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此思维导图关于大学化学内容。其中包含氧化还原反应和金属的腐蚀与防护两个板块，希望能给大家带来一些帮助。
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氧化还原反应与电化学
氧化还原反应
氧化还原的基本概念
氧化反应
失去电子使元素化合价升高的反应
还原反应
得到电子使元素化合价降低的反应
氧化剂
得到电子发生还原反应的物质叫氧化剂，反应中其化合价降低
还原剂
失去电子发生氧化反应的物质叫做还原剂，反应中其化合价升高
氧化数
氧化数是假设把化合物中成价的电子都归电负性更大的原子，从而求得原子所带的形式电荷的数值，此电荷数值即为该原子在化合物中的氧化数
（1）单质中，元素的氧化数为零 （2）化合物中，各元素氧化数的代数和等于零 多原子离子中，各元素氧化数的代数和等于离子所带的电荷数 （3）H的氧化数： （4）O的氧化数： （5）一般化合物氧化数的计算：
根据氧化数的概念，我们可以把氧化还原反应定义为： 元素的氧化数在反应前后发生变化的反应 氧化数升高的过程为氧化，反之为还原
氧化还原半反应及氧化还原电对
氧化还原反应可以拆解为两个半反应 拆下来的两个反应叫做氧化还原的半反应
同一种元素，氧化数高的物质称为这种元素的氧化态 氧化数低的物质称为它的还原态 同一种元素的氧化态和还原态组成一个氧化还原电对
离子—电子法配平氧化还原方程式
氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等
原则： 酸性介质中，氧多的一边加氢离子，氧少的一边加水 碱性介质中：氧多的一边加水，氧少的一边加氢氧根 中性介质中，左边加水，右边根据需要加氢离子或氢氧根
拆成两个半反应；配平半反应；合并半反应；核对
电化学
电极电势
产生：双层电子理论
金属越活泼，盐溶液浓度越小，电极电势越低
因为金属越活泼，盐溶液浓度越小，溶解的趋势越大，大量金属阳离子出去，电极上更多的是金属阴离子，导致电极电势偏低。
应用
电子从低电势流向高电势，形成电流。电流的方向从正极流向负极，与电子的运动方向相反，从而正极为高电势，负极为低电势。
原电池
原电池的电动势为两极的电势之差，用E表示，正极减负极
浓差电池
由同一电对构成的电极，如果离子浓度不同使得电极电势不同，也可以组成原电池，这种电池叫做浓差电池。
判断氧化剂和还原剂的相对强弱
判断氧化还原方向
原电池的电动势与吉布斯函数变的关系
判断氧化还原的方向
判断氧化还原反应的程度
测定
无法直接测定，能测定的是相对电极电势，也就是把一个电极做标准电极，被用作标准的电极称为参比电极。国际上选用氢电极做参比电极，规定其电极电势值为0。
标准氢电极
但实际测定电极电势常用的参比电极是甘汞电极
标准电极电势
记住常见的标准电极电势
标准电极电势表示了氧化态物质的电子能力与还原态物质失电子能力的强弱；氧化性比氢离子强的电势为正，反之为负（电势越大，氧化性越强，得电子能力越强，应为正极）；电极电势数值与电极反应式的书写无关；电极电势不具备简单的加和性。
能斯特方程
注意
1）如果某一电对是固体或纯液体参加反应，浓度项不必写入公式：如果是气体，则要以分压来表示。
2）介质条件也要反映在能斯特方程式中
电池
电解
定义：使直流电通过电解质溶液（或熔融液），在电极上引起氧化还原反应的过程。
电解池
直接利用氧化还原反应将电能转化为化学能的装置。
负氧阳失亏（沸羊羊吃亏）
电解定律
电解选择性——电极反应的优先判据
1）计算出溶液或者熔融电解质中，可能放电的各种离子的的电极电势。2）判断阴极优先放电离子、阳极优先放电离子。
电解产物
氧化还原反应均为电子从还原剂转移（或偏移） 到氧化剂的过程。若是氧化剂和还原剂不直接接触， 令电子通过导线定向传递而产生电流，则能量转化为电能 利用自发进行的氧化还原反应产生电流的装置（化学能—电能）， 叫做原电池
种类
锌锰干电池
锌汞纽扣电池
伏打电池
构成
两个半电池 正极：电子流入 负极：电子流出
金属电极
金属置于含有同一金属离子的溶液中构成的
Cu-Zn原电池就属此类电极。该类电极中，金属既是电极材料起导电作用， 同时又是电对的还原态物质
气体电极
电极反应中有气体参加的，叫做气体电极，也叫非金属电极
气体电极中的电对不导电，故需选择对气体吸附性强、化学性质稳定、的导电材料做电极材料来吸附气体和传递电子，如石墨、金属Pt等，因其不参加电极反应，故又称惰性电极材料。
离子电极
这类电极的氧化还原电对都是离子，需要外加电极材料导电
金属难溶盐电极
此类电极由金属和它的难溶盐组成，金属自身做电极材料。一般是将金属表面涂上该金属的难溶盐，然后浸在与该盐相同的阴离子溶液中所组成的。
甘汞电极
该类电极的优点是利用了金属难溶盐的溶解平衡，离子浓度稳定，使用方便。
盐桥：通常内盛饱和氯化钾溶液或硝酸铵溶液（以琼胶做成冻胶） 作用：让溶液始终保持电中性，使电极反应得以继续进行
表示方法—原电池符号
原电池与电解池之间的区别
蓄电池
铅蓄电池
银锌蓄电池
燃料电池
金属的腐蚀与防护
腐蚀
化学腐蚀
单纯由化学作用引起的腐蚀。（金属与干燥气体或溶剂直接发生化学反应引起的腐蚀）
脱碳现象
钢铁中的主要成分为：铁、碳、渗碳体。高温下的钢材发生的腐蚀：1）表面氧化，生成一层由氧化铁，三氧化二铁、四氧化三铁组成的氧化皮；2）脱碳现象，就是钢铁中的渗碳体和气体介质发生化学作用而遭破坏。
脱碳现象会导致金属层中的碳逐渐减少，形成脱碳层，致使钢铁硬度减小，机械性能降低，易于破坏。
硫腐蚀
石油加工过程中，含硫原油（含S，硫化氢和有机硫化物等）在高温部位对设备造成严重的腐蚀。含硫原油中的硫和硫化氢直接与铁作用，都生成的是FeS。含硫原油中的有机硫化物在高温下分解，生成硫、硫化氢等，然后对设备造成腐蚀。
氢腐蚀
高温高压（温度在478K以上，压力为30000000Pa以上）时，氢气将会进入钢铁内部与渗碳体作用，致使钢铁脱碳。脱碳是港铁内部出现大量细小裂纹，因此是钢铁的强度等机械性能大大降低。这种腐蚀称为氢腐蚀。（氢腐蚀脱碳与前面所说的氧气、二氧化碳等高温脱碳不同，氧气、二氧化碳等高温脱碳是发生在金属表面，而氢腐蚀脱碳是发生在金属内部，所以氢腐蚀更具有危险性）
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，组成局部电池，暗点化学机理进行反应引起的腐蚀，反应机理与原电池相同。电化学腐蚀的发生是因为在金属表面形成许多小原电池。
析氢腐蚀
酸性
吸氧腐蚀
弱酸、中性
差异充气腐蚀
由于氧气分压不同造成的金属腐蚀，称为差异充气腐蚀，也叫缝隙腐蚀。
地下输油管道：沙土段为阴极、粘土段位阳极。所以粘土段部分的钢管更容易被腐蚀。
船底、桥桩、海上采油平台、储油罐的底部比上部的氧气少，因而底部的电极电势值比上部的电极电势值小而成为阳极而常被腐蚀。
负极/阳极发生腐蚀
防护
改变金属的本质
隔离介质法/覆盖层保护法
涂层
常用的涂料有防腐漆、树脂及沥青等。
衬里
在金属皿表面衬上一层抗腐蚀性好的物质，如铬钢层、玻璃、搪瓷等。茶缸、洗脸盆等，都是用搪瓷作衬里的。
镀层
在金属表面电镀或喷镀上一层抗腐蚀性强的金属，如Cr。
缓蚀剂法
无机缓蚀剂
铬酸盐、重铬酸盐。磷酸盐。碳酸氢盐等
有机缓蚀剂
中性或弱碱性条件下使用。氮硫氧的有机物。苯胺。乌洛托品（六次甲基四胺）、硫脲、若丁（主要组分为二邻苯甲基硫脲-高效酸洗缓蚀剂）、尿素等。
使用方便、见效快
阴极保护法
牺牲阳极的阴极保护法
在钢铁上接一块比它更活泼（电极电势更低）的金属，如：锌、镁等，因为它们比铁更活泼，形成原电池时，这些活泼金属就成了原电池的负极，也就是腐蚀电池的阳极，发生氧化反应被腐蚀。
外加电流的阴极保护法
主要用于土壤、水体中的金属设备的防腐。
