形成難溶且腐蝕介質(zhì)很難穿透的保護(hù)膜。在酸性介質(zhì)中，一般是含有N、S、O的有機(jī)化合物。常用的緩蝕劑有烏洛托品、若丁等。
（2） 無機(jī)緩蝕劑作用機(jī)理
在中性或堿性介質(zhì)中可以采用無機(jī)緩蝕劑，如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、
磷酸鹽、碳酸氫鹽等。主要是在金屬的表面形成的氧化膜或沉淀物能夠隔絕周圍介質(zhì)侵蝕，起到保護(hù)的作用。
例如金屬表面的磷化，就是用磷酸鹽在金屬表面生成一層磷化膜的保
護(hù)層。其有關(guān)反應(yīng)式如下：
Fe ＋ 2H+ = Fe2＋ ＋ H2（↑）
Fe2＋ ＋ HPO42－ = FeHPO4（暗灰色膜?）
3Zn2＋ ＋ 2PO43－= Zn3(PO4)2（白色?）
�。�3）3％的CuSO4檢驗(yàn)液檢驗(yàn)原理
磷化后的鐵釘表面： Fe2＋ ＋ HPO42－ = FeHPO4（暗灰色膜?）
Cu2＋ ＋ HPO42－ = CuHPO4（暗黑色?）
沒有磷化后的鐵釘表面：Fe ＋Cu2＋= Fe2＋＋ Cu（棕紅色?）
三、實(shí)驗(yàn)用品
儀器： 0mL小燒杯，小試管（3支），10mL小量筒（1只）鐵片，銅絲，鋅絲，濾紙片（若干），塑料鑷子，洗瓶，細(xì)砂紙（約3×3cm2）。
藥品：NaCl（0.1 mo1·L－1），K3[Fe(CN)6（]0.1 mo1·L－1），烏洛托品(CH2)6N（，420％）CuSO4（0.1 mo1·L－1），HCl（0.1 mo1·L－1、6 mo1·L－1，濃），酚酞（0.5％），洗潔精，檢驗(yàn)液（3％的CuSO4），磷化液（配方：H3PO4（85％）：45g·L－1，ZnO：28 g·L－1，Zn(NO3)2：28 g·L－1，NaF：2 g·L－1 ，HNO3（濃）：29 g·L－1）。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1． 金屬的電化學(xué)腐蝕
�。�1）準(zhǔn)備鐵釘和混合溶液
�、勹F釘表面除銹：取8枚小鐵釘浸在濃鹽酸中，除銹約1～2分鐘后用塑料鑷子取出，以自來水淋洗后放在潔凈的小燒杯中，再以去離子水浸泡備用。
�、谂渲坪猩倭糠犹幕旌先芤海喝�1支試管，加入6mL 0.1 mo1·L-1的NaCl溶液（增加導(dǎo)電性），加入4滴0.1 mo1·L-1K3[Fe(CN)6]溶液，再加入3滴酚酞溶液，混合均勻備用。
�。�2）微電池腐蝕
�、俨町惓錃飧g
用細(xì)砂紙把一塊鐵片表面磨光，洗凈鐵銹并吸干水分，在其中心處滴上2滴含有少量酚酞的混合溶液，形成直徑約為2cm的圓斑，放置10 min后觀察現(xiàn)象，并用兩極反應(yīng)式解釋之。
�、谖鰵涓g
取1支潔凈的小試管，加入3mL的0.1 mo1·L-1HCl溶液，將一枚除銹鐵釘放入其中，觀察現(xiàn)象。
(3)宏電池的腐蝕
取2支潔凈的小試管，各加入3mL含有少量酚酞的混合溶液。取2枚除過銹的小鐵釘，經(jīng)自來水沖洗，用濾紙吸干，分別在其中部緊密地纏上一段干凈的鋅絲和銅絲。然后再分別放在上述2支試管的.溶液中，靜置數(shù)分鐘（不要晃動(dòng)），觀察現(xiàn)象并用兩極反應(yīng)式解釋之。
2．金屬腐蝕的防護(hù)
�。�1）有機(jī)緩蝕劑的作用
取2支試管，各加入3mL0.1 mo1·L-1HCl溶液，在某一試管中加入5滴20％的烏洛托品，在另1支試管中加入5滴水，將2枚清潔無銹的鐵釘分別放入其中。反應(yīng)片刻后，分別在2支試管中各加入1滴0.1 mo1·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液，觀察和比較出現(xiàn)的現(xiàn)象，并用兩極反應(yīng)式解釋之。
�。�2）無機(jī)緩蝕劑的作用（金屬表面的磷化）
準(zhǔn)備2支潔凈試管和2枚已用濃HCl溶液除過銹的并用水清洗干凈的鐵釘。將其中1根鐵釘放入試管，另1根鐵釘完全浸入磷化液磷化，約5～10min后用鑷子取出，用去離子水淋洗后將其放入空的潔凈試管中，觀察磷化膜。
�。�3）檢驗(yàn)質(zhì)量
向上述2支裝有鐵釘?shù)脑嚬苤�，分別加入3％的CuSO4檢驗(yàn)液3mL，靜置2-3min后，觀察現(xiàn)象并用反應(yīng)式解釋之。
五、注意事項(xiàng)
1. 鐵釘一定要事先算好需要幾個(gè)，然后集中除銹。
2. 需要靜置數(shù)分鐘的實(shí)驗(yàn)，千萬不要晃動(dòng)試管，以免現(xiàn)象觀察不明顯。
3. 用鋅絲纏鐵釘時(shí)要慢緩慢用勁纏緊，防止鋅絲折斷；不要纏滿鐵釘，只要鐵釘有一段被纏上就可觀察到現(xiàn)象。
4.鐵片，銅絲，鋅絲，鐵釘?shù)扔煤笙磧艋厥罩猎�。所有試劑用后放回原處�?/p>
5．實(shí)驗(yàn)中一定要仔細(xì)觀察現(xiàn)象有無變化，記錄現(xiàn)象要完整，并用學(xué)過的知識(shí)和有關(guān)反應(yīng)方程式解釋之。
六、實(shí)驗(yàn)記錄
七、思考題
1.吸氧腐蝕發(fā)生的條件是什么？兩極反應(yīng)式分別如何？
2.析氫腐蝕的條件是什么？兩極反應(yīng)式分別如何？
電化學(xué)教案2
金屬的腐蝕速度與極化作用
文/林玉珍·北京化工大學(xué)
在實(shí)際中，人們不僅關(guān)心金屬設(shè)備和材料的腐蝕傾向，更重要的是關(guān)心腐蝕過程進(jìn)行的速度。一個(gè)大的腐蝕傾向不一定對應(yīng)著一個(gè)高的腐蝕速度。例如鋁,從熱力學(xué)角度看,它的腐蝕傾向很明顯,但在某些介質(zhì)中,它的腐蝕速度卻極低,比那些腐蝕傾向較小的金屬更耐蝕�？梢�,腐蝕傾向并不能作為腐蝕速度的尺度。對于金屬設(shè)備來說,要設(shè)法來降低腐蝕反應(yīng)的速度,以達(dá)到延長其使用壽命的目的。為此,必須了解腐蝕過程的機(jī)理,掌握不同條件下腐蝕的動(dòng)力學(xué)規(guī)律以及影響腐蝕速度的各種因素,并尋求有效地解決方案。
腐蝕原電池
腐蝕發(fā)生的根本原因是由于環(huán)境中有氧化劑存在。而在工程中“材料/環(huán)境”組成的電極系統(tǒng),由于種種原因(如材料成份等)使金屬表面各處的電位不相等,統(tǒng)稱為電化學(xué)不均勻性,從而形成腐蝕原電池,加速了腐蝕。例如工業(yè)鋅,因其中含雜質(zhì)(如Cu),存在著腐蝕電池，所以它的腐蝕速度要比純鋅大的得多如圖1所示。
圖1鋅在稀酸中的腐蝕
腐蝕電池的工作歷程
腐蝕電池的工作原理與—般原電池相同
,如圖2所示。陽極(區(qū))上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)(陽極反應(yīng)),電位相對較低,是電池中的負(fù)極,也是發(fā)生腐蝕的地方。陰極(區(qū))上發(fā)生接收電子的還原反應(yīng)(陰極反應(yīng)),電位相對較高,是電池中的正極。腐蝕電流Ic的流向是指正電荷流動(dòng)的方向,電流從陽極流出進(jìn)入溶液中,再從溶液中流入陰極。
圖2腐蝕電池的上作歷程
腐蝕電池中,這三部分工作,相互聯(lián)系,缺—不可。只要其中任何一個(gè)步驟停止,整個(gè)電池工作就停止,體系中的金屬腐蝕也就停止。
腐蝕電池的特點(diǎn)
①腐蝕電池是短路的原電池,它將化學(xué)能變成電能,但卻不能被利用,而是以熱的形式散失掉了。
�、诟g電池的存在,只能加速腐蝕,而不是腐蝕發(fā)生的根本原因。如果環(huán)境中沒有氧化劑存在,即使有腐蝕電池的存在,也不會(huì)發(fā)生腐蝕。
�、鄹鶕�(jù)腐蝕電池中的電極大小,常把腐蝕電池分為宏觀腐蝕電池和微觀腐蝕電池兩類。
極化作用
極化作用及其表征
觀察一個(gè)簡化的腐蝕電池的工作,如圖3所示。
圖3腐蝕電池及其電流變化
當(dāng)外電路未接通前,外電路的電阻相當(dāng)于無窮大,電流為零。
當(dāng)電池接通的瞬間,可觀察到一個(gè)很大的起始電流。根據(jù)歐姆定律,其電流為:
式中Ek°為陰極(銅)的開路電位;Ea°為陽極(鋅)的開路電位;R為電
池系統(tǒng)的總電阻。當(dāng)電流瞬間達(dá)到最大值后,隨時(shí)間的增長電流卻很快減小,最后穩(wěn)定在一個(gè)較小的電流值。
從歐姆定律可知,影響電流強(qiáng)度I的因素有二,電池兩極間的電位差和電池內(nèi)外電阻的總和R。電池接通，總電阻R并沒有變化，那么電流I的減小只能是電池兩極間的電位差降低的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)測得的情況也完全證明了這一現(xiàn)象。
如圖4所示，當(dāng)電路接通后,陰極(銅)的電位變得越來越負(fù);而陽極(鋅)的電位變得越來越正;兩極間的電位差變得越來越小,最后當(dāng)電流減小并穩(wěn)定在某值時(shí),陰極的電位負(fù)移至Ek,而陽極的電位正移至Ea;兩極的電位差減小到Ek-Ea,由于Ek-Ea《Ek°-Ea° ,所以在R不變的情況下,I移要比I始小很多。
圖4
電極電位隨時(shí)間變化的示意圖
由于電流的通過而引起原電池兩極間電位差變小,導(dǎo)致電池工作電流強(qiáng)度降低的現(xiàn)象,稱為原電池的'極化作用。隨電流通過,陽極的電位向正值方向移動(dòng)的象稱為陽極極化。陰極的電位向負(fù)值方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為陰極極化。
同時(shí),消除或堿弱陽極和陰極極化作用的過程稱為去極化作用或去極化過程。能消除或減弱極化作用的物質(zhì)稱為去極化劑。因此,可以認(rèn)為環(huán)境中存在的氧化劑就是—種去極化劑。
可見,腐蝕電池的極化作用,導(dǎo)致腐蝕電流減小,從而降低了腐蝕速度。如果沒有極化作用,金屬材料和設(shè)備的腐蝕速度也將大得多。極化相當(dāng)于—種阻力,增大極化有利防腐。 為便于準(zhǔn)確理解極化作用,經(jīng)常利用電位E-電流強(qiáng)度I或電流密度i圖來描述。如圖5所示。
圖5極化曲線
圖中ECu°和EZn°分別為銅電極和鋅電極的開路電位。隨著電流密度的增加,陽極電位沿曲線EZn° A向正方向移動(dòng),而陰極電位沿曲線ECu°K向負(fù)方向移動(dòng)。
把表示電極電位與極化電流密度之間的關(guān)系曲線稱為極化曲線。圖
5中EZn° A為陽極極化曲線;而ECu° K為陰極極化曲線。ΔEa和ΔEk分別是在電流密度為i1時(shí)的陽極極化值和陰極極化值。
從極化曲線的形狀得知,電極極化的大小可判斷電極反應(yīng)的難易程度。若極化曲線較陡,表明極化值較大,反應(yīng)的阻力大,過程較難進(jìn)行;若極化曲線較平坦,則表明極化值較小,阻力也小,反應(yīng)容易進(jìn)行。
極化產(chǎn)生的原因和類型
極化現(xiàn)象產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)在于電子的遷移速度比電極反應(yīng)及其相關(guān)的步驟完成的速度快。進(jìn)行陽極反應(yīng)時(shí),金屬離子轉(zhuǎn)入溶液的速度落后于電于從陽極流到外電路的速度,這就使陽極上積累起過剩的正電荷,導(dǎo)致陽極電位向正方向移動(dòng);在陰極反應(yīng)中,接受電子的物質(zhì)來不及與流入陰極的電子相結(jié)合,這就使電子在陰極上積累,導(dǎo)致陰極的電位向負(fù)方向移動(dòng)。
任何一個(gè)電極反應(yīng)的進(jìn)行,都要經(jīng)過—系列互相連續(xù)的步驟,其中阻力最大的、進(jìn)行最困難的、決定整個(gè)電極過程速度的最慢步驟稱為控制步驟,電極的極化主要是電極反應(yīng)過種中控制步驟所受阻力的反映。
極化主要分為兩類:電化學(xué)極化和濃度極化,其極化曲線的形狀如圖6所示。
圖6有極化時(shí)電極過程的極化曲線
電化學(xué)極化:如果電極反應(yīng)所需的活化能較高,因而使有電荷轉(zhuǎn)移的電化學(xué)過程速度變得最慢,成了整個(gè)電極過程的控制步驟,由此導(dǎo)致的極化稱為電化學(xué)極化又稱活化極化。
電化學(xué)教案3
知識(shí)目標(biāo)：
1.了解過濾是使不溶性固體和液體分離的一種常用方法，結(jié)晶是分離幾種可溶性固體混合物的一種方法。
2.了解過濾的適用范圍和主要操作，了解利用結(jié)晶方法，在提純物質(zhì)時(shí)的簡單應(yīng)用。
能力目標(biāo)：
1.學(xué)習(xí)過濾操作和結(jié)晶操作;
2.溶解度曲線與結(jié)晶的關(guān)系討論。
情感目標(biāo)：
通過粗鹽提純和硝酸鉀晶體生成的實(shí)驗(yàn)操作滲透科學(xué)素質(zhì)和事實(shí)求事精神的培養(yǎng)。
2.在講過濾的操作方法時(shí)，注意強(qiáng)調(diào)：
4.對于學(xué)生素質(zhì)較好的學(xué)校，在完成教學(xué)大綱所要求的.教學(xué)內(nèi)容以后，可結(jié)合上節(jié)所學(xué)有關(guān)溶解度的計(jì)算，適當(dāng)補(bǔ)充在溫度改變時(shí)，有關(guān)溶解度的計(jì)算。(另加一課時(shí))
(1)高溫的飽和溶液降溫時(shí)，會(huì)有晶體析出。
例：71℃時(shí)的溶解度是140g，9℃時(shí)是20g，將71℃時(shí)的飽和溶液200g降溫至9℃時(shí)，問能析出多少g晶體?(100g)
(2)低溫的飽和溶液，升高溫度時(shí)，需加入一定量的固體溶質(zhì)，才可使溶液再次達(dá)到飽和。
例：將20℃時(shí)250g飽和溶液，加熱至8℃時(shí)，需加入多少g晶體才可使溶液再次達(dá)到飽和?(已知20℃時(shí)的溶解度11.1g，80℃時(shí)為21.4g)
1.本節(jié)教材內(nèi)容較少，也比較簡單，目的是向?qū)W生介紹兩種分離混合物的一般方法，除應(yīng)用一些固體物質(zhì)溶解度的知識(shí)外，并不做深入的分析和更多的要求。重結(jié)晶屬選學(xué)內(nèi)容，可根據(jù)當(dāng)?shù)鼗どa(chǎn)情況作適當(dāng)處理。
在學(xué)法上，從如何得到粗鹽，又如何精制為精鹽這樣的問題引入課題，提出過濾和結(jié)晶是最常用的混合物分離方法。
接著教材分兩段，分別介紹過濾法分離固態(tài)物質(zhì)和結(jié)晶法分離可溶性固體的道理。
2.為了使學(xué)生了解結(jié)晶法，可以分離幾種可溶性固態(tài)物質(zhì)的混合物，教材安排了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地觀察利用熱飽和溶液冷卻的方法，使硝酸鉀從它與氯化鈉的混合液中結(jié)晶出來，經(jīng)過濾達(dá)到使硝酸鉀晶體與氯化鈉母液分離的目的。從而進(jìn)一步從溫度變化對硝酸鉀和氯化鈉的溶解度影響的不同，講解應(yīng)用這種方法的道理，以加深學(xué)生的理解。
3.本節(jié)內(nèi)容不但要以前面學(xué)習(xí)的溶液、溶解度及影響溶解度的主要因素等相應(yīng)知識(shí)為基礎(chǔ)，還與過濾等實(shí)驗(yàn)基本操作的技能相聯(lián)系，如過濾法要跟物質(zhì)的溶解性及過濾實(shí)驗(yàn)操作相聯(lián)系，結(jié)晶法(或重結(jié)晶法)跟物質(zhì)的溶解度、溶解度曲線知識(shí)相聯(lián)系。
總結(jié)分離、提純物質(zhì)的兩種方法，可用下表表示：
在生產(chǎn)生活中，人們所接觸到的物質(zhì)很多都是混合物，為了適應(yīng)各種不同的需要，常常要把混合物里的幾種物質(zhì)分開，得到較純凈的物質(zhì)，這叫做混合物的分離，過濾和結(jié)晶是最常用的混合物分離的方法。
電化學(xué)教案4
2）電化學(xué)腐蝕速率的測定
金屬的腐蝕速度可用腐蝕失重或腐蝕深度表示，也可用腐蝕電流密度表示。
在電化學(xué)腐蝕過程中，一般以自腐蝕電流密度icorr的大小來衡量金屬的腐蝕速度。
測定腐蝕電流密度的方法很多，本實(shí)驗(yàn)用塔費(fèi)爾直線外推法來測定金屬電化學(xué)腐
蝕過程中的腐蝕電流密度，來衡量金屬的腐蝕速度。如圖2-1為塔費(fèi)爾直線。
圖2-1極化曲線外延法測得金屬腐蝕速度
極化曲線的這一區(qū)段稱為塔費(fèi)爾區(qū)，也叫強(qiáng)極化區(qū)。在極化曲線中，塔費(fèi)爾
直線延長線的交點(diǎn)處，金屬陽極溶解的'速度和陰極的去極化反應(yīng)的速度相等。金
屬的腐蝕達(dá)到相對穩(wěn)定，這時(shí)的電位即是自腐蝕電位，自腐蝕電位的高低反應(yīng)了
材料發(fā)生腐蝕的難易程度，自腐蝕電位越高，材料越不容易發(fā)生腐蝕，自腐蝕電
位越低，材料就越容易發(fā)生腐蝕；所對應(yīng)的電流就是金屬腐蝕電流，腐蝕電流反
應(yīng)了金屬發(fā)生腐蝕的快慢程度，腐蝕電流越大，金屬發(fā)生腐蝕的速度就越大，腐
蝕電流越小，金屬發(fā)生腐蝕的速度就越小。根據(jù)這一原理，測定金屬的極化曲線。
將陽極或者陰極的塔費(fèi)爾直線外推到與過電位為零的直線相交，交點(diǎn)對應(yīng)的電流
為腐蝕速度。
3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件
�、賹�(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)測量系統(tǒng)對各試樣進(jìn)行電化學(xué)腐蝕性能測試實(shí)驗(yàn)。其裝置如
圖2-2所示：
圖2-2 電化學(xué)極化曲線測量裝置示意圖
實(shí)驗(yàn)裝置中三電極體系中以飽和甘汞（SCE）電極作為參比電極（reference electrode）；Pt 電極作為輔助電極（auxiliary electrode）；代測試樣為研究電極（research electrode）。參比電極和研究電極間用鹽橋連接，魯金毛細(xì)管（capiliary）距研究電極1～2毫米。
電化學(xué)工作站部分參數(shù)如下：
初始電位(V)：-2；終止電位(V)：2.2；掃描段數(shù)：1；終止電位處保持時(shí)間：0；靜置時(shí)間：2s；電流靈敏度(A/V)： 1.e-0.04。
�、趯�(shí)驗(yàn)條件
a．腐蝕試樣：對1#到12#試樣進(jìn)行蠟封，即：在試樣上用油性筆取1cm×1cm的面積，并在其上放置橡皮，而后將燒化的蠟汁快速滴于試樣表面，即蠟封處理。
b．腐蝕溶液：3.5%的NaCl水溶液（與浸泡實(shí)驗(yàn)相對應(yīng)）
電化學(xué)教案5
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、熟練掌握原電池的電極名稱、電子流向、電極反應(yīng)式及原電池總反應(yīng)式；
2、掌握幾種新型燃料電池的工作原理；
3、熟練掌握電解池電極名稱、材料、電解質(zhì)種類等的判斷；會(huì)書寫電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)方程式；
4、掌握電解前后溶液的濃度和pH值變化的計(jì)算。
典型例題
【例1】⑴今有2H2+O2 2H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是
，正極通的應(yīng)是 ，電極反應(yīng)式為負(fù)極： ，正極： 。
�、迫舭袺OH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為負(fù)極： ，
正極： 。⑴和⑵的電解質(zhì)不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH個(gè)有什么變化 。
�、侨舭袶2改為CH4，用KOH作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為負(fù)極： ，
正極 。
【例2】 （20xx年南通四市聯(lián)考試題）右圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體�；卮穑�
�。�1）直流電源中，M為 極。
�。�2）Pt電極上生成的物質(zhì)是 ，其質(zhì)量為 __g。
�。�3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2∶___∶_ ∶ 。
�。�4）AgNO3溶液的濃度（填增大、減小或不變。下同） ，AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的濃度 ，H2SO4溶液的pH ___。
�。�5）若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為 g。
課堂練習(xí)
1、蓄電池在放電時(shí)起原電池作用，在充電時(shí)起電解池作用，
下列是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)的反應(yīng)：Fe +NiO2+2H2O 放電充電Fe(OH)2+ Ni(OH)2，下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷中不正確的是( )
A．放電時(shí)Fe作負(fù)極，NiO2作正極
B．放電時(shí)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)
C．充電時(shí)的陰極反應(yīng)是Fe(OH)2 +2e- == Fe + 2OH-
D．該蓄電池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作電解質(zhì)溶液
2、生物體中細(xì)胞膜內(nèi)的葡萄糖與細(xì)胞膜外富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池。下列有關(guān)電極反應(yīng)及產(chǎn)物的判斷正確的是：
A．負(fù)極反應(yīng)可能是O2+2H2O+4e- =4OH-
B．負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6 被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O
C．正極反應(yīng)可能是6C6H12O6－24e- + 24OH-==6CO2+18H2O
D．正極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O
3、下列四組原電池，其中放電后，電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加，且在正極有單質(zhì)生成的是( )
A.Cu、Ag、AgNO3溶液 B.Zn、Cu 濃H2SO4
C.Fe、Zn、CuSO4溶液 D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
4．（多選）用石墨做電極電解AlCl3溶液時(shí)，下列電解液變化曲線合理的是（ ）
A B C D
5．用惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則M的相對原子質(zhì)量為（ ）
A． B． C． D．
6．摩托羅拉公司最新研發(fā)了一種由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鋰電池的10倍，且待機(jī)時(shí)間超過一個(gè)月。假定放電過程中，甲醇完全氧化產(chǎn)生的CO2被充分吸收生成CO32- 。
�、旁撾姵乜偡磻�(yīng)的離子方程式為——————————————————————————————————————；
�、萍状际恰獦O，電池在放電過程中溶液的pH將_________（填“下降”或“上升”、不變”）；若有16g 甲醇蒸汽被完全氧化產(chǎn)生電能，并利用該過程中釋放的電能電解足量的CuSO4溶液（假設(shè)整個(gè)過程中能量總利用率為80%），則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2 ______升。
�、亲罱钟锌茖W(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入汽油蒸汽。其中固體大是摻雜了Y2O3(Y：釔)的ZrO2(Zr：鋯)固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子（其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。
�、� 電池的正極反應(yīng)式為_________________，
�、� 放電時(shí)固體電解質(zhì)里O2-離子的移動(dòng)方向是向_______極移動(dòng)（填正或負(fù)）。
7、1991年我國首創(chuàng)以鋁、空氣和海水電池為能源的新型海水航標(biāo)燈.它以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍.根據(jù)以上敘述，填寫這種電池兩極的電極反應(yīng)式：
(1)負(fù)極： .
(2)正極： .
課后練習(xí)
1．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（ ）
A． 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡
B． 用鋅片做陽極，鐵片做陰極，電解氯化銅溶液，鐵片表面析出銅
C．把銅片插入三氯化鐵溶液，在銅片表面析出鐵
D．把鋅放入稀鹽酸中，加幾滴氯化銅溶液，產(chǎn)生氣泡速率加快
2．據(jù)報(bào)道，美國正在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的蓄電池，它具有容量大、污染小的特點(diǎn)，其電池反應(yīng)為：2Zn+O2=2ZnO ，其原料為鋅、空氣和電解質(zhì)溶液，則下列敘述正確的是（ ）
A．鋅為正極，空氣在負(fù)極反應(yīng) B．負(fù)極還原反應(yīng)，正極氧化反應(yīng)
C．負(fù)極的電極反應(yīng)為：Zn－2e- + 2OH-== ZnO+H2O
D．電池工作時(shí)溶液的pH 降低
3．有a、b、c、d四種金屬，將a與b用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕；將a、d分別投入等濃度鹽酸中，d比a反應(yīng)激烈；將銅浸入b的鹽溶液中，無明顯變化；若將銅浸入c的鹽溶液中，有金屬c析出，據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的'順序是：
A．dcab B．dabc C．dbac D．badc
4．在H2O中加入等物質(zhì)的量的Ag+ 、 Na+ 、 Ba2+ 、NO3— SO42—、Cl—，該溶液放在惰性電極的電解槽中通電片刻后，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是（ ）
A．1 : 8 B．8 : 1 C．35.5 : 108 D．108 : 35.5
5、在裝有水的燒杯里，用細(xì)線掛一個(gè)呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圓柱棒，如右圖。⑴向燒杯中加入CuSO4溶液后，棒的狀態(tài)將如何變化？（溶液密度的變化忽略不計(jì)）
⑵說明上述變化的原因。
6．（18分）由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。
�、臿電極材料_______，其電極反應(yīng)式為_____________________。
�、齐娊庖篸可以是_______，則白色沉淀在電極上生成；也可以是_______，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。
A． 純水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
�、且后wc為苯，其作用是________________，在加入苯之前，對d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是__________________________。
�、热鬱改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_______________________________________。
例1【答案】⑴H2、O2；負(fù)極：2H2+4OH- －4e- =4H2O，正極：O2+2H2O+4e- =4OH-；⑵負(fù)極：2H2－4e- =4 H+，正極：O2+4 H++4e- =2H2O；pH變��；pH變大；⑶負(fù)極：CH4＋１０OH-－８e- = CO32-+７H2O，正極：２O2+４H2O+８e- =８OH-。
例2【答案】（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶ ∶1；（4）不變、不變、增大、減��；（5）45.18。
課堂練習(xí)
1D 2B 3C 4AD 5C
6． ⑴2CH3OH +3O2+4OH-==2CO32-+6H2O，⑵負(fù)極，下降，13.44L，
�、洽貽2+4e-=4O2-,②負(fù)極。）
7：(1)Al-3e=Al3+
(2)2H2O+O2+4e=4OH-
課后練習(xí)
1C 2C 3B 4B
5： ⑴Fe一端升高，Ag一端降低，同時(shí)Fe端逐漸溶解，Ag端有紅色物質(zhì)析出，水溶液略顯淺藍(lán)色；⑵上述變化的原因見解析。
6．⑴Fe，F(xiàn)e-2e—=Fe2+；⑵C；B；⑶隔絕空氣，防止產(chǎn)物被氧化；趕盡溶液中的氧氣；⑷白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。
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