化学Ⅱ›反应速率与电化学

电化学

Electrochemistry

电子的转移产生电流
💡 类比:水车
①高处的水流向低处带动水车
②电化学中'电子'流动做功(电流)
③电子从易失电子的金属(Zn)流向易得电子的金属(Cu)
④这就是'电流' — 电池原理
⑤电池 = 原电池、电镀 = 电解
原电池(化学电池)
1.1
🔍 追踪电池的工作原理!
①Zn电极:Zn → Zn²⁺ + 2e⁻(氧化,放出电子)
②电子经外电路流向Cu电极
③Cu电极:Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(还原,得到电子)
④盐桥:离子迁移以保持电中性(否则电流停止)
⑤电子从氧化极(−)流向还原极(+)
标准电极电位
电动势计算
E°cell = E°还原极 − E°氧化极
还原电位高的一侧为还原极(+)

主要标准还原电位

📊标准还原电位 (25°C)
半反应E° (V)
F₂ + 2e⁻ → 2F⁻+2.87
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu+0.34
2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (SHE)0.00
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn-0.76
Li⁺ + e⁻ → Li-3.04
💡 如何读电位表
①E°大 = 易被还原(易得电子)
②E°小 = 易被氧化(易失电子)
③Zn-Cu电池:E° = 0.34 − (−0.76) = 1.10V
④SHE(标准氢电极)为基准(E° = 0.00V)
电解
法拉第定律
m = MItnF
m:析出质量、M:摩尔质量、I:电流、t:时间、n:电子数、F:96500 C/mol

原电池 vs 电解

📊两种装置的比较
项目原电池电解
能量转换化学→电电→化学
自发性自发(E°>0)非自发(需外电源)
氧化极(−) 负极(+) 正极
还原极(+) 正极(−) 负极
应用电池、燃料电池电镀、电解精炼
总结
核心公式
E°cell = E°还原极 − E°氧化极
E°cell > 0:自发反应(原电池)
🎯 考试重点
①E°cell = E°还原极 − E°氧化极 — 还原电位大者为(+)极
②原电池:自发反应、氧化极(−)、还原极(+)
③电解:非自发反应、氧化极(+)、还原极(−) ← 注意符号!
④法拉第定律:m = MIt/nF(析出质量)
⑤氧化 = 失去电子(OIL)、还原 = 得到电子(RIG)