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高中化学活性金属电极有哪些

发布时间:2022-06-18 17:40:18

Ⅰ 化学金属活性表

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au。金属活性强弱可以从表中看出。与水反应置换出氢气,与酸反应哪种活性更强。更易置换出水和酸中的氢,同时也可以用来判断原电池中哪一电极为负极,哪一级为正极。从左到右活泼性减弱。氢之前的活性比之后的强。

Ⅱ 电化学分析中常用的工作电极有哪些

碳棒电极、Pt电极、钛电极,有时也有Cu电极,等等。

根据电极的组成体系和作用机理不同分类
指示电极:电极电位随被测电活性物质活度变化的电极.
以金属为基体,共同特点是电极上有电子交换发生的氧化还原反应.可分为以下四种: (一) 第一类电极(Electrode of the first kind):亦称金属基电极(M Mn+)
电极反应: M n++n e-= M
电极电位: E = E° + 0.059V /n lg α M n+
要求: 0(Mn+/M)> 0,如Cu,Ag,Hg 等;其它元素,如Zn,Cd,In,Tl,Sn,虽然它们的电极电位较负,因氢在这些电极上的超电位较大,仍可做一些金属离子的指示电极.
特点:因下列原因,此类电极用作指示电极并不广泛
a)_选择性差,既对本身阳离子响应,亦对其它阳离子响应;
b)_许多这类电极只能在碱性或中性溶液中使用,因为酸可使其溶解;
c)_电极易被氧化,使用时必须同时对溶液作脱气处理
d) 一些硬金属,如Fe,Cr,Co,Ni.其电极电位的重现性差;
e) pM-aMn+作图,所得斜率与理论值(-0.059/n)相差很大,且难以预测;
较常用的金属基电极有:Ag/Ag+,Hg/Hg22+(中性溶液);Cu/Cu2+,Zn/Zn2+,Cd/Cd2+,Bi/Bi3+,Tl/Tl+,Pb/Pb2+(溶液要作脱气处理). 电极反应: MX n + n e- = M + n X -
电极电位: E = E° MX n/ M - 0.059V lg α X -
此类电极可作为一些与电极离子产生难溶盐或稳定配合物的阴离子的指示电极; 如对Cl-响应的Ag/AgCl和Hg/Hg2Cl2电极,对Y4-响应的Hg/HgY(可在待测EDTA试液中加入少量HgY)电极.
但该类电极最为重要的应用是作参比电极. 其中MX,NX是难溶化合物或难离解配合物.举例如下.
Ag/Ag2C2O4,CaC2O4,Ca2+
电极反应:Ag2C2O4+2e==2Ag+ + C2O42-
电极电位: E = K+ 0.059 /2lg α Ca2+
因为:
代入前式得:
简化上式得:
可见该类电极可指示Ca2+活度的变化.
对于难离解的配合物,如Hg/HgY,CaY,Ca2+电极
电极反应:HgY2- + 2e ===Hg + Y4-
电极电位:
式中比值aHgY/aCaY 可视为常数,
因此得到:
同上例,该电极可用于指示Ca2+活度的变化(测定时,可在试液中加入少量HgY). 零类电极(Metallic redox indicators),亦称惰性电极.电极本身不发生氧化还原反应,只提供电子交换场所.
如Pt/Fe3+,Fe2+电极,Pt/Ce4+,Ce3+电极等.
电极反应:Fe3+ + e === Fe2+
电极电位: E = E° + 0.059V lg (α Fe3+/ α Fe 2+)
可见 Pt 未参加电极反应,只提供Fe3+及Fe2+之间电子交换场所. 具有敏感膜并能产生膜电位的电极,称为膜电极,它以固体膜或液体膜为探头,其膜电位是由于离子交换或扩散而产生,而没有电子转移,其膜电位与特定的离子活度的关系式符合能斯特公式.
主要由离子选择性膜、内参比电极和内参比溶液组成。根据膜的性质不同,离子选择性电极可分为非晶体膜电极、晶体膜电极和敏化电极等
此外还有:微电极和修饰电极
根据电极所起的作用分类
(一) 指示电极和工作电极
在电化学测试过程中,溶液主体浓度不发生变化的电极,称为指示电极.如果有较大电流通过,溶液的主体浓度发生显着的变化的电极,称为工作电极.
电位分析法中离子选择性电极为指示电极,在电解分析和库仑分析中所用的铂电极为工作电极.
定义:与被测物质无关,电位已知且稳定,提供测量电位参考的电极,称为参比电极.前述标准氢电极可用作测量标准电极电位的参比电极.但因该 种电极制作麻烦,使用过程中要使用氢气,因此,在实际测量中,常用其它参比电极来代替.
1,甘汞电极(Calomel electrode)
定义:甘汞电极由汞,Hg2Cl2和已知浓度(0.1,3.5,4.6M)的KCl溶液组成.
电极组成:Hg Hg2Cl2,KCl(xM) ; 如下图所示.
(二)参比电极
图8.7 甘汞电极 (a)233型;(b)217型
1-导线;2-加液口;3-KCI溶液;4-素烧瓷芯;5-铂丝
6-Hg;7-Hg2CI2
可见,电极电位与Cl-的活度或浓度有关.当Cl 浓度不同时,可得到具有不同电极电位的参比电极.(注意:饱和甘汞电极指 KCl 浓度为4.6M)
电极反应:Hg2Cl2(s) + 2e == 2Hg(l) + 2Cl-
电极电位:
特点:
a) 制作简单,应用广泛;
b) 使用温度较低(<40oC).但受温度影响较大.(当T从20oC 25oC时,饱和甘汞电极位从0.2479V 2444V,E=0.0035 V);
c) 当温度改变时,电极电位平衡时间较长;d) Hg(II)可与一些离子产生反应.
阻抗高,电流小,KCl渗漏少
适宜于水溶剂
阻抗小,有渗漏,接触好
适宜非水溶液及粘稠液
图8.8 甘汞电极
2,Ag/AgCl电极
定 义:该参比电极由插入用AgCl 饱和的一定浓度(3.5M或饱和KCl溶 液)的 KCl 溶液中构成.
电极组成:Ag AgCl,(xM)KCl
电极反应:AgCl + e == Ag + Cl-
电极电位:
构 成:同甘汞电极,只是将甘汞电极内管中的(Hg,Hg2Cl2+饱和KCl) 换成涂有AgCl的银丝即可.
特 点:a) 可在高于60oC的温度下使用;
b) 较少与其它离子反应(但可与蛋白质作用并导致与待测物界面的堵塞)
银-氯化银电极
在银丝或铂丝上镀一层纯银,将其洗净后,以其为阳极置于lmol/LHCI中,电解约 0.5 h,这时在电极上覆盖一层淡紫色的AgCI层,再将其放在用AgCI饱和的Cl-溶液,即制得银一氯化银电极.
图8.9银-氯化银电极
1-导线;2-Ag-AgCI丝;3-KCI溶液;4-素烧瓷芯
三,参比电极使用注意事项
1)电极内部溶液的液面应始终高于试样溶液液面!(防止试样对内部溶液的污染或因外部溶液与Ag+,Hg2+发生反应而造成液接面的堵塞,尤其是后者,可能是测量误差的主要来源)
2)上述试液污染有时是不可避免的,但通常对测定影响较小.但如果用此类参比电极测量K+,Cl-,Ag+,Hg2+ 时,其测量误差可能会较大.这时可用盐桥(不含干扰离子的KNO3或Na2SO4)来克服.
(三)辅助电极或对电极
(四)极化电极和去极化电极
在电解过程中,插入试液中电极的电位完全随着外加电压的变化而变化或当电极的电位改变很大而电流改变很小时,这类电极称为极化电极.如普通极谱中所用的滴汞电极.当电极电位不随着外加电压的变化而变化,或当电极的电位改变很小而电流改变很大时,这类电极称为去极化电极.如电位分析法中饱和甘汞电极和离子选择性电极.
它们提供电子传递的场所,当通过电流很小时,一般直接由工作电极和参比电极组成电池,但当电流较大时需采用辅助电极构成三电极系统来测量.

Ⅲ 什么是活性电极和惰性电极

(1)惰性电极(C、Pt等):只起导电作用,不参与反应;

(2)活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中。

阴极:阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H+得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应。

阳极:阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH-)失去电子→电极的质量减轻或放出O2或析出非金属单质。

电子流向:外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)。

电流方向:与电子流向相反。

(3)高中化学活性金属电极有哪些扩展阅读

①由组成原电池的两极材料判断,一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极;

②根据电流方向或电子流动方向判断,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极;

③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极为负极;

④根据原电池两极发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应;

⑤阳离子向X极定向移动:溶液中的阳离子向X极定向移动了,说明X极为正极,其活泼性弱;

⑥X极增重或减重:工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强;

⑦X极有气泡冒出:工作后,X极上有气泡冒出,是因为发生了析出现的电极反应,说明X极为正极,活动性弱;

⑧X极附近pH值变化:电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH值增大,因而工作后,X极附近pH值增大了,说明X极为正极,活动性弱。

Ⅳ 什么是活性电极

活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中。
在电解时,根据电极本身是否参与氧化还原反应,可把电极分为惰性电极和活性电极两类:
①惰性电极(C、Pt等):只起导电作用,不参与反应;
②活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解.借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转变为化学能的装置,叫做电解池或电解槽。
构成电解池(电解槽)的条件:
(1)有外加直流电源。
(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物。
(3)有两个电极(材料为金属或石墨,两极材料可相同或不同):
阴极:与直流电源的负极直接相连的一极。
阳极:与直流电源的正极直接相连的一极。
(4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路。
注意:电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定,与电极材料本身的性质无关。而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定。

Ⅳ 高中化学

阳极铁放电.活泼金属做阳极优先放电
有问题请追问

Ⅵ 高中化学:硫酸铜溶液,碳做阳极,铜做阴极,写出电极方程式

阴极:2Cu2++4e=2Cu↓
阳极:2H2O-4e=4H+O2↑
总:2Cu2++2H2O==电解==4H++2Cu↓+O2↑

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Ⅶ 高中化学 电解池

很高兴能为您解答:
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解
1、阳极发生氧化反应,如果电极是金属的话,电极失去电子被还原,生成金属离子进入溶液中,因此质量减轻是阳极,阴极发生还原反应,溶液中的金属离子得到电子生成金属单质附着在电极上使得电极增重;
2、酚酞用于检验溶液是否呈碱性,如果是显示红色,很明显溶液是碱性的,即存在OH-,这个氢氧根是由于溶液中没有比H+易得电子的金属阳离子存在时,H+得到电子生成氢气,而中性的水失去H+后变成OH-,于是有上述现象;
希望能帮到您,祝您学习进步~~~

Ⅷ 高中化学涉及的所有电解反应

电解原理分析

(以cucl2为例)
CuCl2是强电解质且易溶于水,在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-。
CuCl2=Cu2++2Cl-
通电前,Cu2+和Cl-在水里自由地移动着;通电后,这些自由移动着的离子,在电场作用下,改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动,带负电的氯离子向阳极移动。在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上;在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出。
阴极:Cu2++2e-=Cu
阳极:Cl--2e-= Cl2↑
电解CuCl2溶液的化学反应方程式:CuCl2=Cu+Cl2↑(电解)(5)电解质水溶液电解反应的综合分析
在上面叙述氯化铜电解的过程中,没有提到溶液里的H+和OH-,其实H+和OH-虽少,但的确是存在的,只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中,除Cu2+和Cl-外,还有H+和OH-,电解时,移向阴极的离子有Cu2+和H+,因为在这样的实验条件下Cu2+比H+容易得到电子,所以Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH-和Cl-,因为在这样的实验条件下,Cl-比OH-更容易失去电子,所以Cl-在阳极上失去电子,生成氯气。
说明:
①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电[1]。
②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极,理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极,它们做电解池的阳极时,先于其他物质发生氧化反应。
③在一般的电解条件下,水溶液中含有多种阳离子时,它们在阴极上放电的先后顺序是:Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+;水溶液中含有多种阴离子时,它们的惰性阳极上放电的先后顺序是:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
(6)以惰性电极电解电解质水溶液,分析电解反应的一般方法步骤为:
①分析电解质水溶液的组成,找全离子并分为阴、阳两组;
②分别对阴、阳离子排出放电顺序,写出两极上的电极反应式;
③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

电解生成物规律
十六字要诀:
阴得阳失 :电解时,阴极得电子, 发生还原反应,阳极失电子,发生氧化反应;
阴精阳粗 :精炼铜过程中,阴极使用精铜,阳极使用粗铜,最后阳极逐渐溶解,且产生阳极泥;
阴碱阳酸 :在电解反应之后,不活泼金属的含氧酸盐会在阳极处生成酸,而活泼金属的无氧酸盐会在阴极处生成碱;
阴固阳气 :电解反应之后,阴极产生固体及还原性气体,而阳极则生成氧化性强的气体。

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