高中化学竞赛纲—13 电化学基础
纲求： 电化学氧化态氧化原基概念反应书写配原电池电极符号电极反应原电池符号原电池反应标准电极电势标准电极电势判断反应方氧化剂原剂强弱电解池电极符号电极反应电解电镀电化学腐蚀常见化学电源pH络合剂沉淀剂氧化原反应影响定性说明
氧化态
（）化合价（原子价）：
表示元素原子够化合置换价原子（H）价基团（OH—）数目
离子化合物中离子价数离子电荷数价化合物中某原子价数该原子形成价单键数目着化学结构理发展原子价典概念已正确反映化合物中原子相互结合真实情况：NH4+中N—3价4H结合（四价单键）SiF4中Si+4价K2SiF6中Si6F结合（6价单键）
（二）氧化数 1948年价键理电负性基础提出氧化数概念
现般认化合物中组成元素电负性原子结合时电子总移电负性方化合物中组成元素原子必然带正负电荷种带形式电荷少该原子氧化数
1氧化数验值概念
2引入概念方面应：
（1）判断否发生氧化原反应：氧化数升高氧化反应原剂氧化数降低原反应氧化剂
（2）配氧化──原反应方程式
（3）分类化合物Fe （Ⅲ）（Ⅱ）Cu（Ⅰ）Cu（Ⅱ）
引入氧化数详细研究化合物结构反应机理情况实现述三点
3样确定氧化数
（1）离子化合物中元素氧化数等离子正负电荷数
（2）价化合物中元素氧化数两原子间电子偏移数
a．非极性键价分子（单质）中元素氧化数零P4S8Cl2中PSCl氧化数零
b．极性键价分子中元素氧化数等原子间电子偏移数
例：
（3）具体规定：
a．单质氧化数零例P4S8中PS氧化数零P－PS－S键中电子没偏移
b．NaHCaH2NaBH4LiAlH4中氢氧化数1外氢氧化数+1
c．氟化物中氟氧化数1
d．氧氧化数般2许例外等
目前元素高氧化数达+8OsO4RuO4中OsRu氧化数均+8元素高氧化数达副族数例：Na2Cr2O12CrO5中Cr氧化数+6化合物中（O氧化数1）存
e．配合物中基原子团作配体时氧化数均作1：CH3(1)C5H5(1)等中性分子作配体时配体中配位原子提供偶数电子H2OCONH3C2H4C6H6等氧化数零NO作配体时氧化数+1NO＋CO等电子体NO作配体时作先出电子中心体然提供电子占中心体空轨道
（三）氧化数化合价区
1含义：化合价原子间相互作力表示反映出形成化学键力氧化数规定然服公认规
例机化合物中C原子呈4价化合物中碳氧化数：
CH4
H3COH
HCOOH
HCHO
化合价
4
4
4
4
氧化数
4
2
+2
0
2数字范围：
化合价取整数（般超+84）Fe3O4Fe化合价+2+3氧化数取零分数整数Fe3O4表观（均）氧化数+83实际氧化数+2+3
3表示符号：
Pauling 建议氧化数表示+mn化合价：离子化合物中m+n表示价化合物中罗马字母表示Fe (Ⅱ)Fe (Ⅲ)
：X射线结构分析已知固体PCl5具[PCl4]+[PCl6]—式结构磷原子+4价+6价P氧化数+5价种现象机化合物中更常见
：CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4中原子价+4氧化数次—4—20+2+4讨氧化原反应方便
（四）氧化原电半反应式
氧化原反应中表示氧化原程方程式分氧化反应原反应统称半反应例：氧化反应 Zn—2e－＝Zn2＋ 原反应 Cu2＋ +2e－＝ Cu
半反应中氧化数较高种物质氧化态（Zn2＋Cu2＋）氧化数较低种物质原态（ZnCu）半反应中氧化态原态彼存相互转化种轭氧化原体系称氧化原电电氧化态原态表示Cu2＋Cu电代表半反应半反应列通式表示：氧化态 +ne－＝原态氧化原反应两半反应组成
（五）氧化原反应配
1氧化数法（略）
2离子—电子法： 配步骤：
①写出反应物生成物离子式
②分写出两半反应
③根介质酸碱性配两半反应先等号两边种元素原子数相等加电子数方法方程式两边电荷数相等
离子—电子法配验规
介质条件
反应方程式左边
O原子数 加入物质
右边
生成物
酸性
H＋
少 H2O
H2O
H＋
碱性
H2O
少 OH－
OH－
H2O
中性
H2O
少 H2O
OH－
H＋
④两半反应分相应系数相加配离子反应方程式
[例1] 酸性介质中KMnO4K2SO3反应生成MnSO4K2SO4配化学方程式
配具体步骤：
（1）根反应写出未配离子方程式
MnO4— + SO32— → Mn2+ + SO42— ①
（2）写出两半反应式表示原剂氧化反应表示氧化剂原反应：
氧化反应 SO32—→ SO42—
式中产物氧原子数较反应物中反应酸性介质中进行式反应物中加H2O生成物中加H+然进行元素原子数电荷数配：SO32— + H2O → SO42— + 2H+ + 2e— ②
原反应 MnO4—→Mn2+
式中产物中氧原子数减少应加足够氢离子（氧原子减少数2倍）结合水配：MnO4— + 8H+ +5e— → Mn2+ + 4H2O ③
（3）根氧化剂原剂失电子数相等原两半反应式中适系数②×5③×2然相加配离子方程式
（4）写出完全反应方程式： 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4＝6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
［例2］离子－电子法配：Cr2O72 + H2O2 + H+ → Cr3+ + O2 + H2O
［练1］半反应法（离子－电子法）配列方程式：
（1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4 ＋Cr2(SO4)3 ＋S＋H2O
（2）MnO42—＋H2O2→O2＋Mn2+(酸性溶液)
（3）Zn＋NO3—＋OH—→NH3＋Zn(OH)42—
（4）Cr(OH) 42—＋H2O2→CrO 42—
（5）Hg＋NO3—＋H+→Hg22+＋NO
二电极电势标准电极电势应
1原电池（Galvanic cell）
（1）组成：原电池负极── 氧化反应 原电池正极── 原反应
（2）电极类型符号（四种电极）
①金属－金属离子电极
Zn2+ZnCu2+Cu 等电极符号 Zn | Zn2+ (c)Cu | Cu2+ (c)
②气体－离子电极
H+H2 Cl2Cl－ 需惰性固体导体铂（Pt)石墨电极符号：PtH2(p) | H+(c)PtCl2(p) | Cl－(c) PtH2间逗号隔开p气体压力
③离子电极
Fe3+Fe2+ 等体系惰性电极插入种元素氧化态两种离子溶液中组成电极电极符号 Pt | Fe2+(c1) Fe3+(c2)
④金属－金属难溶盐电极
Hg2Cl2Hg 金属难溶盐浸含难溶盐负离子溶液中组成电极电极符号 PtHgHg2Cl2(s) | Cl－(c)
（3） 电池符号：() Zn | ZnSO4 (c1) || CuSO4 (c2) | Cu (+)
负极放左边正极放右边中|表示相界面||表示两种溶液两种浓度种溶液间盐桥（装满KCl溶液琼脂作成冻胶U形做盐桥）连接c表示溶液浓度
书写求：
例：Zn(s)∣Zn2＋(aqc1)‖H＋(aqc2) ∣H2(gpΘ) ∣Pt
①组成电池种物质左右排成排负极写左边正极写右边
②化学式表示种物质注明相态压力浓度（活度）温度T注明表示25oC
③∣表示相接界‖表示盐桥相中两物种离子式分子式分开
④没电子导体电极H2（气体电极）需配零价惰性金属该惰性金属参加电极反应表示时加括号：铜电极标准氢电极组成电池表示：
（—）Pt∣H2（1013×105Pa）∣H+（1mol·L—1）‖Cu 2+（c）∣Cu（＋）
实验室电池：
() Pb | PbSO4 | (00500mol·dm3) || Cl－(100mol·dm3) | AgCl | Ag (+)
() Zn | ZnS | S2 (0010mol·dm3 ) || H＋(10 mol·dm3 ) | H2 (1atm) | Pt (+)
() Alloy | C2H5OH(l) | CO2(g) + H＋(10mol·dm3 ) || H＋(10mol·dm3 ) |O2 | Ni (+)
2．电极电势产生
（1） 电极电解质溶液界面间电位差形成
种金属片（M）插入水中极性水分子构成晶格金属离子相吸引发生水合作结果部分金属离子金属中金属离子间键力减弱甚离开金属进入金属表面接水层中金属失金属离子带负电荷溶液进入金属离子带正电荷两种相反电荷彼相互吸引致数金属离子聚集金属片附水层中金属离子排斥作阻碍金属继续溶解v溶解 v沉淀 时达种动态衡样金属溶液间电荷均等便产生电位差
金属仅浸纯水中产生电位差浸入含该金属盐溶液中发生相作溶液中已存该金属离子离子溶液中析出沉积金属程加快金属电势建立衡果金属离子容易进入溶液金属溶液中带负电荷纯水中时带负电荷少 ( 左图a )果金属离子易进入溶液溶液中已存正离子起初金属沉积速度超正离子金属进入溶液速度金属带正电荷（左图b）
（2）电极电势（金属—金属离子电极）：
金属电极电势φ V金属 (金属表面电势) V溶液 (溶液身电势)
（3）影响金属电势素：
a．金属种类 b．原存溶液中金属离子浓度 c．温度
3标准电极电势（Standard reduction potential）
（1）标准定义：298K时金属该金属离子浓度1mol·kg11molL溶液接触电势称金属标准原电势（实际离子活度代浓度）气体参加电极反应该气体压力1atm（p ）
（2）标准氢电极（气体—离子电极）
复层海绵状铂黑铂片（镀铂黑铂片）置氢离子浓度（严格说应活度a）1mol·kg1硫酸溶液中然断通入压强1013´105Pa纯氢气铂黑吸附氢气达饱形成氢电极电极周围发生衡：H2( p )2H＋(10mol·kg1) + 2e时产生标准氢电极硫酸溶液间电势称氢标准电极电势作电极电势相标准令零： 000V温度规定标准氢电极电极电势零（实际电极电势温度关）实际难制述种标准溶液种理想溶液
（3）标准电极电势（金属—金属离子电极）：
标准电极电势通实验测测半电池中物种均处标准态标准氢电极相连接组成原电池数字电压表测定电池电动势确定正极负极进推算出测半电池（电极电）标准电极电势般电极电势高电正极电极电势低电负极两电极标准电极电势差等原电池标准电动势 ΘMFΘ(＋)－Θ (－)
（原电池电动势）电极电势 φ表示电极中极板溶液间电势差盐桥两电极溶液连通时认两溶液间等电势两极板间电势差两电极电极电势差电池电动势 E 表示电动势E φ (+) －φ (－) 两电极物质均处标准状态电动势电池标准电动势E φ(+) －φ(－)
电池中电极电势 φ电极正极电池电动势 E 值正E > 0 氧化原反应发进行判
注意：
①教材中标准电极电势标准原电极电势应电极反应必须原反应电言原电势氧化电势绝值相等符号相反
②电极电势加合性
③影响电极电势素
：电性
外：反应温度氧化型物质原性物质浓度压力
例：锌—— 氢原电池中锌电极反应：Zn2+ + 2eZn
() Zn | ZnSO4 (10mol·dm3 ) || H＋(10 mol·dm3 ) | H2 ( p ) | Pt (+)
∴
铜——氢原电池：() Pt | H2 ( p ) | HCl (1 mol·dm3 ) || CuSO4 (1 mol·dm3 )| Cu (+)
∴
样测系列金属标准原电极电势
点说明：
a．标准电极电势代数值递增序排列称电极电势序表简称电位序查表时注意溶液pHpH 0时查酸性介质表pH 14时查碱性介质表种生物化学中电极表pH 7电极电位数
b．M n+ + neM电极反应中M n+物质氧化（Ox）型M物质原（Red）型：Ox + neRedOx Red表示电φOx Red称标准原电势
c．φ 代数值表示电中氧化型物质电子力（原型物质失电子力）难易φ 越正氧化型物质电子力越强φ 越负原型物质失电子力越强
d．φ 代数值半反应书写关失电子数少关
例：2H+ + 2eH2 H+ + e12H2值000V
（4）影响电极电势素——斯特(Nernst)方程
热力学关系式推导出电极电势离子浓度温度等素间定量关系——Nernst方程：
电极反应：氧化型 + ne－ 原型
：φ φ + ln
式中：──意状态时电极电势（V） ──标准状态时电极电势（V）
R──气体常数8314J·mol－1·K－1 n──电极反应中转移电子物质量
F──法拉第常数96487C·mol－1 T──热力学温度
ab──分表示电极反应中氧化型原型关物质计量系数
温度29815K时斯特方程式：
应方程时应注意：
①方程式中 [氧化型] [原型] 非专指氧化数变化物质包括参加电极反应物质
②电中果氧化型原型物质系数1 [氧化型] [原型]系数相方次
③果电中某物质固体液体浓度均常数常认1
④果电中某物质气体浓度气体分压表示
三标准电极电势应
1标准电极电势表
注意： ①标准电极电势符号正负电极反应写法改变
②标准电极电势失电子数少关半反应中系数关
2判断氧化剂原剂相强弱
Θ该电氧化型物质电子力强相强氧化剂（原型相弱原剂）
Θ该电原态物质失电子力强相强原剂（氧化型相弱氧化剂）
例：根标准电极电势判断Ag＋Zn2＋AgZn中种物质氧化性较强种原性较强？
Θ (Zn2+∕Zn) ＝－07621V Θ(Ag＋Ag) ＝07991V
Θ(Zn2+∕Zn)< Θ(Ag＋Ag) Ag＋氧化性较强Zn原性较强
［例1］较标准态列电物质氧化原力相
注意：EΘ值判断标准态氧化剂原剂氧化原力相强弱电处非标准状态时应根Nernst公式计算出E值然E值判断物质氧化性原性强弱
［例2］（选择氧化剂原剂）：含Br－I－混合液选择种氧化剂氧化I－I2氧化Br－问应选择FeCl3K2Cr2O7？
3判断氧化原反应进行方（）
发氧化原反应总电子力强氧化剂失电子力强原剂间发生：
强原剂（1）+强氧化剂（2）→弱氧化剂（1）+弱原剂（2）
MF (氧)－ () (+)－ ()>0
：氧化剂应电电势原剂应电电势
验判断：MFΘ ＞02V 反应正进行
－02 V ＜MFΘ＜ 02V 根浓度具体计算
MFΘ＜－02V 反应逆进行
判断氧化原反应进行方限度（二）
⑴ε＞0E（＋）＞E（－）时反应正发进行
⑵ε 0E（＋）E（－）时反应处衡状态
⑶ε＜0E（＋）＜E（－）时反应逆发进行
［例3］标准状态判断反应2Fe3＋ + Cu 2Fe2＋ + Cu2＋进行方？（请查表）
［例4］判断H2O2Fe2+混合时否发生氧化原反应？反应写出反应产物
4判断原电池正负极计算原电池电动势
正极——较电极 负极——较电极 MF (+)－ ()
5确定氧化原反应进行限度： 求衡常数
已知道发进行反应变化负值氧化原反应发进行方电池电动势零方根电池电动势求出衡常数：
E lgK E φ(+) －φ(－) △G＝－nFE
6元素电势图
①元素电势图：元素氧化值物种组成电标准电极电势图形式（左右氧化值高低）表示出元素电势图
1Θ 2Θ 3Θ
A B C D
（1） （2） （3）
EΘX
②元素电势图应： （X）
元素电势图仅全面出种元素氧化态间电极电势高低相互关系判断氧化态酸性碱性溶液中稳定存现介绍方面应
A判断歧化反应：
判断某中间氧化值物种否歧化Θ右>Θ左该物种发生歧化反应
0163
0521
［例5］：Cu+ 否够发生歧化反应 （ φ(Cu2+ Cu+) 0163φ(Cu+ Cu) 0521）
关电势图： Cu2+ ———— Cu+ ———— Cu
φ(Cu+ Cu) ＞φ(Cu2+ Cu+)（Cu+ Cu）电中Cu+ 氧化（Cu2+ Cu+）电中Cu+Cu+离子稳定发生列歧化反应：2Cu+ Cu + Cu2+
［练1］判断Fe2+否发生岐化反应生？（ φ(Fe3+ Fe2+) 077φ(Fe2+ Fe) 0521）
B利元素电势图求算某电未知标准电极电势
φ
φ2
C C
B B
φ1
A A
已知两两相邻电标准电极电势求算出电未知标准电极电势例某元素电势图：
根标准变化电标准电极电势关系系列变化：
φ （中n1n2分电电子转移数）
［练2］已知
0158
————————
└————034————┘
反应+→2
反应右 进行
［练3］（1）试判断反应：MnO2(s) + 4HCl(aq) MnCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)25℃时标准状态否右进行？
（2）实验室中什MnO2(s)浓HCl反应制取Cl2(g)
资料：
法拉第电解定律
第系统研究电解英国化学家戴维（Davy）电解进行定量研究学生助手法拉第（Faraday）Davy科学功绩固然伟（发现金属钠钾）发现更价值书铺工中提拔伟科学家法拉第法拉第1832年做电解实验：
1．法拉第第电解定律：电解时电极产生物质质量通电解池电量成正
2．电子数电荷数关系：1mol电子6022´1023电子1电子电量1602´1019 库仑1mol 电子带电量6022´1023´1602´1019 96472 (C) ≌96500 (C) 1F
电解程中n mol电子转移反应消耗电量Q I (安培)´ t (秒) nF
3．法拉第第二电解定律（解）：通96500库仑电量（精确值96487库仑）1克量（解）离子淀积电极例：
Cathode reactions
Charge (Q)
1mol mass of
electrolysis
products
Unit
Charge
Mass of
Electrolysis
products
Na＋ + eNa
1mol e
230g
230g
Mg2+ + 2eMg
2mol e
2430g
1mol e
1215g
Al3+ + 3eAl
3mol e
270g
9g
电解程中相接受出1mol电子物质质量称克量数值等该物质氧化──原量
4．法拉第电解定律代观点叙述：
电解时法拉第电量（1F）通电解槽时阳极(anode)发生氧化反应产生克量氧化产物阴极(cathode)发生原反应产生克量原产物
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纲求： 电化学氧化态氧化原基概念反应书写配原电池电极符号电极反应原电池符号原电池反应标准电极电势标准电极电势判断反应方氧化剂原剂强弱电解池电极符号电极反应电解电镀电化学腐蚀常见化学电源pH络合剂沉淀剂氧化原反应影响定性说明
氧化态
（）化合价（原子价）：
表示元素原子够化合置换价原子（H）价基团（OH—）数目
离子化合物中离子价数离子电荷数价化合物中某原子价数该原子形成价单键数目着化学结构理发展原子价典概念已正确反映化合物中原子相互结合真实情况：NH4+中N—3价4H结合（四价单键）SiF4中Si+4价K2SiF6中Si6F结合（6价单键）
（二）氧化数 1948年价键理电负性基础提出氧化数概念
现般认化合物中组成元素电负性原子结合时电子总移电负性方化合物中组成元素原子必然带正负电荷种带形式电荷少该原子氧化数
1氧化数验值概念
2引入概念方面应：
（1）判断否发生氧化原反应：氧化数升高氧化反应原剂氧化数降低原反应氧化剂
（2）配氧化──原反应方程式
（3）分类化合物Fe （Ⅲ）（Ⅱ）Cu（Ⅰ）Cu（Ⅱ）
引入氧化数详细研究化合物结构反应机理情况实现述三点
3样确定氧化数
（1）离子化合物中元素氧化数等离子正负电荷数
（2）价化合物中元素氧化数两原子间电子偏移数
a．非极性键价分子（单质）中元素氧化数零P4S8Cl2中PSCl氧化数零
b．极性键价分子中元素氧化数等原子间电子偏移数
例：
（3）具体规定：
a．单质氧化数零例P4S8中PS氧化数零P－PS－S键中电子没偏移
b．NaHCaH2NaBH4LiAlH4中氢氧化数1外氢氧化数+1
c．氟化物中氟氧化数1
d．氧氧化数般2许例外等
目前元素高氧化数达+8OsO4RuO4中OsRu氧化数均+8元素高氧化数达副族数例：Na2Cr2O12CrO5中Cr氧化数+6化合物中（O氧化数1）存
e．配合物中基原子团作配体时氧化数均作1：CH3(1)C5H5(1)等中性分子作配体时配体中配位原子提供偶数电子H2OCONH3C2H4C6H6等氧化数零NO作配体时氧化数+1NO＋CO等电子体NO作配体时作先出电子中心体然提供电子占中心体空轨道
（三）氧化数化合价区
1含义：化合价原子间相互作力表示反映出形成化学键力氧化数规定然服公认规
例机化合物中C原子呈4价化合物中碳氧化数：
CH4
H3COH
HCOOH
HCHO
化合价
4
4
4
4
氧化数
4
2
+2
0
2数字范围：
化合价取整数（般超+84）Fe3O4Fe化合价+2+3氧化数取零分数整数Fe3O4表观（均）氧化数+83实际氧化数+2+3
3表示符号：
Pauling 建议氧化数表示+mn化合价：离子化合物中m+n表示价化合物中罗马字母表示Fe (Ⅱ)Fe (Ⅲ)
：X射线结构分析已知固体PCl5具[PCl4]+[PCl6]—式结构磷原子+4价+6价P氧化数+5价种现象机化合物中更常见
：CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4中原子价+4氧化数次—4—20+2+4讨氧化原反应方便
（四）氧化原电半反应式
氧化原反应中表示氧化原程方程式分氧化反应原反应统称半反应例：氧化反应 Zn—2e－＝Zn2＋ 原反应 Cu2＋ +2e－＝ Cu
半反应中氧化数较高种物质氧化态（Zn2＋Cu2＋）氧化数较低种物质原态（ZnCu）半反应中氧化态原态彼存相互转化种轭氧化原体系称氧化原电电氧化态原态表示Cu2＋Cu电代表半反应半反应列通式表示：氧化态 +ne－＝原态氧化原反应两半反应组成
（五）氧化原反应配
1氧化数法（略）
2离子—电子法： 配步骤：
①写出反应物生成物离子式
②分写出两半反应
③根介质酸碱性配两半反应先等号两边种元素原子数相等加电子数方法方程式两边电荷数相等
离子—电子法配验规
介质条件
反应方程式左边
O原子数 加入物质
右边
生成物
酸性
H＋
少 H2O
H2O
H＋
碱性
H2O
少 OH－
OH－
H2O
中性
H2O
少 H2O
OH－
H＋
④两半反应分相应系数相加配离子反应方程式
[例1] 酸性介质中KMnO4K2SO3反应生成MnSO4K2SO4配化学方程式
配具体步骤：
（1）根反应写出未配离子方程式
MnO4— + SO32— → Mn2+ + SO42— ①
（2）写出两半反应式表示原剂氧化反应表示氧化剂原反应：
氧化反应 SO32—→ SO42—
式中产物氧原子数较反应物中反应酸性介质中进行式反应物中加H2O生成物中加H+然进行元素原子数电荷数配：SO32— + H2O → SO42— + 2H+ + 2e— ②
原反应 MnO4—→Mn2+
式中产物中氧原子数减少应加足够氢离子（氧原子减少数2倍）结合水配：MnO4— + 8H+ +5e— → Mn2+ + 4H2O ③
（3）根氧化剂原剂失电子数相等原两半反应式中适系数②×5③×2然相加配离子方程式
（4）写出完全反应方程式： 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4＝6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
［例2］离子－电子法配：Cr2O72 + H2O2 + H+ → Cr3+ + O2 + H2O
［练1］半反应法（离子－电子法）配列方程式：
（1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4 ＋Cr2(SO4)3 ＋S＋H2O
（2）MnO42—＋H2O2→O2＋Mn2+(酸性溶液)
（3）Zn＋NO3—＋OH—→NH3＋Zn(OH)42—
（4）Cr(OH) 42—＋H2O2→CrO 42—
（5）Hg＋NO3—＋H+→Hg22+＋NO
二电极电势标准电极电势应
1原电池（Galvanic cell）
（1）组成：原电池负极── 氧化反应 原电池正极── 原反应
（2）电极类型符号（四种电极）
①金属－金属离子电极
Zn2+ZnCu2+Cu 等电极符号 Zn | Zn2+ (c)Cu | Cu2+ (c)
②气体－离子电极
H+H2 Cl2Cl－ 需惰性固体导体铂（Pt)石墨电极符号：PtH2(p) | H+(c)PtCl2(p) | Cl－(c) PtH2间逗号隔开p气体压力
③离子电极
Fe3+Fe2+ 等体系惰性电极插入种元素氧化态两种离子溶液中组成电极电极符号 Pt | Fe2+(c1) Fe3+(c2)
④金属－金属难溶盐电极
Hg2Cl2Hg 金属难溶盐浸含难溶盐负离子溶液中组成电极电极符号 PtHgHg2Cl2(s) | Cl－(c)
（3） 电池符号：() Zn | ZnSO4 (c1) || CuSO4 (c2) | Cu (+)
负极放左边正极放右边中|表示相界面||表示两种溶液两种浓度种溶液间盐桥（装满KCl溶液琼脂作成冻胶U形做盐桥）连接c表示溶液浓度
书写求：
例：Zn(s)∣Zn2＋(aqc1)‖H＋(aqc2) ∣H2(gpΘ) ∣Pt
①组成电池种物质左右排成排负极写左边正极写右边
②化学式表示种物质注明相态压力浓度（活度）温度T注明表示25oC
③∣表示相接界‖表示盐桥相中两物种离子式分子式分开
④没电子导体电极H2（气体电极）需配零价惰性金属该惰性金属参加电极反应表示时加括号：铜电极标准氢电极组成电池表示：
（—）Pt∣H2（1013×105Pa）∣H+（1mol·L—1）‖Cu 2+（c）∣Cu（＋）
实验室电池：
() Pb | PbSO4 | (00500mol·dm3) || Cl－(100mol·dm3) | AgCl | Ag (+)
() Zn | ZnS | S2 (0010mol·dm3 ) || H＋(10 mol·dm3 ) | H2 (1atm) | Pt (+)
() Alloy | C2H5OH(l) | CO2(g) + H＋(10mol·dm3 ) || H＋(10mol·dm3 ) |O2 | Ni (+)
2．电极电势产生
（1） 电极电解质溶液界面间电位差形成
种金属片（M）插入水中极性水分子构成晶格金属离子相吸引发生水合作结果部分金属离子金属中金属离子间键力减弱甚离开金属进入金属表面接水层中金属失金属离子带负电荷溶液进入金属离子带正电荷两种相反电荷彼相互吸引致数金属离子聚集金属片附水层中金属离子排斥作阻碍金属继续溶解v溶解 v沉淀 时达种动态衡样金属溶液间电荷均等便产生电位差
金属仅浸纯水中产生电位差浸入含该金属盐溶液中发生相作溶液中已存该金属离子离子溶液中析出沉积金属程加快金属电势建立衡果金属离子容易进入溶液金属溶液中带负电荷纯水中时带负电荷少 ( 左图a )果金属离子易进入溶液溶液中已存正离子起初金属沉积速度超正离子金属进入溶液速度金属带正电荷（左图b）
（2）电极电势（金属—金属离子电极）：
金属电极电势φ V金属 (金属表面电势) V溶液 (溶液身电势)
（3）影响金属电势素：
a．金属种类 b．原存溶液中金属离子浓度 c．温度
3标准电极电势（Standard reduction potential）
（1）标准定义：298K时金属该金属离子浓度1mol·kg11molL溶液接触电势称金属标准原电势（实际离子活度代浓度）气体参加电极反应该气体压力1atm（p ）
（2）标准氢电极（气体—离子电极）
复层海绵状铂黑铂片（镀铂黑铂片）置氢离子浓度（严格说应活度a）1mol·kg1硫酸溶液中然断通入压强1013´105Pa纯氢气铂黑吸附氢气达饱形成氢电极电极周围发生衡：H2( p )2H＋(10mol·kg1) + 2e时产生标准氢电极硫酸溶液间电势称氢标准电极电势作电极电势相标准令零： 000V温度规定标准氢电极电极电势零（实际电极电势温度关）实际难制述种标准溶液种理想溶液
（3）标准电极电势（金属—金属离子电极）：
标准电极电势通实验测测半电池中物种均处标准态标准氢电极相连接组成原电池数字电压表测定电池电动势确定正极负极进推算出测半电池（电极电）标准电极电势般电极电势高电正极电极电势低电负极两电极标准电极电势差等原电池标准电动势 ΘMFΘ(＋)－Θ (－)
（原电池电动势）电极电势 φ表示电极中极板溶液间电势差盐桥两电极溶液连通时认两溶液间等电势两极板间电势差两电极电极电势差电池电动势 E 表示电动势E φ (+) －φ (－) 两电极物质均处标准状态电动势电池标准电动势E φ(+) －φ(－)
电池中电极电势 φ电极正极电池电动势 E 值正E > 0 氧化原反应发进行判
注意：
①教材中标准电极电势标准原电极电势应电极反应必须原反应电言原电势氧化电势绝值相等符号相反
②电极电势加合性
③影响电极电势素
：电性
外：反应温度氧化型物质原性物质浓度压力
例：锌—— 氢原电池中锌电极反应：Zn2+ + 2eZn
() Zn | ZnSO4 (10mol·dm3 ) || H＋(10 mol·dm3 ) | H2 ( p ) | Pt (+)
∴
铜——氢原电池：() Pt | H2 ( p ) | HCl (1 mol·dm3 ) || CuSO4 (1 mol·dm3 )| Cu (+)
∴
样测系列金属标准原电极电势
点说明：
a．标准电极电势代数值递增序排列称电极电势序表简称电位序查表时注意溶液pHpH 0时查酸性介质表pH 14时查碱性介质表种生物化学中电极表pH 7电极电位数
b．M n+ + neM电极反应中M n+物质氧化（Ox）型M物质原（Red）型：Ox + neRedOx Red表示电φOx Red称标准原电势
c．φ 代数值表示电中氧化型物质电子力（原型物质失电子力）难易φ 越正氧化型物质电子力越强φ 越负原型物质失电子力越强
d．φ 代数值半反应书写关失电子数少关
例：2H+ + 2eH2 H+ + e12H2值000V
（4）影响电极电势素——斯特(Nernst)方程
热力学关系式推导出电极电势离子浓度温度等素间定量关系——Nernst方程：
电极反应：氧化型 + ne－ 原型
：φ φ + ln
式中：──意状态时电极电势（V） ──标准状态时电极电势（V）
R──气体常数8314J·mol－1·K－1 n──电极反应中转移电子物质量
F──法拉第常数96487C·mol－1 T──热力学温度
ab──分表示电极反应中氧化型原型关物质计量系数
温度29815K时斯特方程式：
应方程时应注意：
①方程式中 [氧化型] [原型] 非专指氧化数变化物质包括参加电极反应物质
②电中果氧化型原型物质系数1 [氧化型] [原型]系数相方次
③果电中某物质固体液体浓度均常数常认1
④果电中某物质气体浓度气体分压表示
三标准电极电势应
1标准电极电势表
注意： ①标准电极电势符号正负电极反应写法改变
②标准电极电势失电子数少关半反应中系数关
2判断氧化剂原剂相强弱
Θ该电氧化型物质电子力强相强氧化剂（原型相弱原剂）
Θ该电原态物质失电子力强相强原剂（氧化型相弱氧化剂）
例：根标准电极电势判断Ag＋Zn2＋AgZn中种物质氧化性较强种原性较强？
Θ (Zn2+∕Zn) ＝－07621V Θ(Ag＋Ag) ＝07991V
Θ(Zn2+∕Zn)< Θ(Ag＋Ag) Ag＋氧化性较强Zn原性较强
［例1］较标准态列电物质氧化原力相
注意：EΘ值判断标准态氧化剂原剂氧化原力相强弱电处非标准状态时应根Nernst公式计算出E值然E值判断物质氧化性原性强弱
［例2］（选择氧化剂原剂）：含Br－I－混合液选择种氧化剂氧化I－I2氧化Br－问应选择FeCl3K2Cr2O7？
3判断氧化原反应进行方（）
发氧化原反应总电子力强氧化剂失电子力强原剂间发生：
强原剂（1）+强氧化剂（2）→弱氧化剂（1）+弱原剂（2）
MF (氧)－ () (+)－ ()>0
：氧化剂应电电势原剂应电电势
验判断：MFΘ ＞02V 反应正进行
－02 V ＜MFΘ＜ 02V 根浓度具体计算
MFΘ＜－02V 反应逆进行
判断氧化原反应进行方限度（二）
⑴ε＞0E（＋）＞E（－）时反应正发进行
⑵ε 0E（＋）E（－）时反应处衡状态
⑶ε＜0E（＋）＜E（－）时反应逆发进行
［例3］标准状态判断反应2Fe3＋ + Cu 2Fe2＋ + Cu2＋进行方？（请查表）
［例4］判断H2O2Fe2+混合时否发生氧化原反应？反应写出反应产物
4判断原电池正负极计算原电池电动势
正极——较电极 负极——较电极 MF (+)－ ()
5确定氧化原反应进行限度： 求衡常数
已知道发进行反应变化负值氧化原反应发进行方电池电动势零方根电池电动势求出衡常数：
E lgK E φ(+) －φ(－) △G＝－nFE
6元素电势图
①元素电势图：元素氧化值物种组成电标准电极电势图形式（左右氧化值高低）表示出元素电势图
1Θ 2Θ 3Θ
A B C D
（1） （2） （3）
EΘX
②元素电势图应： （X）
元素电势图仅全面出种元素氧化态间电极电势高低相互关系判断氧化态酸性碱性溶液中稳定存现介绍方面应
A判断歧化反应：
判断某中间氧化值物种否歧化Θ右>Θ左该物种发生歧化反应
0163
0521
［例5］：Cu+ 否够发生歧化反应 （ φ(Cu2+ Cu+) 0163φ(Cu+ Cu) 0521）
关电势图： Cu2+ ———— Cu+ ———— Cu
φ(Cu+ Cu) ＞φ(Cu2+ Cu+)（Cu+ Cu）电中Cu+ 氧化（Cu2+ Cu+）电中Cu+Cu+离子稳定发生列歧化反应：2Cu+ Cu + Cu2+
［练1］判断Fe2+否发生岐化反应生？（ φ(Fe3+ Fe2+) 077φ(Fe2+ Fe) 0521）
B利元素电势图求算某电未知标准电极电势
φ
φ2
C C
B B
φ1
A A
已知两两相邻电标准电极电势求算出电未知标准电极电势例某元素电势图：
根标准变化电标准电极电势关系系列变化：
φ （中n1n2分电电子转移数）
［练2］已知
0158
————————
└————034————┘
反应+→2
反应右 进行
［练3］（1）试判断反应：MnO2(s) + 4HCl(aq) MnCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)25℃时标准状态否右进行？
（2）实验室中什MnO2(s)浓HCl反应制取Cl2(g)
资料：
法拉第电解定律
第系统研究电解英国化学家戴维（Davy）电解进行定量研究学生助手法拉第（Faraday）Davy科学功绩固然伟（发现金属钠钾）发现更价值书铺工中提拔伟科学家法拉第法拉第1832年做电解实验：
1．法拉第第电解定律：电解时电极产生物质质量通电解池电量成正
2．电子数电荷数关系：1mol电子6022´1023电子1电子电量1602´1019 库仑1mol 电子带电量6022´1023´1602´1019 96472 (C) ≌96500 (C) 1F
电解程中n mol电子转移反应消耗电量Q I (安培)´ t (秒) nF
3．法拉第第二电解定律（解）：通96500库仑电量（精确值96487库仑）1克量（解）离子淀积电极例：
Cathode reactions
Charge (Q)
1mol mass of
electrolysis
products
Unit
Charge
Mass of
Electrolysis
products
Na＋ + eNa
1mol e
230g
230g
Mg2+ + 2eMg
2mol e
2430g
1mol e
1215g
Al3+ + 3eAl
3mol e
270g
9g
电解程中相接受出1mol电子物质质量称克量数值等该物质氧化──原量
4．法拉第电解定律代观点叙述：
电解时法拉第电量（1F）通电解槽时阳极(anode)发生氧化反应产生克量氧化产物阴极(cathode)发生原反应产生克量原产物
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