氧化还原反应电化学.ppt

《氧化还原反应电化学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化还原反应电化学.ppt（64页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节 氧化还原反应一一 氧化与还原氧化与还原CuSO4+ZnZnSO4+Cu可分为可分为:Cu2+2e+2e-CuZn-2e-2e-Zn2+氧化态氧化态+还原态还原态还原态还原态+氧化态氧化态1 1还原半反应还原半反应氧化半反应氧化半反应r rGmyy=-212.55=-212.55kJmol-1其中其中:高氧化值者高氧化值者 Cu2+、Zn2+称氧化态称氧化态;低氧化值者低氧化值者 Cu、Zn 称还原态。称还原态。二二 氧氧 化化 数数(值）值）规定规定：某元素的一个原子的荷电数，某元素的一个原子的荷电数，可由假设把每个键的电子指定可由假设把每个键的电子指定 给电负性较大的原子而求得给电负

2、性较大的原子而求得。2 2概念概念：化合物中某元素的形式化合物中某元素的形式荷荷电数。电数。单质中，元素的氧化数为零；单质中，元素的氧化数为零；单原子离子中，单原子离子中，元素的氧化数元素的氧化数=电荷数；电荷数；多原子离子中，多原子离子中，各元素的氧化数之和各元素的氧化数之和=电荷数；电荷数；中性分子中，中性分子中，各元素的氧化数之和为零；各元素的氧化数之和为零；3 3计数规则计数规则：化合物中，一般：化合物中，一般：H +1+1（-1-1）；O -2-2（-1-1，+1+1，+2+2）；M +1+1；M+2 2。例如：例如：CO CO2 CH4 C2H5OH碳碳的氧化数的氧化数 +2 +4

3、 -4 -2 +2 +4 -4 -2 又如：又如：S2O32-S2O82-S4O62-Fe3O4硫硫和和铁铁的氧化数的氧化数 +2 +7 +2 +7 +5/2 +5/2 +8/3+8/3 4 4 P I3 N I3 各元素的氧化数各元素的氧化数 +3+3-1 -1 -3-3+1+1 因为电负性是因为电负性是 2.12.1 2.5 2.5 3.03.0 2.5 2.5氧化还原反应就是氧化还原反应就是 氧化数发生变化的反应。氧化数发生变化的反应。如：如：Cl2+H2=2HCl5 5 虽然没有电子的转移，仍然是氧化还虽然没有电子的转移，仍然是氧化还原反应。原反应。再如：再如：一一 触触 即即 爆爆干

4、燥的干燥的NINI3 3黑色粉末对接触或振动是很敏感的，黑色粉末对接触或振动是很敏感的，用一根羽毛轻微的接触就可以引起爆炸，用一根羽毛轻微的接触就可以引起爆炸，又引发另一个又引发另一个爆炸。反应产物爆炸。反应产物之一是紫色的碘之一是紫色的碘蒸气。蒸气。6 6第二节 原电池和电极电势一一 原原 电电 池池CuCu2+2+ZnZn+ZnZn2+2+Cu+CurHm1 1 原电池结构：原电池结构：根据检流计指针偏转方向根据检流计指针偏转方向知知电流方向电流方向：CuZn可知可知,电势电势:Zn低低,Cu高高因而因而电极名电极名:Zn负负,Cu正正7 7yy=-218.66-218.66kJmol-1

5、-1e e-2.2.电极反应和电池符号电极反应和电池符号由电流方向知两极反应由电流方向知两极反应:负极反应负极反应：Zn-2e-Zn2+氧化半反应氧化半反应正极反应正极反应：Cu2+2e-Cu还原半反应还原半反应 电池反应电池反应:Cu2+ZnZn2+Cu盐桥的作用盐桥的作用：沟通二溶液中的电荷保证反应继续进行沟通二溶液中的电荷保证反应继续进行8 8电池符号电池符号 规定规定：负在左，正在右；负在左，正在右；离子在中间，导体在外侧；离子在中间，导体在外侧；固固-液有界面（液有界面（|），液），液-液有盐桥液有盐桥（）如如：（-）ZnZn2+(b1)Cu2+(b2)Cu（+）（-）PtFe3+，

6、Fe2+Cl-Cl2Pt（+）（-）ZnH2SO4Cu（+）9 93 3 几个概念几个概念(1)(1)原电池是由两个原电池是由两个半电池半电池组成的；半组成的；半电池中的反应就是电池中的反应就是半反应半反应,即即电极反应电极反应所以半电池又叫所以半电池又叫电极电极（不是电极导体）。（不是电极导体）。还原态还原态1010由图及符号可见：由图及符号可见：氧化态氧化态+ne+ne-(2)(2)半反应（电极反应）涉及同一元素半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化态和还原态：的氧化态和还原态：(3)(3)这种共轭关系，称为这种共轭关系，称为氧化还原电对氧化还原电对，记为：记为：“氧化态氧化态/还原态还原态

7、”如：如：Zn2+/Zn，H+/H2，Fe3+/Fe2+，O2/OH-，Hg2Cl2/Hg，MnO4-/Mn2+,等。任一自发的氧化还原反应都可以组成任一自发的氧化还原反应都可以组成一个原电池。如：一个原电池。如：Cu+FeCl3CuCl+FeCl2(-)(-)CuCuCl(S)Cl-Fe3+,Fe2+Pt(+)11114 4 四类常见电极四类常见电极 电电 极极 类类 型型 电电 对对 电电 极极 Me-Men+电极电极 Zn2+/Zn ZnZn2+A-An-电电 极极 Cl2/Cl-Cl-Cl2Pt氧化还原电极氧化还原电极 Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+PtMe-难溶盐电极难溶盐电极

8、 AgCl/Ag AgAgClCl-1212二二 电电 极极 电电 势势1 1 能斯特理论能斯特理论金属置于其盐溶液时：金属置于其盐溶液时：M-ne-Mn+同时：Mn+ne-M当溶解和沉积二过程平当溶解和沉积二过程平衡时，金属带负电荷，衡时，金属带负电荷，溶液带正电荷溶液带正电荷.两种电两种电荷集中在固荷集中在固-液界面附近液界面附近.形成了形成了双电层双电层。13132 2 电极电势电极电势 双电层的电势差双电层的电势差即该电极的即该电极的平衡电势平衡电势,称为称为电极电势电极电势,记为记为:E(氧化态氧化态/还原态还原态)如如:E(Zn2+/Zn)，E(Cu2+/Cu),),E(O2/OH

9、-)E(MnO4-/Mn2+),),E(Cl2/Cl-)等。等。*金属越活泼金属越活泼(易失电子易失电子),),E值越低值越低(负负)；*金属越不活泼金属越不活泼(易得电子易得电子),),E值越高值越高(正正)如如:E(Zn2+/Zn)=-0.7618)=-0.7618V E(Cu2+/Cu)=0.3419)=0.3419V14143 3 电极电势的测定电极电势的测定标准氢电极标准氢电极的标准电极电势：的标准电极电势：E标准条件：标准条件：b b(H+)=1.0)=1.0molkg-1-1 p p(H2 2)=100.00)=100.00kPa测定测定:以标准氢电极为以标准氢电极为参比电极参比

10、电极,待测电极与待测电极与之组成原电池之组成原电池,测其电动势。测其电动势。1515yy(H+/H2)=0.0000)=0.0000V 如：如：Zn-H2在标准条件下组成电池，在标准条件下组成电池，已知已知ZnZn为负极，如前图。为负极，如前图。测得测得电动势电动势:E (Zn2+/Zn)=-0.7618)=-0.7618V 使用标准氢电极不方便，使用标准氢电极不方便，常用甘汞电极：常用甘汞电极：PtHgHg2Cl2Cl-当当b b（KCl）为）为饱和饱和时，时，E1616 =0.7618=0.7618V。yyE-E+=以以Eyyyyyy 即可求得待测电极的标即可求得待测电极的标准电极电势准电

11、极电势EyyEyy=0.2415=0.2415Vyy4 4 标准电极电势表标准电极电势表 利用上述方法利用上述方法,可以测得各个电对的标可以测得各个电对的标准电极电势准电极电势,构成标准电极电势表构成标准电极电势表。电电 对对电电 极极 反反 应应 电极电势电极电势(V)1717 K+/K K+e-K-2.931-2.931Zn2+/Zn Zn2+2e-Zn -0.7618-0.7618H+/H 2H+2e-H2 0.0000 0.0000Cu2+/Cu Cu2+2e-Cu +0.3419+0.3419F2/F F2+2e-2F-+2.866+2.866此表的特点：此表的特点：电极电势值电极电

12、势值由上由上下下 增大增大 电对的还原态电对的还原态 还原性递减；还原性递减；电对的氧化态电对的氧化态 氧化性增强氧化性增强.5 5 标准电极电势的意义标准电极电势的意义 :电对的电极电势代数值越电对的电极电势代数值越大，其氧化态越易得电子，氧化性越强；大，其氧化态越易得电子，氧化性越强；电对的电极电势代数值越小，其还原态电对的电极电势代数值越小，其还原态越易失电子，还原性越强越易失电子，还原性越强。1818yy(1)(1)E 的意义的意义如如:(Cl2/Cl-)=1.3583)=1.3583V,(Br2/Br-)=1.066)=1.066V，(I2/I-)=0.5355)=0.5355V。可

13、知：可知：Cl2氧化性较强，而氧化性较强，而I-还原性较强。还原性较强。值与电极反应方向值与电极反应方向(正、逆正、逆)无关。无关。Zn-2e-Zn2+与与Zn2+2e-Zn 值与半反应写法无关。即：值与半反应写法无关。即：2OH-与与O2+2H2O+4e-4OH-同同1919值相同值相同(3)(3)(2)2)O2+H2O+2e-6 6 影响电极电势的因素影响电极电势的因素 浓度的影响浓度的影响Nernst方程式方程式对于电极反应：对于电极反应：氧化态氧化态+ze+ze-还原态还原态有：有：2525时时:例如例如:O2+2H2O+4e-4OH-其能斯特方其能斯特方程式程式：2020yyyyyy

14、yyyyyyyyyyyy在能斯特方程式中：在能斯特方程式中：z z 为半反应中的电子的计量数；为半反应中的电子的计量数；2121 b b 氧氧 或或b b 还还 皆以半反应中各物质皆以半反应中各物质的计量数为指数；的计量数为指数；b b(或或p p )为为两侧各物质两侧各物质浓度浓度(分压分压)之之积；积；纯液体、纯固体不表示在式中。纯液体、纯固体不表示在式中。如如，对于：，对于：MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O 温度、酸度的影响温度、酸度的影响体现于式中体现于式中 T2525时，时，0.05920.0592换为换为0.0001980.000198T T2222 有有H+、OH-参加的

15、反应，参加的反应，b b(H+)对对E 值影响很大，由上例可以看出。值影响很大，由上例可以看出。yyyy7 7 电动势与电动势与G的关系的关系rGm=Wmax而而 Wmax=-QE=-zFE据此，可用电动势判断反应方向：据此，可用电动势判断反应方向：E 0 反应正向非自发；反应正向非自发；E=0 G=0 反应处于平衡状态；反应处于平衡状态；E 0 G 0 反应正向自发。反应正向自发。可见，电化学方法实质是热力学方法。可见，电化学方法实质是热力学方法。2323或或rGm=-zFErGmyy=-zFEyy例如：例如：b(Pb2+)=0.1)=0.1mol.kg-1-1，b b(Sn2+)=1.0

16、=1.0mol.kg-1-1 问下述反应进行的方问下述反应进行的方 向向:Pb2+Sn=Sn2+Pb解解:按能斯特方程式按能斯特方程式,有有:根据题意根据题意,Sn2+Sn为负极为负极,Pb2+Pb为正极为正极 2424E(Pb2+/Pb)=-0.1262=-0.1262V-0.0296-0.0296V=-0.1558=-0.1558Vyy=E(Pb2+/Pb)+)+而而E(Sn2+/Sn)=)=E(Sn2+/Sn)=-0.1375)=-0.1375V。yy所以电动势所以电动势E=E(Pb2+/Pb)-)-E(Sn2+/Sn)=-0.019 =-0.019V00三三 电电 极极 电电 势势 的

17、的 应应 用用 代数值代数值大大的电对中，氧化态易的电对中，氧化态易得得电电子子,是较强的氧化剂；是较强的氧化剂；2525答答:题给反应向逆向题给反应向逆向()进行。进行。yyE对中对中,还原态易还原态易失失电子电子,是较强的还原剂。是较强的还原剂。代数值代数值小小的电的电yyE1 1 在原电池中的应用：在原电池中的应用：判断正负极判断正负极 正极正极：发生还原：发生还原(+e(+e-)反应，反应，是是E大大的电对；的电对；负极负极：发生氧化：发生氧化(-e(-e-)反应，反应，是是E小小的电对。的电对。例题：例题：用以下二电极组成原电池：用以下二电极组成原电池：(1)(1)ZnZn2+（1.

18、01.0mol.kg-1-1)(2)(2)ZnZn2+(0.001(0.001mol.kg-1-1)判断正、负极，计算电动势。判断正、负极，计算电动势。2626解：解：按能斯特方程式：按能斯特方程式：E2 2(Zn2+/Zn)=)=-0.8506=-0.8506V 可见可见:(1):(1)为正极为正极,(2)(2)为负极为负极,其电动势为其电动势为:E=E+-E-=E1 1-E2 2=0.089=0.089V这种电池称为浓差电池，电动势太小。这种电池称为浓差电池，电动势太小。2727E1 1(Zn(Zn2+2+/Zn)=/Zn)=E=-0.7618=-0.7618Vyyyy E大的电对对应的还

19、原半反应大的电对对应的还原半反应-正极反应正极反应 E小的电对对应的氧化半反应小的电对对应的氧化半反应-负极反应负极反应 计算电动势计算电动势 E =E+-E-2 2 在氧化还原反应中的应用在氧化还原反应中的应用 氧化剂与还原剂的相对强弱；氧化剂与还原剂的相对强弱；氧化还原反应进行的方向；氧化还原反应进行的方向；氧化还原反应进行的次序；氧化还原反应进行的次序；氧化还原反应进行的程度。氧化还原反应进行的程度。2828 写电池反应和电极反应写电池反应和电极反应:0.5355,1.066,0.7710.5355,1.066,0.771解解：氧化能力顺序：氧化能力顺序：Br2Fe3+I2 还原能力顺序

20、还原能力顺序：I-Fe2+Br-若有一种氧化剂，如若有一种氧化剂，如KMnO4，反应顺序：反应顺序：I I-Fe2+-Br-若有一种还原剂，如若有一种还原剂，如Zn，反应顺序：反应顺序：Br2-Fe3+-I22929例一例一电对电对:I I2 2/I/I-，Br2/Br-，Fe3+/Fe2+已知已知:E /Vyy 2MnO4-+16H+10Cl-5Cl2+2Mn2+8H2O解解:=0.844V=0.844V3030 当当pH=7,=7,其他离子浓度皆为其他离子浓度皆为1.01.0 mol.kg-1-1时时,下述反应能否自发进行下述反应能否自发进行:例二例二E-(Cl(Cl2 2/Cl/Cl-)

21、=)=E=1.36=1.36Vyyyyyy3131*判断氧化还原反应进行的程度判断氧化还原反应进行的程度平衡时，平衡时，G=0 有有 -rGmyy=RTlnKyy 和和 zFEyy=RTlnKyy298.15298.15K时时yyyy 电动势电动势E=-0.516=-0.516V0 0 答答:反应不能自发进行。反应不能自发进行。3232例题：例题：判断下述反应进行的程度判断下述反应进行的程度：2H+2Fe2+H2+2Fe3+解解:E (H+/H2)=0=0V E (Fe3+/Fe2+)=0.771=0.771Vyyyy电动势电动势E=-0.771=-0.771V yy答：答：反应程度极小。反应

22、程度极小。yyK =8.9110=8.9110-27-27=-26.05=-26.05yylglgK =第三节 电 解一一 电电 解解 池池非自发氧化还原反应可借外加电源实现，非自发氧化还原反应可借外加电源实现，此时电能转化为化学能此时电能转化为化学能。电电 源源:正极正极 负极负极电解池电解池:阳极阳极阴极阴极反反 应应:氧化氧化 还原还原3333 电解硝酸银 石墨为电极，电解硝酸银溶液，阳极产生氧气，阴极产生银。3434 阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2 (Cl-放电放电)阴极：阴极：Cu2+2e-Cu (Cu2+放电放电)二二 电极反应发生的条件电极反应发生的条件 对于电解质水溶液的电解

23、对于电解质水溶液的电解,电源提供多电源提供多大电压才能使电解过程发生大电压才能使电解过程发生?以以Pt电极电电极电解解0.10.1molkg-1 NaOH溶液为例：溶液为例：3535元素在电解池两极发生氧化还原反应的元素在电解池两极发生氧化还原反应的过程称过程称放电放电,如如:碳电极电解碳电极电解融熔融熔CuCl2 3636在阳极在阳极:4OH-4e-2H2O+O2 算得：算得：E阳阳=0.4602=0.4602V 形成氧形成氧(气气)电极电极(+)(+)；在阴极：在阴极：2H+2e-H2 算得：算得：E阴阴=-0.7696=-0.7696V 形成氢形成氢(气气)电极电极(-)(-)。由电解产

24、物形成由电解产物形成 H2-O2 原电池，原电池，H2为为负极、负极、O2为正极。电动势为正极。电动势E=1.23=1.23V。3737因电流方向与电源恰好因电流方向与电源恰好相反，此电池的电动势相反，此电池的电动势称称反电动势反电动势E反反。在阳极在阳极：只有只有E+(原)E+(源)阳极才能向电源提供电子；阳极才能向电源提供电子；在阴极在阴极：只有只有E-(原)E-(源),阴极才从电源得阴极才从电源得到电子；到电子；3838 E反反=E+(原)-E-(原)=1.22981.2298VE+(源)-E-(源)=E源源 这表示：电源提供的电动势这表示：电源提供的电动势1.231.23V电电解即可发

25、生，此值解即可发生，此值(1.23(1.23V)称称理论分解电理论分解电压压E(理理)。3939 事实上，上述电解至少需事实上，上述电解至少需1.71.7V。此值。此值(1.7(1.7V)为为实际分解电压实际分解电压E(实实)。此例中，电解进行的条件是：此例中，电解进行的条件是：三三 超电压和超电势超电压和超电势二者之差叫二者之差叫超电压超电压：E(超)=E(实)-E(理)超电压是由超电压是由超电势超电势构成的：构成的：(不要求）不要求）E(超)=阳阳+阴阴超电势超电势是由于是由于电极极化电极极化(包括内电阻、包括内电阻、浓差极化、电化学极化等浓差极化、电化学极化等)产生的。产生的。4040取

26、正值。取正值。即即E(析,阳)=(=(E阳阳 +);阴极阴极电势电势降低降低，即即E(析,阴)=(=(E阴阴 -)。四四 电电 解解 的的 产产 物物何种物质在电解池的两极放电得到电解何种物质在电解池的两极放电得到电解产物产物?一般是一般是:4141 影响超电势的因素有：电解产物、电影响超电势的因素有：电解产物、电极材料、表面状态、电流密度等。极材料、表面状态、电流密度等。超电势使超电势使阳极阳极电势电势升高升高，在在阳极阳极:析出电势析出电势代数值小的还原态物质代数值小的还原态物质放电；在放电；在阴极阴极:析出电势析出电势代数值大的氧化代数值大的氧化态物质放电。对于态物质放电。对于盐类水溶液

27、盐类水溶液的电解可的电解可归纳为归纳为:还原态还原态 金属电极金属电极 X X-，S S2-2-,OH,OH-含氧酸根含氧酸根电极反应电极反应 M-neM-ne-M Mn+n+2X2X-2e-2e-X X2 2 4OH4OH-+4e+4e-2H2H2 2O+OO+O2 2 在阳极在阳极：在阴极在阴极：氧化态氧化态 K K+CaCa2+2+NaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+MnMn2+2+ZnZn2+2+(H(H+)Cu)Cu2+2+HgHg2+2+电极反应电极反应 2H2H+2e+2e-H H2 2 M M2+2+2e+2e-M M4242第四节 金属的腐蚀与防护 工程结构材料的三种破

28、坏形式是工程结构材料的三种破坏形式是:断断裂、磨损、腐蚀。其中裂、磨损、腐蚀。其中腐蚀腐蚀是：金属是：金属材料在介质中发生化学或电化学反应材料在介质中发生化学或电化学反应而引起材料性能的而引起材料性能的退化退化与与破坏破坏。4343 按化学反应的类型，腐蚀可分为：按化学反应的类型，腐蚀可分为：化学腐蚀、电化学腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀。腐蚀的后果不止于此4444一一 化化 学学 腐腐 蚀蚀 化学腐蚀发生在高温、化学腐蚀发生在高温、干燥、无水环境下。如钢干燥、无水环境下。如钢铁的氧化脱碳，输油管道铁的氧化脱碳，输油管道内的腐蚀等。内的腐蚀等。4545 金属与介质中氧化性成分直接发生氧金属与介质中氧

29、化性成分直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。化还原反应而引起的腐蚀。二二 电电 化化 学学 腐腐 蚀蚀 金属在介质中由于形成金属在介质中由于形成局部电池局部电池而引而引起的腐蚀。起的腐蚀。在腐蚀电池中，在腐蚀电池中，阳极反应阳极反应：M-ne-Mn+阴极反应阴极反应有两类：有两类：*O2+2H2O+4e-4OH-（吸氧腐蚀吸氧腐蚀）*2H+2e-H2 （析氢腐蚀析氢腐蚀）4646 通常的大气腐蚀主要是吸氧腐蚀，包通常的大气腐蚀主要是吸氧腐蚀，包括括差异充气腐蚀差异充气腐蚀(浓差电池浓差电池)。电化学在工程上又分为全电化学在工程上又分为全面腐蚀和局部腐蚀。面腐蚀和局部腐蚀。三三 防防 腐腐 方方

30、法法1 1 金属的选择：金属的选择：按纯度、按介质等。按纯度、按介质等。2 2 保护层法：保护层法：使金属与腐蚀介质隔离。使金属与腐蚀介质隔离。4747 电镀电镀(Cr、Ni、Ag）、）、热镀（热镀（Zn、Sn、Al）、包镀（）、包镀（Al、Ni）非金属保护层非金属保护层发蓝、磷化、涂装、发蓝、磷化、涂装、搪瓷、塑料喷涂搪瓷、塑料喷涂3 3 钝化法：钝化法：改变金属组成（整体、表面）；改变金属组成（整体、表面）；阳极氧化（阳极氧化（Al）。）。4848 金属保护层金属保护层 使被保护金属成为阴极使被保护金属成为阴极阴极阴极保护法：保护法：牺牲阳极法牺牲阳极法4949 用活泼的金属（如用活泼的金

31、属（如Zn、Al）与被保护金属连接，）与被保护金属连接，被保护金属成为阴极被保护金属成为阴极;4 4 电化学保护法电化学保护法 把被保护金属与直流把被保护金属与直流电源负极连接，被保护电源负极连接，被保护金属成为阴极。金属成为阴极。把被保护金属与电源正极相联，使其把被保护金属与电源正极相联，使其 在阳极被氧化成氧化物保护膜。在阳极被氧化成氧化物保护膜。5050外加电流法外加电流法(2)(2)阳极阳极保护法：保护法：缓蚀剂缓蚀剂:5151气相缓蚀剂；气相缓蚀剂；干燥空气，真空干燥空气，真空有机缓蚀剂有机缓蚀剂(如乌洛托品如乌洛托品),),酸性介质酸性介质 中使用；中使用；无机缓蚀剂无机缓蚀剂(如

32、如K2Cr2O7),),碱性介质中碱性介质中 使用；使用；5 5 改善介质法：改善介质法：第五节 金属材料的化学和电化学加工 1.1.电镀：电镀：原理：原理：阳极溶解。阳极溶解。过程过程:表面处理（去污表面处理（去污 除油）除油）电镀液选择；电镀液选择；镀后处理（封闭镀后处理（封闭 着色）着色）5252 原理原理：同电镀。：同电镀。特点特点：镀层厚：镀层厚（0.01-50.01-5mm）。镀件是模具，应能剥离镀件是模具，应能剥离。用于空心用于空心、薄壁零件。薄壁零件。3.3.化学镀化学镀 用还原剂使金属沉积在镀件上用还原剂使金属沉积在镀件上M2+M 特点：特点：不用电；适用于非金属；对表不用电

33、；适用于非金属；对表 面形状无面形状无 要求。要求。可为非金属电镀打底。可为非金属电镀打底。53532.2.电铸电铸：除油：除油：用有机溶剂、碱液清除污垢；用有机溶剂、碱液清除污垢；粗化：粗化：用酸或氧化剂，增加表面积；用酸或氧化剂，增加表面积；敏化：敏化：使还原剂使还原剂(Sn2+)吸附于镀件表面吸附于镀件表面 活化：活化：Ag+、Pd2+、Au3+被还原，成晶核被还原，成晶核 镀覆：镀覆：电镀液电镀液(Cu2+)被还原，沉于镀件被还原，沉于镀件5454过程：过程：特点：特点：膜薄（膜薄（0.5-1.50.5-1.5m）；）；防腐效果好。防腐效果好。反应反应：Fe NaNO2+NaOH Na

34、2FeO2 Fe NaNO3+NaOH Na2Fe2O4Fe3O4 条件：条件：135-150135-15055554 4 发蓝发蓝（发黑）（发黑）抗蚀，绝缘好。抗蚀，绝缘好。脆，不耐酸碱。脆，不耐酸碱。反应：反应：Fe H3PO4，Zn(NO3)2 Fe3(PO4)2.xH2O M3(PO4)2.xH2O 其中其中M是是Mn2+、Zn2+、Cr3+条件：条件：50-7050-705656特点：特点：膜厚（膜厚（5-155-15m）；）；与基体结合牢；与基体结合牢；5.5.磷化磷化特点：特点：膜厚（膜厚（3-53-5m），），反应：反应：阳极：阳极：3Al+6OH-6e-Al2O3+H2O 阴

35、极：阴极：2H+2e-H25757把金属在电解池的阳极氧化成氧化物。把金属在电解池的阳极氧化成氧化物。膜与金属结合牢，氧化膜与金属结合牢，氧化 物吸附性物吸附性 强，可封闭、着色。强，可封闭、着色。6.6.阳极氧化阳极氧化 原理：原理：距离不同，距离不同，电流密度不同电流密度不同 溶解速率溶解速率 不同不同方法：方法：间隙小，两极间隙小，两极 自动自动 推进；电解液高速流动。推进；电解液高速流动。特点：特点：用于特硬、脆、韧材料。用于特硬、脆、韧材料。58587.7.电解加工电解加工利用阳极溶解，进行金属加工利用阳极溶解，进行金属加工ZnZn2+2+(0.5molkg(0.5molkg-1-1

36、)+Cu)+CuZn+CuZn+Cu2+2+(0.2molkg(0.2molkg-1-1)5959例题：例题：已知：已知：E(Zn2+/Zn)=0.76V;)=0.76V;E(Cu2+/Cu)=0.34V;)=0.34V;KS(CuS)=1.2710)=1.2710-36-36;Ka1(H2S)=9.110)=9.110-8-8;Ka2(H2S)=1.110)=1.110-12-12 yyyyyyyyyy求求:(1)(1)求下述氧化还原反应在求下述氧化还原反应在298.15298.15K 时的时的rGm 和和Kyyyy(2)(2)判断上述反应能否组成原电池，如判断上述反应能否组成原电池，如 能

37、，写出电池符号。能，写出电池符号。6060(3)(3)若向上述若向上述Cu2+溶液中不断通入溶液中不断通入H2S，上述反应是否会改变方向？上述反应是否会改变方向？解解:(1)(1)E =E+-E-=0.34=0.34V-(0.76-(0.76V)=1.1)=1.1VyyyyyyG =-=-zFE=-296485=-296485C.mol-1-11.11.1V =-212.267 =-212.267kJ.mol-1-1yyyy=37.162=37.1626161lglgK =yyyyK =1.4510=1.45103737yy知反应是自发的知反应是自发的,即可组成原电池。即可组成原电池。(2)(

38、2)可根据可根据 G =-212.267 =-212.267kJ.mol-1-1-400 0 可组成原电池。电池符号可组成原电池。电池符号:E(Zn2+/Zn)=)=E+(0.0592+(0.0592V/2)lg(0.5)/2)lg(0.5)=-0.76 =-0.76V-0.0089-0.0089V=-0.769=-0.769Vyyyyyyyyyy=2.0310=2.0310-17-17mol.Kg-1-1lg(2.0310lg(2.0310-17-17)=-0.154=-0.154VE(Zn2+/Zn)=-0.769=-0.769VE(Cu2+/Cu)E(Zn2+/Zn)不会改变反应方向不会改变反应方向6363 K =1.010=1.010-19-19/1.2710/1.2710-36-36yyE(Cu2+/Cu)=E+yyb(Cu2+)=6464本章作业：本章作业：P P103-105 103-105 4 4、1515、1717、1818 19 19、2121(2)(2)该反应能够组成原电池。该反应能够组成原电池。(3)(3)在不断通入在不断通入H2S时时,反应方向不变。反应方向不变。答答:(1)298.15(1)298.15K时时G=-212.267=-212.267kJ.mol-1-1 K =1.4510=1.45103737yyyy