化學(xué)競(jìng)賽氧化還原課件

1、電化學(xué)（初賽要求）電化學(xué)（初賽要求）氧化態(tài)氧化態(tài)氧化還原反應(yīng)的基本概念和反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)與配平氧化還原反應(yīng)的基本概念和反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)與配平原電池、電極符號(hào)、電極反應(yīng)、原電池符號(hào)、原電池反應(yīng)原電池、電極符號(hào)、電極反應(yīng)、原電池符號(hào)、原電池反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)、用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷反應(yīng)的方向及氧化劑標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)、用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷反應(yīng)的方向及氧化劑與還原劑的強(qiáng)弱與還原劑的強(qiáng)弱電解池的電極符號(hào)與電極反應(yīng)、電解與電鍍、電化學(xué)腐蝕、電解池的電極符號(hào)與電極反應(yīng)、電解與電鍍、電化學(xué)腐蝕、常見(jiàn)化學(xué)電源常見(jiàn)化學(xué)電源pH、絡(luò)合劑、沉淀劑對(duì)氧化還原反應(yīng)影響的定性說(shuō)明、絡(luò)合劑、沉淀劑對(duì)氧化還原反應(yīng)影響的定性說(shuō)明一、一、氧化值（或氧化態(tài)

2、）氧化值（或氧化態(tài)）氧化值：是指某元素一個(gè)原子的氧化值：是指某元素一個(gè)原子的“形式荷電數(shù)形式荷電數(shù)”，該荷電，該荷電數(shù)是假定把每一化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子數(shù)是假定把每一化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得的。而求得的。化合價(jià)：區(qū)別與聯(lián)系化合價(jià)：區(qū)別與聯(lián)系有電子得失或電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，被稱(chēng)為氧化還原反應(yīng)。有電子得失或電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，被稱(chēng)為氧化還原反應(yīng)。Cu2+(aq)+Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(s) 得失電子得失電子H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 電子偏移電子偏移 確定氧化值的規(guī)則：確定氧化值的規(guī)則： 單質(zhì)中，元素的氧化值為零。單質(zhì)中，元素的氧化值為零。H2、

3、Cl2、P4、S8等等單原子離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù)單原子離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù) 。Na+、Cl大多數(shù)化合物中，氫的氧化值為大多數(shù)化合物中，氫的氧化值為 +1；特殊：特殊：NaH、SiH4、NaBH4通常，氧在化合物中的氧化值為通常，氧在化合物中的氧化值為-2；特殊：特殊： H2O2、O2、O3、OF2、O2F2 中性分子中，各元素原子的氧化值的代數(shù)和為零中性分子中，各元素原子的氧化值的代數(shù)和為零 ，復(fù)雜離子的電荷，復(fù)雜離子的電荷等于各元素氧化值的代數(shù)和。等于各元素氧化值的代數(shù)和。例：例：求求H5IO6、S4O62、Fe3O4和和S2O32的氧化態(tài)的氧化態(tài)

4、+7、+2.5、+8/3和和+2LaFe4S6 +9/4Na2Fe(CN)5(NO)，已知化合物磁矩為，已知化合物磁矩為0，+2 Fe4S3(NO)7，已知，已知Fe的平均氧化態(tài)的平均氧化態(tài)0.5，求每個(gè)，求每個(gè)Fe的氧化態(tài)。的氧化態(tài)。設(shè)硫的平均氧化態(tài)為設(shè)硫的平均氧化態(tài)為x，(+1) 72+3x=1，x=2Fe(B)平均分到平均分到1個(gè)個(gè)S原子，原子，故其氧化態(tài)為故其氧化態(tài)為+21=+1；其他三個(gè)鐵原子等價(jià)，其氧化其他三個(gè)鐵原子等價(jià)，其氧化態(tài)態(tài)=(21)/3=1二、二、氧化還原半反應(yīng)氧化還原半反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化劑氧化劑還原劑還原劑氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還

5、原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+氧化劑氧化劑 還原劑還原劑 還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物失電子，氧化態(tài)降低失電子，氧化態(tài)降低還原反應(yīng)還原反應(yīng)得電子，氧化態(tài)升高得電子，氧化態(tài)升高氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化還原半反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)氧化還原半反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)一、高氧化態(tài)一、高氧化態(tài)+ne低氧化態(tài)低氧化態(tài)二、配平二、配平三、一個(gè)半反應(yīng)中氧化態(tài)發(fā)生變化的元素只有一個(gè)，三、一個(gè)半反應(yīng)中氧化態(tài)發(fā)生變化的元素只有一個(gè)，人們用人們用“高氧化態(tài)高氧化態(tài)/低氧化態(tài)低氧化態(tài)”來(lái)表示上述半反應(yīng)，并來(lái)表示上述半反應(yīng)，并稱(chēng)之為稱(chēng)之為“電對(duì)電對(duì)”。如。如MnO4/Mn2+電對(duì)表示半反應(yīng)：電對(duì)表示半反應(yīng)： MnO4+

6、8H+5eMn2+4H2O四、半反應(yīng)中各物種按主要存在形態(tài)寫(xiě)出，如強(qiáng)電解四、半反應(yīng)中各物種按主要存在形態(tài)寫(xiě)出，如強(qiáng)電解質(zhì)寫(xiě)成離子形式，在堿性介質(zhì)中質(zhì)寫(xiě)成離子形式，在堿性介質(zhì)中Fe3+寫(xiě)成寫(xiě)成Fe(OH)3沉淀沉淀形式，難溶物和配離子的存在形態(tài)。形式，難溶物和配離子的存在形態(tài)。五、酸表和堿表五、酸表和堿表酸性溶液：酸性溶液：2H+2e H2 堿性溶液：堿性溶液： 2H2O+2e H2+2OH配平原則：配平原則： 電荷守恒：氧化劑得電子數(shù)等于電荷守恒：氧化劑得電子數(shù)等于還原劑失電子數(shù)。還原劑失電子數(shù)。 質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后各元素原子質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后各元素原子總數(shù)相等總數(shù)相等。三、三、氧化還原方程式

7、的配平氧化還原方程式的配平 配平步驟：配平步驟：用離子式寫(xiě)出主要反應(yīng)物和產(chǎn)物用離子式寫(xiě)出主要反應(yīng)物和產(chǎn)物(氣體、純液體、固體氣體、純液體、固體和弱電解質(zhì)則寫(xiě)分子式和弱電解質(zhì)則寫(xiě)分子式)。分別寫(xiě)出氧化劑被還原和還原劑被氧化的半反應(yīng)。分別寫(xiě)出氧化劑被還原和還原劑被氧化的半反應(yīng)。分別配平兩個(gè)半反應(yīng)方程式，等號(hào)兩邊的各種元素的原分別配平兩個(gè)半反應(yīng)方程式，等號(hào)兩邊的各種元素的原子總數(shù)各自相等且電荷數(shù)相等。子總數(shù)各自相等且電荷數(shù)相等。確定兩半反應(yīng)方程式得、失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)。將確定兩半反應(yīng)方程式得、失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)。將兩個(gè)半反應(yīng)方程式中各項(xiàng)分別乘以相應(yīng)的系數(shù)，使得、失兩個(gè)半反應(yīng)方程式中各項(xiàng)分別乘

8、以相應(yīng)的系數(shù)，使得、失電子數(shù)目相同。然后，將兩者合并，就得到了配平的氧化電子數(shù)目相同。然后，將兩者合并，就得到了配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式。有時(shí)根據(jù)需要可將其改為分子方還原反應(yīng)的離子方程式。有時(shí)根據(jù)需要可將其改為分子方程式。程式。酸性介質(zhì)：酸性介質(zhì)： 多多n個(gè)個(gè)O+2n個(gè)個(gè)H+，另一邊，另一邊 +n個(gè)個(gè)H2O堿性介質(zhì)：堿性介質(zhì)： 多多n個(gè)個(gè)O+n個(gè)個(gè)H2O，另一邊，另一邊 +2n個(gè)個(gè)OH氧化數(shù)配平方法氧化數(shù)配平方法1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出反應(yīng)物與生成物的化學(xué)式、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出反應(yīng)物與生成物的化學(xué)式2、寫(xiě)出氧化數(shù)及其變化情況、寫(xiě)出氧化數(shù)及其變化情況3、根據(jù)氧化態(tài)的變化情況配系數(shù)、根據(jù)氧化態(tài)的變

9、化情況配系數(shù)4、觀察法配平原子個(gè)數(shù)、觀察法配平原子個(gè)數(shù)5、注明反應(yīng)條件、物質(zhì)狀態(tài)并檢查、注明反應(yīng)條件、物質(zhì)狀態(tài)并檢查)aq(SOK)aq(MnSO )aq(SOK)aq(KMnO424酸性溶液中324)g( NO)aq(SOH)aq(AsOH)aq(HNO) s (SAs 424333228NOSO9HAsO6H O4H 28HNOS3As424323322KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+3H2OCu+HNO3(稀稀)Cu(NO3)2+NO +H2O 2 33Cu+2HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO +H2O3Cu+2HNO3(稀稀)+6HNO33

10、Cu(NO3)2+2NO +3H2O3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO +3H2OFeS2 + O2=Fe2O3+SO2 +5.5 2 44FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 有機(jī)物轉(zhuǎn)移的電子數(shù)估算：有機(jī)物轉(zhuǎn)移的電子數(shù)估算：例：例：C6H5C2H5C6H5COOH+CO21、先配、先配OC6H5C2H5+4H2OC6H5COOH+CO22、再配、再配HC6H5C2H5+4H2OC6H5COOH+CO2+12H+3、根據(jù)電荷平衡得電子數(shù)、根據(jù)電荷平衡得電子數(shù)C6H5C2H5+4H2OC6H5COOH+CO2+12H+12e寫(xiě)出酸性介質(zhì)中寫(xiě)出酸性介質(zhì)中KMnO4氧化乙苯的

11、反應(yīng)：氧化乙苯的反應(yīng)：5C6H5C2H5+12MnO4+36H+5C6H5COOH+5CO2+12Mn2+28H2O在在AtI中加入中加入I2和和I的混合溶液，滴加的混合溶液，滴加AgNO3溶液，溶液，發(fā)現(xiàn)所得沉淀中只有發(fā)現(xiàn)所得沉淀中只有AgI而沒(méi)有共沉淀的而沒(méi)有共沉淀的AgAt（如（如果有果有AgAt，必然會(huì)被共沉淀），然而在上述產(chǎn)物，必然會(huì)被共沉淀），然而在上述產(chǎn)物中加入中加入Pb(IO3)2卻發(fā)現(xiàn)有砹的共沉淀。寫(xiě)出有關(guān)化卻發(fā)現(xiàn)有砹的共沉淀。寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式，解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)方程式，解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。AtI + 2I2 + 5Ag+ + 3H2O = 5AgI + AtO3 + 6H

12、+ I3 7 （把（把I2改為改為I3也可，但仍應(yīng)配平）也可，但仍應(yīng)配平） AtO3 與與Pb(IO3)2共沉淀。共沉淀。1、原電池的構(gòu)造原電池的構(gòu)造Cu-Zn原電池裝置原電池裝置四、四、原電池原電池鹽橋：鹽橋：1、離子移動(dòng)、離子移動(dòng)K+移向正極移向正極Cl移向負(fù)極移向負(fù)極2、支撐固定作用、支撐固定作用 (aq) Zn 2eZn(s)：)( 極極2- - - -氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)電子流出電子流出負(fù)負(fù) Cu(s) 2e(aq)Cu：)( 極極2 - - 還原反應(yīng)還原反應(yīng)電子流入電子流入正正Cu(s)(aq) Zn(aq)Cu Zn(s) 電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：22 原電池構(gòu)成條件：原電池構(gòu)成條件：

13、1) 任何一種氧化還原反應(yīng)，都能裝成原電池任何一種氧化還原反應(yīng)，都能裝成原電池 2) 任何兩種金屬插入電解質(zhì)溶液都可構(gòu)成原電池任何兩種金屬插入電解質(zhì)溶液都可構(gòu)成原電池 3) 原電池使化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能需滿(mǎn)足三個(gè)條件：氧原電池使化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能需滿(mǎn)足三個(gè)條件：氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極上進(jìn)行、構(gòu)成電流回路。兩極上進(jìn)行、構(gòu)成電流回路。/CuCu，/ZnZn 電對(duì)：電對(duì)：22 金屬導(dǎo)體如金屬導(dǎo)體如 Cu、Zn 惰性導(dǎo)體如惰性導(dǎo)體如 Pt、石墨棒、石墨棒電極電極還原型還原型 e 氧化型氧化型- - Z下圖是一種正在投入生產(chǎn)的大型蓄電

14、系統(tǒng)。左右兩側(cè)為電解下圖是一種正在投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。左右兩側(cè)為電解質(zhì)儲(chǔ)罐，中央為電池，電解質(zhì)通過(guò)泵不斷在儲(chǔ)罐和電池間循質(zhì)儲(chǔ)罐，中央為電池，電解質(zhì)通過(guò)泵不斷在儲(chǔ)罐和電池間循環(huán)；電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為離子選擇性膜，在電環(huán)；電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為離子選擇性膜，在電池放電和充電時(shí)該膜可允許鈉離子通過(guò)；放電前，被膜隔開(kāi)池放電和充電時(shí)該膜可允許鈉離子通過(guò)；放電前，被膜隔開(kāi)的電解質(zhì)為的電解質(zhì)為Na2S2和和NaBr3，放電后，分別變?yōu)椋烹姾?，分別變?yōu)镹a2S4和和NaBr。+_ _泵泵泵泵電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)電電解解質(zhì)質(zhì)

15、儲(chǔ)儲(chǔ)罐罐儲(chǔ)儲(chǔ)罐罐離離子子選選擇擇性性膜膜電電電電極極極極電源/負(fù)載51 左、右儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)分別為；左、右儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)分別為；52 寫(xiě)出電池充電時(shí)，陽(yáng)極和陰極的電極反應(yīng)。寫(xiě)出電池充電時(shí)，陽(yáng)極和陰極的電極反應(yīng)。53 寫(xiě)出電池充、放電的反應(yīng)方程式。寫(xiě)出電池充、放電的反應(yīng)方程式。54 指出在充電過(guò)程中鈉離子通過(guò)膜的流向。指出在充電過(guò)程中鈉離子通過(guò)膜的流向。51 左左 ：NaBr3/NaBr（1分；只寫(xiě)一種也可）分；只寫(xiě)一種也可） 右右 : Na2S2/Na2S4 （1分；只寫(xiě)一種也可）分；只寫(xiě)一種也可） 52 陽(yáng)極：陽(yáng)極：3NaBr 2e- = NaBr3 + 2Na+ (1分分) 陰極：陰極：N

16、a2S4+2Na+2e-=2Na2S2 (1分分)53 寫(xiě)出電池充、放電的反應(yīng)方程式。寫(xiě)出電池充、放電的反應(yīng)方程式。 54 Na+ 的流向?yàn)閺淖蟮接?。（的流向?yàn)閺淖蟮接摇＃?分）分） 2Na2S2+ NaBr3Na2S4+ NaBr3放電充電)( Cu )L(1.0molCu )L(1.0mol Zn Zn )( 1212- 書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的規(guī)則：書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的規(guī)則： 負(fù)極負(fù)極“”在左邊，正極在左邊，正極“+”在右邊，在右邊，鹽橋用鹽橋用“”表示。表示。 純液體、固體和氣體寫(xiě)在惰性電極一純液體、固體和氣體寫(xiě)在惰性電極一邊用邊用“,”分開(kāi)。分開(kāi)。 半電池中兩相界面用半電池中兩相界面用“ ”分開(kāi)

17、，同分開(kāi)，同相不同物種用相不同物種用“,”分開(kāi)，溶液、氣體要注明分開(kāi)，溶液、氣體要注明cB，pB 。五、原電池符號(hào)五、原電池符號(hào)同一溶液中同一溶液中, 不同離子在負(fù)極按氧化數(shù)升高的順序不同離子在負(fù)極按氧化數(shù)升高的順序, 正極按下降順序，并用正極按下降順序，并用“,”隔開(kāi)，且注明濃度隔開(kāi)，且注明濃度惰性電極一般為惰性電極一般為Pt和和C，在必要時(shí)才使用，如果已有，在必要時(shí)才使用，如果已有金屬，則不用惰性電極；書(shū)寫(xiě)時(shí)用括號(hào)括起來(lái)金屬，則不用惰性電極；書(shū)寫(xiě)時(shí)用括號(hào)括起來(lái)。含氣體的電極一般將氣體緊接電極材料含氣體的電極一般將氣體緊接電極材料Pt和和C113212L2.0mol2ClL0.1mol2Fe

18、 101325PaClL1.0mol2Fe - 例例1：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并以原電：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并以原電池符號(hào)表示。池符號(hào)表示。)(Pt ， 101325PaCl L2.0molCl L0.1molFe , L1.0molFe Pt )( 211312-解解：)(aq2Cl 2e)g(Cl 極極 正正2- - - )(aqFe e)(aqFe 極極 負(fù)負(fù) 32 - - - -對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O寫(xiě)出其正、負(fù)極反應(yīng)及原電池符號(hào)寫(xiě)出其正、負(fù)極反應(yīng)及原電池符號(hào)對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng)2Fe3+2I= 2Fe2+I2寫(xiě)出其正、負(fù)極反應(yīng)及原電池符

19、號(hào)寫(xiě)出其正、負(fù)極反應(yīng)及原電池符號(hào)正極反應(yīng)：正極反應(yīng)： NO3+4H+3e=NO+2H2O；負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)： Cu2e=Cu2+原電池符號(hào)：原電池符號(hào)：()Cu|Cu2+(c2)| NO3(c1)|NO(p),Pt(+)正極反應(yīng)：正極反應(yīng)： Fe3+e=Fe2+；負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)： 2I2e=I2原電池符號(hào)：原電池符號(hào)：()Pt|I(c1)|I2(c2)|Fe3+(c3),Fe2+(c4)|Pt(+)電極的分類(lèi)電極的分類(lèi)1、第一類(lèi)電極、第一類(lèi)電極金屬金屬-金屬離子電極金屬離子電極第一類(lèi)電極的電位僅與金屬離子的活度有關(guān)。第一類(lèi)電極的電位僅與金屬離子的活度有關(guān)。2、第二類(lèi)電極、第二類(lèi)電極二個(gè)相

20、界面二個(gè)相界面,常用作參比電極常用作參比電極 負(fù)極：負(fù)極：Ag, AgClCl(c1)；正極：正極： Cl(c1) AgCl, Ag3、第三類(lèi)電極、第三類(lèi)電極4、 2MnO4+10Cl+16H+=2Mn2+5Cl2 +8H2O正極反應(yīng)正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)電池符號(hào)：電池符號(hào)：Pt, Cl2(p) Cl(c1) MnO4(c2), Mn2+(c3), H+(c4)|Pt六、六、原電池電動(dòng)勢(shì)原電池電動(dòng)勢(shì)1、電流從正極到負(fù)極，電子從負(fù)極到正極、電流從正極到負(fù)極，電子從負(fù)極到正極2、正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)、正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)3、E= (+) ()4、E= (+) () 5、上標(biāo)、上標(biāo)“”代表熱力學(xué)標(biāo)

21、準(zhǔn)態(tài)代表熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài))( Cu )L(1.0molCu )L(1.0molZn Zn )( -1212電極電勢(shì)產(chǎn)生的原因1、產(chǎn)生原因：雙電層、產(chǎn)生原因：雙電層2、影響因素、影響因素（1）電極的本性：金屬越活潑，失去電子）電極的本性：金屬越活潑，失去電子趨勢(shì)越強(qiáng)，電極電勢(shì)越低趨勢(shì)越強(qiáng)，電極電勢(shì)越低（2）外界條件如溫度、介質(zhì)、離子濃度等）外界條件如溫度、介質(zhì)、離子濃度等（3）選擇性吸附）選擇性吸附3、電極電勢(shì)的差異是電子流動(dòng)的根本原因、電極電勢(shì)的差異是電子流動(dòng)的根本原因標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極/HH 電對(duì)：電對(duì)：2+電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：表示為：表示為：H+ H2(g),Pt標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE

22、)()V000. 0/HH2=+ ( )gH 2eaq)(H22+標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)1.1.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)電對(duì)電對(duì)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)： )( 原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)：原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)： - - E )( Cu )L(1.0molCu 12 - - 2.電極電勢(shì)的測(cè)定電極電勢(shì)的測(cè)定 )L(1.0molH )(H ,Pt )(12 - - - pV340. 0)/HH()/CuCu(22 - - EV340. 0)/CuCu( 2 則則 H2Cu H Cu22 采用還原電勢(shì)；與半反應(yīng)的方向無(wú)關(guān)采用還原電勢(shì)；與

23、半反應(yīng)的方向無(wú)關(guān)3. .標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表 小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)；小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)； 大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)。大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)。 無(wú)加和性無(wú)加和性 一些電對(duì)的一些電對(duì)的 與介質(zhì)的酸堿性有關(guān)與介質(zhì)的酸堿性有關(guān)2H+2eH2；酸性介質(zhì)：酸性介質(zhì)： A=0.000 V2H2O+2eH2+2OH；堿性介質(zhì)：；堿性介質(zhì)： B=0.83 V V36. 1 (aq)Cl e(g)Cl21 2 - - - V36. 1 (aq)2Cl 2e)g(Cl2 - - - （5）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是熱力學(xué)數(shù)據(jù)，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。如）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是熱力學(xué)數(shù)據(jù)，與反

24、應(yīng)速率無(wú)關(guān)。如鈣的電極電勢(shì)比鈉小，但鈉與水的反應(yīng)比鈣與水反應(yīng)激鈣的電極電勢(shì)比鈉小，但鈉與水的反應(yīng)比鈣與水反應(yīng)激烈得多。烈得多。（6）標(biāo)態(tài)下的電極電勢(shì)只適用于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)的判）標(biāo)態(tài)下的電極電勢(shì)只適用于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)反應(yīng)的判斷，非標(biāo)態(tài)下的電極電勢(shì)將發(fā)生變化，情況可能發(fā)生逆斷，非標(biāo)態(tài)下的電極電勢(shì)將發(fā)生變化，情況可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，如標(biāo)態(tài)下轉(zhuǎn)，如標(biāo)態(tài)下MnO2與與HCl反應(yīng)不能制備出氯氣，事實(shí)上反應(yīng)不能制備出氯氣，事實(shí)上我們是可以用我們是可以用MnO2與濃與濃HCl反應(yīng)來(lái)制備出氯氣的。反應(yīng)來(lái)制備出氯氣的。只有當(dāng)電極電勢(shì)改變的幅度不大時(shí)，才可以近似用標(biāo)準(zhǔn)只有當(dāng)電極電勢(shì)改變的幅度不大時(shí)，才可以近似用標(biāo)準(zhǔn)電極電

25、勢(shì)來(lái)處理象氧化劑（還原劑）強(qiáng)弱和反應(yīng)方向的電極電勢(shì)來(lái)處理象氧化劑（還原劑）強(qiáng)弱和反應(yīng)方向的判斷等問(wèn)題。判斷等問(wèn)題。（7）電極電勢(shì)只適用于水溶液體系，非水溶劑反應(yīng)和高）電極電勢(shì)只適用于水溶液體系，非水溶劑反應(yīng)和高溫、低溫固相反應(yīng)不能用電極電勢(shì)作任何判斷依據(jù)。溫、低溫固相反應(yīng)不能用電極電勢(shì)作任何判斷依據(jù)。七、電極電勢(shì)的應(yīng)用七、電極電勢(shì)的應(yīng)用（一）（一） 判斷氧化劑判斷氧化劑 、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)；小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)； 大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)。大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)?？偨Y(jié)總結(jié)P360表表11-11、還原型只能與還原型

26、比較、還原型只能與還原型比較 氧化型只能與氧化型比較氧化型只能與氧化型比較2、還原劑的強(qiáng)弱次序、還原劑的強(qiáng)弱次序3、氧化劑的強(qiáng)弱次序、氧化劑的強(qiáng)弱次序（二）（二）判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向E 0 反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；E 0 反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。 對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的反應(yīng)：對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的反應(yīng)：反應(yīng)正向進(jìn)行；反應(yīng)正向進(jìn)行； 0 0.2VEE 反應(yīng)逆向進(jìn)行。反應(yīng)逆向進(jìn)行。 0 0.2V- EE 判斷判斷用用 0.2V V2 . 0EE - - Fe OH222 發(fā)生的反應(yīng)：發(fā)生的反應(yīng)：與與解：解：)aq(OH 2e)aq(2H)g(O222 -

27、 - V6945. 0 ) l (O2H 2e)aq(2H)aq(OH222 - - V763. 1 )aq(Fe e)aq(Fe23 - - 0.769V ) s (Fe 2e)aq(Fe2 - - 0.4089V - - ) l (O2H)aq(Fe2)aq(2H )aq(Fe2)aq(OH23222 )Fe/Fe( )OH/OH(23222- - E（三）（三）計(jì)算原電池標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)、原電池反應(yīng)的計(jì)算原電池標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)、原電池反應(yīng)的 rGm 、K G=Wmax G為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，Wmax已經(jīng)包含了負(fù)號(hào)已經(jīng)包含了負(fù)號(hào)Wmax=Q E=nFE G=nFE G =nFE F96487 JV1moL

28、1或或96487 cmoL1 例：例：Zn+Cu2+=Zn2+Cu G =2 96.487 kJV1moL1 1.10 V=212 kJmoL1帶單位運(yùn)算！帶單位運(yùn)算！例：例：Cl2+2Fe2+=2Fe3+2Cl (1) 1/2Cl2+Fe2+=Fe3+Cl (2)注意：注意：1、反應(yīng)要配平、反應(yīng)要配平2、 G (1)=2 G (2)，因?yàn)?，因?yàn)閚值不通值不通 G =RTlnK ，lnK =nFE /RTlgK =nE /0.0592故：故： K (1)=K (2)2 G 以及以及K 與方程式書(shū)寫(xiě)有關(guān)與方程式書(shū)寫(xiě)有關(guān)例：例：Zn+Cu2+=Zn2+CuK =1.45 1037=Zn2+/Cu2

29、+，說(shuō)明反應(yīng)很完全。，說(shuō)明反應(yīng)很完全。)()(ln還原態(tài)氧化態(tài)brarTTCCnFRTNernst equation (方程 / 公式)FFarady常數(shù)，F(xiàn)=96485.3415 C/mole(1 mole 的電量), 當(dāng)T=298.15 K時(shí):)()(lg05916. 0298還原態(tài)氧化態(tài)brarCCn八、非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)能斯特方程)()(lg3415.96485302585. 215.298314472. 8298298還原態(tài)氧化態(tài)brarCCn例：寫(xiě)出下列電對(duì)的電極反應(yīng)和例：寫(xiě)出下列電對(duì)的電極反應(yīng)和Nernst方程式：方程式：Zn2+ / Zn：Zn2+ + 2e = ZnBr2 / B

30、r- -：Br2 + 2e = 2Br- -Cl2 / Cl- -: Cl2 + 2e = 2Cl- - )Zn(lg2059. 02/ZnZn/ZnZn22rC)Br(1lg2059. 02/BrBr/BrBr22-rC)Cl(/ )Cl(lg2059. 022/ClCl/ClCl22-rCpp O2/OH- -：O2 + 2H2O + 4e = 4OH- -)OH(/ )O(lg4059. 042/OHO/OHO22-rCppMnO2/Mn2+2+：MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ 2+ + 2H2O)Mn()H(lg2059. 024/MnMnO/MnMnO2222rrCC例

31、：計(jì)算下列電極在例：計(jì)算下列電極在298 K時(shí)的電極電勢(shì)時(shí)的電極電勢(shì)1) Cu | Cu2+(mr=0.1); 2) (Pt) H2(90 kPa) | H+(mr=0.01)解：解：1) 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： Cu2+ + 2e = Cu 由由 Nernst方程得：方程得：)Cu(lg2059. 02/CuCu/CuCu22rC0295. 03419. 01 . 0lg2059. 03419. 0/CuCu2-)V( 3124. 02) 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： 2H+ + 2e = H2由由 Nernst方程得：方程得：ppCr/ )H()H(lg2059. 022/HH/HH22(V) 11

32、67. 01167. 00100/9001. 0lg2059. 002-對(duì)于半反應(yīng)或電極反應(yīng)：對(duì)于半反應(yīng)或電極反應(yīng)： = +(0.0592/n)lg氧化型氧化型/還原型還原型對(duì)于半反應(yīng)或電極反應(yīng)：對(duì)于半反應(yīng)或電極反應(yīng)：E=E (0.0592/n)lgJ(濃度商濃度商)H+/H2：2H+ + 2e = H2ppCr/ )H()H(lg2059. 022/HH/HH22能斯特方程的應(yīng)用能斯特方程的應(yīng)用1、濃度與氣體壓力對(duì)電極電勢(shì)的影響、濃度與氣體壓力對(duì)電極電勢(shì)的影響定量計(jì)算定量計(jì)算定性分析：增大定性分析：增大氧化型氧化型， 增大，氧化型氧化能力增強(qiáng)增大，氧化型氧化能力增強(qiáng) 增大增大還原型還原型，

33、減小，還原型還原能力增強(qiáng)減小，還原型還原能力增強(qiáng)注意：氣體壓力一定要除以注意：氣體壓力一定要除以100 kPa例：由例：由Ag|Ag+(cr=0.01) 和和 Pb|Pb2+(cr=1.0) 電極裝成電極裝成原電池，判斷正、負(fù)極，計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)。原電池，判斷正、負(fù)極，計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)。解：對(duì)于解：對(duì)于Ag|Ag+(cr=0.01) , 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：Ag+ + e = Ag由由 Nernst方程得：方程得：)Ag(lg1059. 0/AgAg/AgAgrC)V(6816. 0118. 07996. 0- 對(duì)于對(duì)于Pb|Pb2+(cr=1.0), 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：Pb2+ + 2e

34、= Pb因此，因此，Ag+/Ag 為正極，為正極，Pb2+/Pb 為負(fù)極為負(fù)極電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：E = (+) (- -) = 0.6816 (0.1262) = 0.8078 (V) (V) 1262. 0/PbPb/PbPb22-2、 pH值對(duì)電極電勢(shì)的影響值對(duì)電極電勢(shì)的影響(1)電極反應(yīng)中出現(xiàn)電極反應(yīng)中出現(xiàn)H+、OH- -時(shí)，時(shí)， pH對(duì)對(duì) 有影響；有影響；(2)H+、OH- -前的系數(shù)越大，前的系數(shù)越大， pH對(duì)對(duì) 的影響越大。的影響越大。(3)含氧化合物只有在酸性介質(zhì)中才表現(xiàn)出氧化型。含氧化合物只有在酸性介質(zhì)中才表現(xiàn)出氧化型。(4)介質(zhì)的酸堿性甚至影響產(chǎn)物介質(zhì)的酸堿性甚至影響產(chǎn)物, M

35、nO4- - 酸酸Mn2+(無(wú)色溶液無(wú)色溶液); 中中MnO2(棕色沉淀棕色沉淀); 堿堿MnO42(亮綠色溶液亮綠色溶液) ： 大大 小小 氧化性：氧化性： 強(qiáng)強(qiáng) 弱弱(5)介質(zhì)的酸堿性甚至影響反應(yīng)物的質(zhì)變介質(zhì)的酸堿性甚至影響反應(yīng)物的質(zhì)變 如如: H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O O2 + 2H+ + 2e = H2O2pH , H2O2氧化性氧化性 , 充當(dāng)氧化劑充當(dāng)氧化劑pH , H2O2還原性還原性 , 充當(dāng)還原劑充當(dāng)還原劑FeH2O系電勢(shì)系電勢(shì)pH圖（圖（298K，101325Pa）氧線(xiàn)：氧線(xiàn)： O2+4H+4e-=2H2O = +(0.0592/4)lgH+4 (p/p

36、 ) p=p , = -0.0592pH 氫線(xiàn)： 2H+2e-=2H2 = +(0.0592/2)lgH+2 (p/p )2p=p , =-0.0592pH pH (O2/H2O) (H+/H2)0 1.229 0 0.815 -0.414714 0.401 -0.828 pH圖（圖（298K，101325Pa）1、氧線(xiàn)以上的電對(duì)氧化型氧化水、氧線(xiàn)以上的電對(duì)氧化型氧化水如如 F2 + 2 H2O = 4HF + O22、氫線(xiàn)以下電對(duì)還原型還原水、氫線(xiàn)以下電對(duì)還原型還原水如如 2Na + 2H2O = 2NaOH + H23、中間為水溶液穩(wěn)定區(qū)域、中間為水溶液穩(wěn)定區(qū)域(A/B)在氧線(xiàn)以下氫線(xiàn)以上

37、，在氧線(xiàn)以下氫線(xiàn)以上，A、B、H2O穩(wěn)定共存。穩(wěn)定共存。4、Fe2+容易被氧氣氧化，堿性介質(zhì)更容易容易被氧氣氧化，堿性介質(zhì)更容易5、I2/I電對(duì)電對(duì)（1）KI溶液在空氣中變黃溶液在空氣中變黃（2）酸性介質(zhì)中可與）酸性介質(zhì)中可與Fe3+反應(yīng)反應(yīng)（3）與）與KNO3無(wú)現(xiàn)象，加酸立即反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象，加酸立即反應(yīng)3、 弱酸、弱堿形成對(duì)電極電勢(shì)的影響弱酸、弱堿形成對(duì)電極電勢(shì)的影響求求 (HAc/H2)HAc+e=1/2H2+Ac (HAc/H2)= (H+/H2)= (H+/H2)+0.0592lgH+=0.0592lg1.8 105=0.28 V4、難溶化合物的形成、難溶化合物的形成對(duì)電極電勢(shì)的影響對(duì)電極

38、電勢(shì)的影響已知已知 (Ag+/Ag)=0.7996 V， (AgCl/Ag)=0.2223 V，求求Ksp(AgCl) (AgCl/Ag)= (Ag+/Ag)= (Ag+/Ag)+0.0592lgAg+= (Ag+/Ag)+0.0592lgKspKsp=1.77 1010設(shè)計(jì)成原電池求解設(shè)計(jì)成原電池求解(+)：AgCl+e=Ag+Cl(-): Ag-e=Ag+電池：電池：Ag+AgCl=Ag+Cl+Ag練習(xí)：求練習(xí)：求 Fe(OH)3/Fe(OH)2=?預(yù)測(cè)大小：預(yù)測(cè)大?。?(Ag+/Ag) (AgCl/Ag) (AgBr/Ag) (AgI/Ag)5、配合物的形成、配合物的形成對(duì)電極電勢(shì)的影響

39、對(duì)電極電勢(shì)的影響電極反應(yīng)電極反應(yīng) lgK穩(wěn)穩(wěn)Hg(CN)42+2e=Hg+4CN0.3741.5HgI42+2e=Hg+4I0.0429.6HgBr42+2e=Hg+4Br+0.2121.6HgCl42+2e=Hg+4Cl +0.3815.2Hg2+2e=Hg+0.856、電極電勢(shì)與氧化還原方向的逆轉(zhuǎn)電極電勢(shì)與氧化還原方向的逆轉(zhuǎn)（1）AsO33+I2+2OH=AsO43+2I+H2O pH=59（2）Bi(OH)3+Cl2+3OH=BiO3+2Cl+3H2OBiO3+2Cl+6H+=Bi3+Cl2 +3H2O7、濃差電池濃差電池（）Ag|Ag+(0.01 M)|Ag+(0.1 M)|Ag(+)

40、正極反應(yīng)正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)電池反應(yīng)電池反應(yīng)平衡常數(shù)平衡常數(shù)K =1，E =0，E 0E=0 8、決定金屬活動(dòng)順序的因素決定金屬活動(dòng)順序的因素（1）原子化焓，即升華焓）原子化焓，即升華焓（2）電離能（氣態(tài)原子的失去電子能力）：）電離能（氣態(tài)原子的失去電子能力）：LiNaNa+K+是熱力學(xué)討論，不涉及動(dòng)力學(xué)是熱力學(xué)討論，不涉及動(dòng)力學(xué)解：解：(1) 電極反應(yīng)電極反應(yīng) () 極：極： 6Cl- - 6e = 3Cl2 (+) 極：極：Cr2O72- - + 6e + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O E = (+) (- -) = 1.232 1.3583 = 0.1263 (V) 0，即

41、，即 (+) 、 (- -) 由電極反應(yīng)的由電極反應(yīng)的Nernst方程有：方程有： m(Cr2O72- -) , m(Cl- -), m(H+) ; m(Cr3+), p(Cl2) 加大濃度加大濃度,但溶解度有限但溶解度有限 產(chǎn)物產(chǎn)物m不易不易 且且Cl2壓壓力要高于力要高于p外外才能出來(lái)才能出來(lái)- )Cr()H()OCr(lg6059. 03214272/CrOCr/CrOCr32723272rrrmmm- )Cl()Cl(lg2059. 022/ClCl/ClCl22rrmp用濃鹽酸用濃鹽酸Cr2O72- - + 6Cl- - + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O + 3Cl2 ()

42、 極：極： 6Cl- - 6e = 3Cl2 (+) 極：極： Cr2O72- - + 6e + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O九、元素電勢(shì)圖的應(yīng)用九、元素電勢(shì)圖的應(yīng)用把同種元素不同氧化態(tài)間的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按照由高到低的順序把同種元素不同氧化態(tài)間的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按照由高到低的順序排成圖解：又稱(chēng)拉蒂默排成圖解：又稱(chēng)拉蒂默(Latimer)圖圖FeFeO42-Fe3+2.20V0.771VFe2+-0.447V0.037V(1) 判斷氧化劑、還原劑的強(qiáng)弱判斷氧化劑、還原劑的強(qiáng)弱(2) 判斷中間氧化態(tài)能否歧化？判斷中間氧化態(tài)能否歧化？1.679V1.507V1.224VMnO4MnO42MnO2

43、Mn3+Mn2+0.558V2.24V0.907V1.541V(3) 計(jì)算未知電對(duì)的電極電勢(shì)計(jì)算未知電對(duì)的電極電勢(shì)例題：已知例題：已知Br的元素電勢(shì)圖如下的元素電勢(shì)圖如下- - - - - - Br 1.0774 Br 0.4556 BrO BrO 2 3 0.6126 2 3 1 (1)求求 1、 2、 3。(2)判斷哪些物種可以歧化判斷哪些物種可以歧化? (3) Br2(l)和和NaOH(aq)混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物是什么？寫(xiě)混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物是什么？寫(xiě)出反應(yīng)方程式并求其出反應(yīng)方程式并求其K 。(1) 1=0.5357 V 2=0.7665 V 3=0.5196 V(2)Br2和和BrO-可以歧化

44、。可以歧化。(3) Br2(l)和和NaOH(aq)混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物是混合最穩(wěn)定的產(chǎn)物是BrO3和和Br離子。離子。K =1.29 1047十、電解十、電解(一一) 電解池的組成和電極反應(yīng)電解池的組成和電極反應(yīng) 陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極 +M+ X- -H+ + OH- -得得e還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化數(shù)氧化數(shù) 失失e氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化數(shù)氧化數(shù) 放電放電電極符號(hào)：電極符號(hào)：1、惰性電極，、惰性電極，Pt, H2|H+2、金屬電極，、金屬電極，Cu2+|Cu一般用氧化型一般用氧化型|還原型表示還原型表示界面用界面用“|”表示，非表示，非界面用界面用“，”表示表示氣體靠近電極材料氣體靠近電極材料陰極陰極陽(yáng)極

45、陽(yáng)極 +M+ X- -H+ + OH- -得得e還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化數(shù)氧化數(shù) 失失e氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化數(shù)氧化數(shù) 放電放電陰極上陰極上 ?離子離子(先先)得到電子得到電子?陽(yáng)極上陽(yáng)極上 ?離子離子(先先)失去電子失去電子?什么離子先放電？什么離子先放電？陰極與陽(yáng)極的劃分陰極與陽(yáng)極的劃分電極反應(yīng)：陰極反應(yīng)、陽(yáng)極反應(yīng)電極反應(yīng)：陰極反應(yīng)、陽(yáng)極反應(yīng)精練銅：精練銅：陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：Cu2+2e=Cu(析出、鍍層析出、鍍層)陽(yáng)極反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：Cu-2e=Cu2+(溶解溶解) 的影響：的影響：首先首先, 陰極上放電的總是陰極上放電的總是+離子離子, 即氧化態(tài)物質(zhì)即氧化態(tài)物質(zhì)(M+,H+等等)陰極：陰極

46、： 的氧化態(tài)物質(zhì)，的氧化態(tài)物質(zhì)，氧化性較強(qiáng)，得氧化性較強(qiáng)，得e能力較強(qiáng)，更易得到能力較強(qiáng)，更易得到e, 先放電先放電陽(yáng)極：陽(yáng)極： 的還原態(tài)物質(zhì)，的還原態(tài)物質(zhì)，還原性較強(qiáng)，失還原性較強(qiáng)，失e能力較強(qiáng)，更易失去能力較強(qiáng)，更易失去e, 先放電先放電因此，在每一極上，只要計(jì)算出可能放電的各種離子的電極電勢(shì)，因此，在每一極上，只要計(jì)算出可能放電的各種離子的電極電勢(shì)，便不難判斷放電的先后次序便不難判斷放電的先后次序:陰極：陰極： 的氧化態(tài)物質(zhì)的氧化態(tài)物質(zhì) 優(yōu)先優(yōu)先陽(yáng)極：陽(yáng)極： 的還原態(tài)物質(zhì)的還原態(tài)物質(zhì) 優(yōu)先優(yōu)先(二二) 影響電極反應(yīng)的主要因素影響電極反應(yīng)的主要因素例例: 用用C電極電極, p 下電解下電解

47、cr=1.0 的的CuCl2中性水溶液中性水溶液 陰極陰極 陽(yáng)極陽(yáng)極Cu2+ Cl- -H+ + OH- -電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：Cu2+ + 2e = Cu2H+ + 2e = H2Cl2 + 2e = 2Cl- -O2 + 2H2O + 4e = 4OH- -陰極：陰極： (Cu2+/Cu) = (Cu2+/Cu) = 0.3419 (V) (H+/H2) = (H+/H2) +(0.059/2)lgcr2(H+)/pr(H2)=- -0.413 (V)陽(yáng)極陽(yáng)極: (Cl2/Cl- -)= +(0.059/2)lgpr/cr2(Cl- -)=1.35830.0178=1.3405 (V) (

48、O2/OH-) = + (0.059/4)lgpr/cr4(OH- -)=0.401+0.413=0.814 (V)電極的極化和超電勢(shì)電極的極化和超電勢(shì)由電極極化導(dǎo)致電解池中陽(yáng)極和陰極的實(shí)際析出電勢(shì)都由電極極化導(dǎo)致電解池中陽(yáng)極和陰極的實(shí)際析出電勢(shì)都與理論析出電勢(shì)有差別：與理論析出電勢(shì)有差別： 實(shí)析實(shí)析 理析理析陽(yáng)極：陽(yáng)極： 實(shí)析較高實(shí)析較高: 實(shí)析實(shí)析 理析理析 =| 實(shí)析實(shí)析 理析理析|= 陽(yáng)陽(yáng)陰極：陰極： 實(shí)析較低實(shí)析較低: 理析理析 實(shí)析實(shí)析 =| 實(shí)析實(shí)析 理析理析|= 陰陰超電勢(shì)都超電勢(shì)都0 理析理析I=0平衡平衡I0電解電解 陽(yáng)陽(yáng) 陰陰 理析理析 實(shí)析實(shí)析 實(shí)析實(shí)析V理論分解理論分

49、解V實(shí)際分解實(shí)際分解I陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極已知：已知： 陰陰 極極 陽(yáng)陽(yáng) 極極 的氧化態(tài)物質(zhì)先放電的氧化態(tài)物質(zhì)先放電 的還原態(tài)物質(zhì)先放電的還原態(tài)物質(zhì)先放電在接近電極表面處在接近電極表面處“+”離子離子 “”離子放電后，余來(lái)離子放電后，余來(lái)不不放電后因擴(kuò)散不及放電后因擴(kuò)散不及, 濃度濃度 及擴(kuò)散到位，濃度及擴(kuò)散到位，濃度 (1) 濃差極化濃差極化(2) 電化學(xué)極化電化學(xué)極化 陰陰 極極 陽(yáng)陽(yáng) 極極 H+H2O = H+ + H2O OHH2O = OH+ H2O H+ + e = H 2OH 2e = H2O + O H + H = H2 O + O = O2 大量大量 H2 氣泡氣泡 大量大量 O

50、2 氣泡氣泡分解電壓與超電壓分解電壓與超電壓 理析理析0I0 陽(yáng)陽(yáng) 陰陰 理析理析 實(shí)析實(shí)析 實(shí)析實(shí)析V理分理分V實(shí)分實(shí)分I陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極電化學(xué)腐蝕與常見(jiàn)化學(xué)電源電化學(xué)腐蝕與常見(jiàn)化學(xué)電源(一一) 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 鐵的生銹過(guò)程鐵的生銹過(guò)程原電池反應(yīng)：原電池反應(yīng)：()Fe2e=Fe2+ ；負(fù)極上的氧化反應(yīng)常叫陽(yáng)極；負(fù)極上的氧化反應(yīng)常叫陽(yáng)極(+)O2+4e+4H+=2H2O；正極上發(fā)生還原反應(yīng)常叫陰；正極上發(fā)生還原反應(yīng)常叫陰極極電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：2Fe+O2+4H+=2Fe2+2H2O(二二) 電化學(xué)腐蝕的防腐電化學(xué)腐蝕的防腐 1、電化學(xué)腐蝕的必備條件是（、電化學(xué)腐蝕的必備條件是（1）

51、金屬表面有）金屬表面有不同電極電勢(shì)的區(qū)域；（不同電極電勢(shì)的區(qū)域；（2）有電解質(zhì)溶液的）有電解質(zhì)溶液的存在存在2、根據(jù)陰極上發(fā)生的還原反應(yīng)類(lèi)型分為、根據(jù)陰極上發(fā)生的還原反應(yīng)類(lèi)型分為析氫腐蝕：析氫腐蝕：2H+2e=H2 吸氧腐蝕：吸氧腐蝕：O2 + 2H2O + 4e = 4OH- -3、電子從陽(yáng)極到陰極、電子從陽(yáng)極到陰極4、電化學(xué)腐蝕的防腐有犧牲陽(yáng)極法、外加電、電化學(xué)腐蝕的防腐有犧牲陽(yáng)極法、外加電流法等等。流法等等。1、一次電池、一次電池普通鋅錳電池普通鋅錳電池鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅普通鋅- -錳干電池的結(jié)構(gòu)錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等負(fù)極負(fù)極正極正極

52、電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：（Zn）：）：Zn 2e = Zn2+（MnO2和和C）：）：MnO2(s)+2NH4+(aq)+2e = Mn2O3(s)+2NH3+H2OZn+MnO2(s)+ 2NH4+(aq) = Zn 2+ + Mn2O3(s)+2NH3+H2O 缺點(diǎn)：放電量小，放電過(guò)程中漏液缺點(diǎn)：放電量小，放電過(guò)程中漏液（三）常見(jiàn)化學(xué)電源（三）常見(jiàn)化學(xué)電源堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHZnMnO2Zn + 2OH 2e = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OHZn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Z

53、n(OH)2堿性電池堿性電池 在電池制作過(guò)程中，在電池制作過(guò)程中，為了使電池放電速度快、為了使電池放電速度快、電位穩(wěn)定，常常在電池電位穩(wěn)定，常常在電池中加入汞、鎘和鉛等重中加入汞、鎘和鉛等重金屬離子。金屬離子。 鉛蓄電池鉛蓄電池2. 二次電池二次電池鉛蓄電池放電時(shí)總反應(yīng)：放電時(shí)總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負(fù)極：負(fù)極：Pb- -2e- -+SO42- -=PbSO4正極：正極：PbO2+2e- -+4H+SO42- -=PbSO4+2H2O負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電解質(zhì)：電解質(zhì)： H2SO溶液溶液PbPbO2放電過(guò)程放電過(guò)程Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4

54、(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 充電過(guò)程充電過(guò)程PbSO4 (s) +2e =Pb(s) + SO42 (aq)陰極：陰極：陽(yáng)極：陽(yáng)極：2PbSO4 (s)+2H2O(l) 2e = PbO2(s) + H+(aq) + SO42(aq) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)接電源負(fù)極接電源負(fù)極接電源正極接電源正極充電過(guò)程總反應(yīng)：充電過(guò)程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過(guò)程：鉛蓄電池的充放電過(guò)程：放電放電充電充電鎳鎘電池鎳鎘電池該電池電動(dòng)勢(shì)約該電池電動(dòng)勢(shì)約l.4 V，它可以作為電源用于，它可以作為電源用于充電式計(jì)算器、電子閃

55、光燈、電動(dòng)剃須刀。充電式計(jì)算器、電子閃光燈、電動(dòng)剃須刀。Cd(s)+2OH(aq) Cd(OH)2(s)+2eNiO2(s)+2H2O(l)+2eNi(OH)2(s)+2OH(aq)NiO2極（正極）極（正極）總反應(yīng)：總反應(yīng)：Cd(s)+NiO2(s)+2H2O(l)=Cd(OH)2(s)+Ni(OH)2(s)Cd極（負(fù)極）極（負(fù)極）3燃料電池燃料電池負(fù)極：負(fù)極：H2 + 2OH= 2H2O + 2e 正極：正極：O2 + 2H2O + 4e = 4OH （1）氫氧燃料電池）氫氧燃料電池 需要解決的問(wèn)題：設(shè)需要解決的問(wèn)題：設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；電極材料；備腐蝕嚴(yán)重；電極材料；產(chǎn)生的水及時(shí)移去；提產(chǎn)生的

56、水及時(shí)移去；提高能量利用效率等。高能量利用效率等。 阿波羅飛船的燃料電池阿波羅飛船的燃料電池是由三組堿式氫是由三組堿式氫氧氧燃料電池組成，生成的燃料電池組成，生成的水用作冷卻水，電壓為水用作冷卻水，電壓為2731 V，功率為，功率為5631 420 W。（2）生物燃料電池）生物燃料電池以生物酶作為催化劑的一類(lèi)燃料以生物酶作為催化劑的一類(lèi)燃料電池，一般以生物相容性物質(zhì)作電池，一般以生物相容性物質(zhì)作為燃料，如葡萄糖、為燃料，如葡萄糖、O2、乙醇、乙醇等，能作為特定植入器官的動(dòng)力等，能作為特定植入器官的動(dòng)力來(lái)源、一些特殊環(huán)境下檢測(cè)的儀來(lái)源、一些特殊環(huán)境下檢測(cè)的儀器的能源等。器的能源等。特點(diǎn)：清潔、無(wú)

57、污染、生物相容特點(diǎn)：清潔、無(wú)污染、生物相容性、燃料來(lái)源廣泛等。性、燃料來(lái)源廣泛等。氣體（初賽要求）氣體（初賽要求）1、理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2、理想氣體狀態(tài)方程、理想氣體狀態(tài)方程3、氣體密度、氣體密度4、分壓定律、分壓定律5、氣體相對(duì)質(zhì)量測(cè)定、氣體相對(duì)質(zhì)量測(cè)定6、氣體溶解度（亨利定律）、氣體溶解度（亨利定律）第二章第二章 理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2-1 理想氣體理想氣體1、定義：假設(shè)氣體分子之間距離足夠遠(yuǎn)，即分子本身體、定義：假設(shè)氣體分子之間距離足夠遠(yuǎn)，即分子本身體積可以忽略，而且分子之間沒(méi)有作用力，這樣的氣體可看積可以忽略，而且分子之間沒(méi)有作用力，這樣的氣體可看作理想氣體

58、。作理想氣體。2、存在條件：低壓和高溫下、存在條件：低壓和高溫下3、理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)298 K，p=100 kPa2-2 理想氣體狀態(tài)方程（克拉貝龍方程）理想氣體狀態(tài)方程（克拉貝龍方程）pV=nRT1、實(shí)用于理想氣體，在溫度不太低、壓力不太高的情況、實(shí)用于理想氣體，在溫度不太低、壓力不太高的情況下可以近似應(yīng)用下可以近似應(yīng)用2、單位：、單位：R=8.314 Pa.M3.mol1.K1 3、 pV=nRT=mRT/Mp= RT/M例例1：25oC時(shí)，用時(shí)，用250 cm3的燒瓶收集了氣壓為的燒瓶收集了氣壓為7.33 104 Pa的一種天然氣體，稱(chēng)量得到該氣體的一種天然氣體，稱(chēng)量得

59、到該氣體的靜質(zhì)量為的靜質(zhì)量為0.118 g，求此氣體的分子量。，求此氣體的分子量。7.33 104 250 106=n 8.31 298n=7.40 103 mol M=0.118/7.40 103=15.9 g/mol例例2：25.0 oC和和1.013 105 Pa的壓力下，測(cè)得某的壓力下，測(cè)得某氣體的密度為氣體的密度為1.340 g/dm3。并測(cè)得該氣體的組。并測(cè)得該氣體的組成為成為79.8%的的C和和20.2%的的H。求該氣體的最簡(jiǎn)。求該氣體的最簡(jiǎn)式、分子量和分子式。式、分子量和分子式。1、C:H=(79.8% 12.0) (20.2% 1.01)=1:32、 p= RT/M M= R

60、T/p=1.340(kg/m3) 8.314 298.0/1.013 105 =0.3277 kg/mol=32.77 g/mol3、32.77/(12.00+3 1.01) 2，分子式為，分子式為C2H6因?yàn)橐驗(yàn)閚=pV/RT，即可推出同溫同壓同體積的氣體具有相，即可推出同溫同壓同體積的氣體具有相同的物質(zhì)的量同的物質(zhì)的量m1/M1=m2/M2m1/m2=M1/M2= 1/ 2例例3：設(shè)有一真空箱子，在：設(shè)有一真空箱子，在288 K和和1.01 105 Pa的的壓力下，稱(chēng)重為壓力下，稱(chēng)重為153.679 g，假若在同溫同壓下，假若在同溫同壓下，充滿(mǎn)氯氣后為充滿(mǎn)氯氣后為156.844 g，充滿(mǎn)氧