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电化学应用论文

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电化学应用论文

摘要:近些年来,生物电化学发展非常迅速,电化学在生命科学中有很多科学应用,技术应用,现阶段例如电脉冲基因直接导入,在癌症治疗当中应用的电化学,生物分子的电化学行为等等。电化学生物传感器在生物电化学的发展当中是一个很好的创新与尝试,并且取得了一定的成就。

1.引言

历史的长河中,人类先后发现了火与电,并开始进一步研究和利用,恰当发挥二者在生产生活中的作用。大约200万年前,我国发现的最早使用火的古人类是170万年前的元谋猿人,火的应用从一定程度上说是化学发展史的开端。人类最早意识到电的存在是由于摩擦起电现象要追溯到公元前600年左右。电与化学的结合开启了电化学的时代。1800年,英国化学家安东尼卡莱尔和威廉尼克尔森通过电解的方式成功将水分解为氢气和氧气,是电化学史上的的一次成功应用。

2.电化学中燃料电池的发展

燃料电池是一种通过化学反应把化学能转化为电能的化学反应,是电化学的现实应用。

燃料电池在生产生活中起着较为重要的作用,因为其不可替代的优良特性。第一,相比于核能,风能,油气,煤等能源的能量转化率,燃料电池的能量转化率很高,依据这一特性,更多地应用到商业,军工,和专业研究等方面。第二,燃料电池具有优良的环保特性,污染小,所以无论是从长期上考虑投入到污染治理方面的费用,还是短期

电化学原理及其应用(习题及答案)

第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1.下列电极反应中,溶液中的pH值升高,其氧化态的氧化性减小的是(C) A. Br2+2e = 2Br- B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2.已知H2O2在酸性介质中的电势图为O2 0.67V H2O2 1.77V H2O,在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O,说明H2O2的歧化反应(C) A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生D.与反应方程式的书写有关 3.与下列原电池电动势无关的因素是Zn |Zn2+‖H+,H2 | Pt (B) A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4.298K时,已知Eθ(Fe3+/Fe)=0.771V,Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.150V,则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为(D)kJ/mol。 A. -268.7 B. -177.8 C. -119.9 D. 119.9 5.判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存(D) A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V,Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ,Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ,Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6.已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+ Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有(C) A. (1) = (2) B. (1)<(2) C. (1)>(2) D. 都不对 二、填空题 1.将下列方程式配平 3PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ =1Cr2O72—+ 3Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ =2MnO4—+ ___4H2O______ (碱性介质)2.现有三种氧化剂Cr2O72—,H2O2,Fe3+,若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2,而Br-和Cl-都不发生变化,选用Fe3+最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3.把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池,则正极反应为Ag++ e = Ag,负极反应为Fe3++e= Fe2+ ,原电池符号为Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。 4.在Mn++n e=M(s)电极反应中,当加入Mn+的沉淀剂时,可使其电极电势值降低,如增加M的量,则电极电势不变 5.已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ(AgCl/Ag)= 0.222V。 6.已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347V,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为0.347V 。7.用氧化数法配平下列氧化还原反应。 (1)K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4 =K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O

第13次全国电化学学术会议论文摘要格式样板

第13次全国电化学学术会议论文摘要格式样板 第13次全国电化学学术会议筹备组* (华南师范大学,广东 广州,510631) 本次会议应征论文应是未曾发表的研究成果,涉及如下方面:电化学基础研究、化学电源、金属腐蚀与防腐、电沉积与电解、生物电化学与有机电化学、电分析化学与传感器、纳米电化学及电化学微系统、电化学测量新技术与仪器。征集的论文将被分为口头报告和墙报展讲两种形式(发表方式由投稿人提出意向,大会根据来稿情况统筹安排。报告人用下画线表明。)在本次会议上进行交流。口头报告和墙报均具有同等的学术地位。大会学术委员会将根据论文的内容与质量确定是否录用。为提高墙报的地位和作用,大会将对墙报进行评奖,给获奖者颁发奖状和奖金。 1. 写作格式 请用中文或英文撰写,篇幅不超过2页(大会邀请报告3页)。论文摘要请严格按照以下格式编辑: 1.题目用12号字(加粗居中) 2.作者和所属单位用10号字 3.正文用仿宋体10号字、单倍行间距 4.使用A4纸(21.6cm × 28cm)、四边页边距均为25mm 5.标题和正文为中文,应在文后加英文题目、作者和单位地址,以便国际交流,如果正文为英文,则附中文题目、作者和单位地址。 6. 计量单位一律采用法定计量单位; 7. 插图、表格:插图、照片、表格要精选。用计算机绘图,用扫描仪录入照片,并按适当尺寸插入论文中。图、表大小请按本刊版心宽度170 mm 的1,1/2,1/4倍安排。 8.参考文献:采用顺序编码制,书写格式如下: 著作 作者.书名[M].版本.出版地:出版者,出版年:页数(著作) 期刊 作者,论文名[J]. 刊名,年,卷(期):页 2排版规范 2.1 公式 较复杂的公式请用 equation 3排版。凡变量均用斜体,物理量简称均用正体(不论上下角)。如: ]1ln[)()(0θ θ θ---=F RT F U E E (1) 2.2 表 中、英文表题,(首字母大写)。如表1所示。 表1.样品LiM x Mn 2-x O 4(M=Cr,x=0, 0.16)的晶胞常数、晶胞体积和原子间距. Table 1. Lattice constants, unit cell volume , and interatomic distances for LiM x Mn 2-x O 4(M=Cr,x=0, 0.16) Sample a(?) V(?3) R Mn-Mn (?) R Mn-O (?) LiMn 2O 4 8.235 558.46 2.912 1.943 LiCr 0.16Mn 1.84O 4 8.223 556.02 2.907 1.941 * 联系人简介: 姓名,年龄,职称,主要研究方向 基金资助: 基金名称(编号)

最新电化学在生活中的应用

电化学在生活中的应用 电化学是研究电和化学相互关系的科学。它主要通过原电池和电解池来时现,原电池为化学能转化为电能的反应,电解池为电能转化为化学能转化为电能的反应。 电化学与我们的生活息息相关,小的方面看,我们的日常生命活动离不开电化学,航空航天各个领域都离不开电化学。下面将详细进行介绍: 原电池是由电极和电解质溶液构成的一个整体,它主要包含以下两种类型。 (类型一) (类型二) 它们两个在构成上的主要差别为是否有盐桥,在反应速度上类型一更加快速,在相同的时间内能够提供更多的电能。构成原电池需要以下条件:1.存在电子的转移2.构成闭合回路3.存在合适的电解质溶液。在原电池中存在电子的定向移动而形成的电流,点在在外电路中是由负极流向正极的,因此电流是从正极流向负极的,而在内电路中恰恰相反是由正极流向负极的。当我们在外电路上接入用电器时它就能对外供电了,但是每种原电池的电动势都是由其自身所决定的,其电动势为E=EΘ- RTlnJa/ZF。一般情况下原电池的电动势都比较小(例如,普通电池的电动势为1.5V)

不能直接用于生活生产,只有某些小型的耗电设备能利用,并且需要串联使用,因此开发较大电动势的原电池是我们需要努力的方向。 原电池的组成用图示表达,过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定: 1. 一般把负极写在电池符号表示式的左边,正极写在电池符号表示式的右边。 2. 以化学式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298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L。 3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,”隔开。 4. 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(如原电池铂或石墨等)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。 按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示: (-)Zn(s)∣Zn2+ (C)‖Cu2+ (C)∣ Cu(s) (+)① 从反应的机理来看构成原电池需要有电子的转移,由此来看需要为氧化还原反应,但是实际上并不是所有的原电池都是由氧化还原反应构成的,还存在一种浓差电池。 浓差电池是由于电池中存在浓度差而产生的,并且浓差电池也可分为两种:1.电解质浓度不同而形成的浓差电池2.电极不同而形成的浓差电池。标准的浓差电池的电动势为E=0. 另外浓差电池也可分为单液浓差电池和双液浓差电池两大类,其区别方法为:组成电池的两个电极液种类或活度相同,而两个电极的活度或逸度不同(如汞齐电极、气体电极)而组成的电池,称为单液浓差电池;电极相同,电极反应相同,只是电极液的浓度(或活度)不同,称为双液浓差电池。 另外腐蚀可分为两种:析氢腐蚀和吸氧腐蚀。其中析氢腐蚀时会释放出氢气,而吸氧腐蚀会吸收如部分氧气。从危害来讲析氢腐蚀的危害更加严重,它是原电池的一种反应,反应速度较快,对设备的危害最大,尤其是在酸雨频发的地区,另外对于炼油厂以及化工厂的危害也尤其巨大。 根据原电池的原理人们设计了很多很实用的设备,例如手机电池在放电时就是一个原电池,并且它可以进行充电,只不过在其充电时是一个电解池。另外原电池的

高考化学_【五年高考真题】专题:电化学综合应用

专题25 电化学综合应用 (满分60分时间25分钟) 姓名:班级:得分: 1.【2013年高考北京卷第7题】下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是() A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护拦表面涂漆 C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块 【答案】A 考点:考查金属的腐蚀与防护。 2.【2016年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的 -。下列说电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)2 4 法正确的是() A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动 c-逐渐减小 B.充电时,电解质溶液中(OH) - C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)2 4 D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况) 【答案】C 【解析】 试题分析:A、充电时阳离子向阴极移动,故错误;B、放电时总反应为:2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,,则充电时生成氢氧化钾,溶液中的氢氧根离子浓度增大,故错误;C、放电时,锌在负极失去电子,故正确;D、标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔,对应转移4摩尔电子,故错误。

【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理 【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理,这是两个装置的重点,也是新电池的考查点,需要熟记,同时考查对知识的灵活运用;电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物),然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极电极反应式为:Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果有,进行计算,如果没有必然是错误选项。掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。 3.【2013年高考全国新课标Ⅰ卷第10题】银制器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是() A.处理过程中银器一直保持恒重 B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银 C.该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 【答案】B 考点:原电池反应原理 4.【2015福建理综化学】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()

电化学基础-王玮

中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述: 电化学基础是在学习无机化学和物理化学的基础上开设的电化学入门课程,是材料化学专业的学科基础必修课程。主要介绍电化学材料科学的基本理论、基本概念等内容,为今后学习奠定基础。 2.设计思路: 尽管先修课程物理化学中有专门一章介绍电化学,但是随着电化学材料科学的快速发展,电化学技术在材料科学与工程领域中的应用越来越广泛。本课程着重介绍电化学的基本知识、基本原理和电化学技术应用。 3.课程与其他课程的关系 本课程的先修课程是物理化学。为后期更好的学习新能源材料概论、金属腐蚀与防护、功能高分子材料等专业课程,更好的开展毕业论文(设计)工作奠定基础。二、课程目标 本课程的目标是让学生在前期学习物理化学等课程的基础上,系统学习电化学的基本理论、基本原理等内容,并能够应用于后续其他专业课程的学习。了解、掌握电 - 1 -

化学材料科学研究所涉及的基本理论和基本原理以及电化学技术的应用。 三、学习要求 本课程要求学生(或小组)及时关注网络教学(包括移动客户端)的阅读资料、思考讨论题等,按照要求在课前完成相关的资料检索汇总及思考;在课堂上认真听讲,积极参与课堂讨论;课后积极参与小组活动并完成作业。 四、教学内容 五、参考教材与主要参考书 [1] (美)巴德等. 电化学方法原理和应用(第二版). 化学工业出版社. 2005.5 [2] 高鹏等. 电化学基础教程. 化学工业出版社. 2013.9 [3] (德)哈曼等. 电化学. 化学工业出版社. 2010 六、成绩评定 (一)考核方式 A.闭卷考试:A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他(二)成绩综合评分体系: - 1 -

(完整word版)电化学在实际中的应用

电化学在实际中的应用 王斌 0809401046 摘要:本文介绍了电化学在物理化学中的地位,在实际中的应用。 关键词:电化学氰化金钾 物理化学是大学里很重要的一门课,对于想考化学方向研究生的人来说,物理化学尤为重要。它的研究对象涵盖范围广阔,是一门基础课程,几乎每个学校化学方向的考研都要考物理化学,学好物理化学这门课是考研的必要条件。电化学是物理化学的一个重要组成部分,它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关,还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。 它的应用分为以下几个方面:1 电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;2 机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;3 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;4化学电源;5金属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;6许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理;7应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。我想谈谈电化学合成方面的应用,同时也借此加深对电化学的理解。 何谓电化学?电化学就是主要研究电能和化学能之间互相转化以及转化过程中相关规律的科学。我们物理化学书上涉及到的电化学知识,有三个方面,分别是:电解质溶液;可逆电池的电动势及其应用;电解与极化作用。这三个方面总结起来看,就是介绍的电解池与原电池的各个部分。电解质溶液研究的是这两个池的导电介质,可逆电池的电动势及其应用研究的是电池的电动势,电解与极化作用谈论的是电极极化作用和电解池的电解。可见电池是贯穿电化学始终的关键概念。 电化学的应用实际就是利用电化学反应进行电化学合成。如何使本来不能自发进行的反应能够进行下去呢?较便捷的方法就是给反应体系通电,这就是电化学反应。利用电化学反应进行合成的方法即为电化学合成法。电化学合成本质上是电解。要想将电能输入反应体系,使不能自发进行的反应能够进行,就必须利用电化学的反应器—电解池或者简称电池。

高考化学复习高考大题冲关滚动练:电化学原理综合应用题

大题冲关滚动练之六 ——电化学原理综合应用题 1.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)下列相关说法正确的是________(填序号)。 A .通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少,可以判断该电池的优劣 B .二次电池又称充电电池或蓄电池,这类电池可无限次重复使用 C .除氢气外,甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料 D .近年来,废电池必须进行集中处理的问题被提上日程,其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收 (2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为2Ni(OH)2+Cd(OH)2 充电放电Cd +2NiO(OH) +2H 2O 已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法正确的是________(填序号)。 A .以上反应是可逆反应 B .反应环境为碱性 C .电池放电时Cd 作负极 D .该电池是一种二次电池 (3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源,其构造如图所示:a 、b 两个电极均由多孔的碳块组成,通入的氢气和氧气由孔隙中逸入,并在电极表面发生反应而放电。 ①a 电极是电源的________极; ②若该电池为飞行员提供了360 kg 的水,则电路中通过了________ mol 电子。 2.金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL 稀硫酸和 硫酸铁的混合液中,铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。 (1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若铜完全溶解时,溶液中的Fe 3+、Cu 2+、H + 三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH =1,则溶解铜的质量是______ g ,溶液中的c(SO 2-4)=________ mol·L -1。 (3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应,请判断图中的正、负极,并选出适当的物 质作电极,写出电极反应式,填在相应的表格中。

电化学及其应用

电化学及其应用 1.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 () A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧,有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化:葡萄糖分子中碳元素平均为0价,二氧化碳中碳元素的化合价为+4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,所以在负极生成。错误;B、在微生物的作用下,该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率,故可以说微生物促进了电子的转移。正确;C、原电池中阳离子向正极移动。正确;D、电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。正确。 【考点定位】原电池原理;难度为一般等级 【名师点晴】本题是关于能量转化的题目,电化学包括原电池和电解池。原电池是将化学能转化为电能的装置,组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路,活动性强的电极为负极,发生氧化反应,活动性弱的电极为正极,正极上发生还原反应。电解池是将电能转化为化学能的装置。与外加电源正极连接的为阳极,与电源负极连接的为阴极。阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。若阳极是活性电极,则是电极本身失去电子,若电极是惰性电极,则电解质溶液(或熔融状态)阴离子发生还原反应。掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。 2.【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备 H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确 ...的是()

电化学与现代生活论文

《公选课论文》 课程名称:电化学与现代生活 论文题目:电化学与金属腐及保护姓名:杨书海 学号:310909030227 专业班级:信管1001 2012年11 月1日

电化学与金属腐蚀及保护 摘要:根据腐蚀的作用原理,金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。两者的区别是当电化学腐蚀发生时,金属表面存在隔离的阴极与阳极,有微小的电流存在于两极之间,单纯的化学腐蚀则不形成微电池。过去认为,高温气体腐蚀属于化学腐蚀,但近代概念指出在高温腐蚀中也存在隔离的阳极和阴极区,也有电子和离子的流动。金属电化学腐蚀和保护的原理就是牺牲阳极的阴极保护法 :即在电解质溶液中,作为阳极的金属容比阴极的金属更易失去电子,所以形成电子的转移,同时阳极被氧化,阴极就被保护起来了。 关键字:金属腐蚀、电化学、阴极、阳极、电子转移 随着社会生产力的发展,人民生活水平的提高,金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍,然而由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重,据估计全世界每年因为电化学腐蚀而报废的金属材料的量的四分之一到四分之三,据由此可见研究金属的腐蚀与防护是一件富有意义又艰巨的工作。 一.电化学腐蚀原理 根据腐蚀的作用原理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。两者的区别是当电化学腐蚀发生时,金属表面存在隔离的阴极与阳极,有微小的电流存在于两极之间,单纯的化学腐蚀则不形成微电池。过去认为,高温气体腐蚀(如高温氧化)属于化学腐蚀,但近代概念指出在高温腐蚀中也存在隔离的阳极和阴极区,也有电子和离子的流动。据此,出现了另一种分类:干腐蚀和湿腐蚀。湿腐蚀是指金属在水溶液中的腐蚀,是典型的电化学腐蚀,干腐蚀则是指在干气体(通常是在高温)或非水溶液中的腐蚀。单纯的物理腐蚀,对于金属很少见,对于非金属,则多半产生单纯的化学或物理腐蚀,有时两种作用同时发生。 例如在轮船上,为了防止船体的钢铁锈蚀,所以在轮船体下方焊接一些锌块。再例如在常温下的中性溶液中,钢铁的腐蚀一般是以氧为去极化剂进行的:如果氧供应充分的话,Fe(OH)2还会逐步被氧化成含水的四氧化三铁Fe3O4·mH2O和含水的三氧化二铁Fe2O3·nH2O。钢铁在大气中生锈,就是一个以O2为去极化剂的电化学腐蚀过程,直接与金属表面接触的离子导体介质是凝聚在金属表面上

电化学方法及应用

电化学方法的应用 电化学方法作为一种特殊的化学过程,在环境保护,尤其在"三废"的处理过程中显示了其独特的优越性。电化学方法具有适用性广:能量效率高:容易自动化操作:对环境友好:成本比较低等许多优点。 一、采用电解法处理硫化氢气体 硫化氢既是环境污染物, 又是重要的硫资源。采用电解的方法处理硫化氢水溶液, 从而在阳极产生硫磺和阴极产生氢气的研究, 符合环境保护与资源回收利用之目的,具有重要的理论与实际应用价值。 硫化氢气体能有效地被碱性溶液吸收,电解该溶液可得高纯氢气和晶态硫,电解所需理论电压低,约0.2V, 远低于电解水的电压。通过调整电池操作条件,把氢气在一定压力下储存起来,再将部分氢气用于H2/O2燃料电池作为电解时的电能。 二、含无机盐废水的电化学处理 采用电沉积法回收溶解性金属离子。电沉积是利用电解液中不同金属组分的电位差,将自由态或是结合态的金属在阴极析出的过程。 适宜的电位是电沉积反应能否发生的关键,无论金属处于哪种状态,均可根据溶液中实际离子活度的大小,由能斯特方程确定电位的高低。此外在复杂系统中,pH值对金属离子的沉积也起着很重要的作用。 电沉积反应实际发生的速度不仅与系统的热力学性质有关,更重要的是与动力学特性相关。具有正电位的氧化还原系统会将氢原子氧化为质子,并在不断强化的氧化条件下提高正电位,反之亦然。负电位增加时,还原剂,即电子供体,会将质子还原成氢原子。电化学序列中的电位排序决定了有关物质的氧化还原能力,即金属的析出能力和顺序。 三、电化学法在修复污染土壤中的应用 污染土壤的常规处理技术中,采用溶剂淋洗技术能有效去除土壤中可溶性的有机或无机污染物,但对非水溶性的污染物以及密实型土壤,其应用非常困难。另外,土壤淋洗过程中所使用的大量化学试剂对环境的影响也非常严重。热脱附和蒸汽萃取方法主要是针对具有挥发性的有机污染物以及金属汞污染的土壤。

电化学综合练习题高二

电化学综合练习题 1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是: A、原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应; B、原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应; C、原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应; D、原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应; 2、用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的PH下降的是: A、CuSO 4;B、AgNO 3 ;C、BaCl 2 ;D、H 2 SO 4 ; 3、两串联电解池,左边放硫酸铜,右边放一定量的某硝酸盐溶液,电解时当左池有析出时,右池析出固体,则右池溶质为: A、AgNO 3;B、NaNO 3 ;C、Mg(NO 3 ) 2 ;D、Al(NO 3 ) 3 ; 4、用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是: A、CuCl 2 (CuO);B、NaOH(NaOH); C、NaCl(HCl); D、CuSO 4[Cu(OH) 2 ] 5、在一盛有饱和Na 2CO 3 溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通电一段时间后: A、溶液的PH值增大; B、Na+和CO 3 2-的浓度减小; C、溶液的浓度增大; D、溶液的浓度不变,有晶体析出; 6、钢铁生锈过程发生如下反应: ①2Fe+O 2+2H 2 O=2Fe(OH) 2 ;②4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ; ③2Fe(OH) 3=Fe 2 O 3 +3H 2 O。下列说法正确的是 A.反应①、②中电子转移数目相等 B.反应①中氧化剂是氧气和水 C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 7、关于如图所示装置的叙述中,正确的是 A.铜是阳极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.铜离子在铜片表面被还原 D.电流从锌片经导线流向铜片 8、右图中,两电极上发生的电极反应如下:a极:Cu2++2e-=Cu;b极:Fe-2e-=Fe2+,则以下 说法中不正确 ...的是

电化学的复习(论文)

考纲解读之电化学的复习 电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容,原电池的工作原理、电解产物判断与计算是高考的必考题,重现率100%。下面仅就电化学的复习谈几点看法。 ?解读考纲: ?画龙点睛: 考点主要有:原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式;根据原电池、电解池的电极变化判断金属活动性强弱;根据电解时电极变化判断电极材料和电解质种类;新型电池的电极反应及应用;有关电解产物的判断和计算。本考点内容能有效地测试考生的判断、推理运算等思维能力,能充分体现高考命题由知识向能力的转变。本部分知识在高考中所占比例近两年来有提高趋势,约占高考试卷总分的5%—10%。本部分试题题型为选择题或填空题。 预测2006: 预测2006年高考理综卷化学试题中本部分内容仍是高考命题的重要知识点之一,其中原电池的工作原理、电解产物判断与计算是高考命题的热点与重点,是必考题,试题仍以选择题为主,可能会出现填空题,注意电化学试题可能涉及工业生产、环境保护、新科技、新能源知识,试题难度中等。

直击考点 考点一:原电池的有关问题 1.是否为原电池的判断 (1)先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极);看溶液——两极插人溶液中;看回路——形成闭合回路或两极直接接触;看本质——有无氧化还原反应发生。 (2)多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。 2.原电池正、负极的确定 (1)由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。一般,负极材料与电解质溶液要能发生反应,如:Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但Mg—Al—KOH溶液构成的原电池中,负极为A1。 (2)根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。如:甲醇燃料电池,顾名思义,甲醇燃烧一般生成二氧化碳,则碳的价态升高失电子,所以通人甲醇的电极为负极。 (3)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生,电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。如:Zn—C—CuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。 (4)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近显色指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉、高锰酸钾溶液等)的变化情况来分析推断该电极发生的反应、化合价升降情况、是氧化反应还是还原反应、是H+还是OH-或I-等放电,从而确定正、负极。

电化学原理

第一章 绪论 两类导体: 第一类导体:凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体,即载流子为自由电子(或空穴)的导体,叫做电子导体,也称第一类导体。 第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。 三个电化学体系: 原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。 电解池:将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极:发生氧化反应的电极 原电池(-)电解池(+) 阴极:发生还原反应的电极 原电池(+)电解池(-) 电解质分类: 定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质 分类: ? 弱电解质与强电解质—根据电离程度 ? 缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 ? 可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数:水化膜中包含的水分子数。 水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”. 活度系数:活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定:活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I : 离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为: 注:上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm -3 时才有效。 电导∶量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数。 符号为G ,单位为S ( 1S =1/Ω)。 i i i x αγ=∑= 2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ=

电化学的发展与应用

电化学的发展与应用 电化学是研究电与化学反应相互关系的学科,从1800年Volta制成第一个化学电池开始到两个世纪后的今天,电化学涉及的领域已经越来越广阔,如化学电源、电化学分析、电化学合成、光电化学、电催化、电冶金、电解、电镀等等都属于电化学范畴。 电化学的研究内容主要包括两个方面:一个是电解质的研究,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等;另一方面是电极的研究,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质。 电化学过程是借助电化学池来完成,电化学池可分为两类:原电池和电解池。原电池是一个能自发进行的分别在原电池的负极和正极上发生氧化反应和还原反应的装置,从而在外电路中产生电流。电解池是将电能转化为化学能的装置。电解是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)。 电化学的发展 在1663年,德国物理学家Otto von Guericke 创造了第一个发电机,通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中,并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体,当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。 在17世纪中叶,法国化学家Charles François de Cisternay du Fay 发现了两种不同的静电,即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。Du Fay 发布说电由两种不同液体组成:"vitreous" (拉丁语”玻璃“),或者正电;以及"resinous", 或者负电。这便是电的双液体理论,这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。 1781年,查尔斯.奥古斯丁库仑(Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。 1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象,一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。 19世纪下半叶,经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义;1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系,即著名的能斯脱公式;1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。 20世纪40年代以后,电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们可以研究快速和复杂的电极反应,可提供电极界面上分

应用电化学论文选题

论文题目: 根据以下参考方向自己拟定具体题目 (一)环境电化学: 1、电催化氧化技术在废水处理中的应用无机废水有机废水 2、电催化还原技术在废水处理中的应用无机废水有机废水 3、光电催化氧化技术在有机废水处理中的应用 4、电渗析技术 5、电化学消毒 6、电化学絮凝气浮 7、煤炭的电化学脱硫技术及应用 8、煤的电解氧化技术及应用(二)电源: 9、质子交换膜燃料电池10、太阳能电池 11、高密度锂离子电池12、核电微生物电池(三)电化学检测方法 13、材料的电化学性能检测方法简介14、循环伏安法测电化学性能(四)电化学传感器 15、气体传感器16、溶出伏安法测水中重金属离子17、生物传感器18、位移传感器测车速测地震(五)电解工业19、无机物电解、20、有机物电解、 21、电解水制氢、22、电镀法制膜(六)其他 23、超级电容器24、超导体 25、有机印刷技术26、激光电镀 27、人体生物电28、宇宙中的电磁波和时空 29、电磁波对人体的影响30、液晶显示器

参考书目: 1、电化学工程基础,吴辉煌编著,化学工业出版社,2008 2、应用电化学,杨辉,卢文庆编著,科学出版社,2001 3、电镀工程,张胜涛,化学工业出版社,2002,5 4、电化学技术在环境工程中的应用,冯玉杰等编,化学工业出版社,2002,5 5、电解加工原理及应用,王建业,徐家文编,国防工业出版社,2001,1 6、应用电化学,贾梦秋,杨文胜编著,高教出版社,2004 7、工业电化学基础,谢德明,童少平,楼白杨,化学工业出版社,2009 8、环境电化学研究方法,易清风,李东艳,科学出版社,2006.6 论文要求: 1、主要讨论具体原理、现状、发展前景; 2、不少于2000字; 3、上述书目有选择地读两本;每人必须选入两篇一年内的参考文 献! 4、严格按照科技论文的格式; 5、不能有完全相同的内容出现。 6、一月内完成。

电化学原理及其应用

第4章电化学原理及应用 5课时 教学目标及基本要求 1. 明确原电池及相关的概念。了解电极的分类,了解电极电势的概念。 2. 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极电势的数据判断氧化剂、还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。 3. 了解摩尔吉布斯自由能变与原电池电动势,标准摩尔吉布斯自由能变与氧化还原反应平衡常数的关系。 4. 了解电解、电镀、电抛光的基本原理,了解它们在工程上的应用。了解金属腐蚀及防护原理。 教学重点 1. 原电池符号的书写 2. 影响电极电势的因素 3. 电极电势与吉布斯的关系 4. 电极电势的应用 教学难点 1. 电极类型 2. 能斯特方程及相关计算 3. 应用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱 本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题 本章采用多媒体结合板书的方式进行教学。 在教学过程中注意 1. 原电池的设计 2. 浓度、酸度对电极电势的影响 3. 电极电势的应用 主要教学内容 4.1 原电池(Electrochemical cell) 任何自发进行的氧化还原(oxidation-reduction) 反应,只要设计适当,都可以设计成原电池

用以产生电流。 4.1.1 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 负极Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-(Oxidation) 正极Cu2+(aq)+2e-→ Cu(s) (Reduction) 总反应:Zn(s)+ Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(s) 原电池的符号(图式)(cell diagram) 表示: 如铜- 锌原电池, : Zn ∣ZnSO4(c1) ┊┊CuSO4(c2) ∣Cu 规定:(1) 负极(anode) 在左边,正极(Cathode) 在右边,按实际顺序从左至右依次排列出各个相的组成及相态; (2) 用单实竖线表示相界面, 用双虚竖线表示盐桥; (3) 溶液注明浓度,气体注明分压; (4) 若溶液中含有两种离子参加电极反应, 可用逗号隔开,并加上惰性电极. 4.1.2 电极类型 按氧化态、还原态物质的状态分类: 第一类电极:元素与含有这种元素离子的溶液一起构成的电极。 (1) 金属──金属离子电极: Zn2+| Zn ;Cu2+| Cu ;Ni2+| Ni (2) 气体——离子电极: H+ |H2(g) | Pt 2H+ + 2e-=H2(g) Cl-| Cl2(g) | PtCl2(g) + 2e-=2Cl- 第二类电极: (1) 金属──金属难溶盐电极: 甘汞电极:Cl-|Hg2Cl2(s)| Hg Hg2Cl2(s) + 2e-=2 Hg (s) + 2 Cl- 银-氯化银电极:Cl-| AgCl(s) | Ag AgCl(s) + e-=Ag (s) + Cl- (2) 金属──难溶金属氧化物电极: 锑—氧化锑电极:H+ ,H2O(g) | Sb2O2(s) |Sb Sb2O2(s) + 6 H+ + 6 e-=2Sb +3H2O(g) 第三类电极: 氧化还原电极: MnO4-,Mn2+| Pt 2 MnO4-+ 16H+ + 10e-→ 2Mn2++8H2O 4.2 电极电势

专题17电化学原理综合应用-三年高考(2015-2017)化学试题

1.【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿 (主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________。 (4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________,阴极产生的物质A的化学式为____________。 【答案】(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4CO32-+2H2O?4e?=4HCO3-+O2↑ H2 2.【2017天津卷】(14分)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(见图2),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用 (4)用惰性电极电解时,CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________,分离后含铬元素的粒子是_________;阴极室生成的物质为___________(写化学式)。 【答案】(4)在直流电场作用下,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2 3.【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下: 回答下列问题: (3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。 【答案】(3)NaOH溶液;Na2CO3溶液;ClO2?(或NaClO2); 【解析】(3)食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+,可利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+;向NaCl溶液中加入ClO2,进行电解,阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑,反应产生Cl2,阴极发生反应产生NaClO2,可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2; 4.【2016北京卷】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。

环境电化学论文

浅析电化学技术在废水处理中的研究现状 摘要 电化学技术的应用范围越来越宽广,由于其具有污染少、易于控制、设备简单和无需添加氧化剂等化学药品等优点,电化学技术在环境污染物检测、环境污染物处理、清洁生产和清洁能源等方面发挥着越来越大的作用。本文对电化学技术在废水处理中的应用进行了简要的分析,对各种方法进行了阐述,包括了简单的机理探讨和实际应用。关键词: 电化学;废水;处理;应用

Abstract The application of electrochemical technology are more and more broad, since it has less pollution, easy to control, simple equipment and need not add antioxidant chemicals etc. And the electrochemical technology in environmental detection, environment pollution treatment, clean production and clean energy are playing a more and more important role. In this paper, the electrochemical technology applications in wastewater treatment is briefly analyzed and various methods were introduced, including the mechanism of a simple discussion and practical application. Key words: electrochemistry; wastewater; treatment; application

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