原電池與電極電勢

醫(yī)用化學(xué)原電池與電極電勢I類：非氧化還原反應(yīng)II類：氧化還原反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)蘋果的變色，金屬的腐蝕…氧化還原反應(yīng)是生活和生產(chǎn)中常見到重要的化學(xué)反應(yīng)氧化還原與日常生活高倍高清攝像頭下的氧化還原反應(yīng)人體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)熱和電能的來源氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)氧化數(shù)一二三氧化還原電對氧化還原反應(yīng)的基本概念歷史發(fā)展年代氧化反應(yīng)還原反應(yīng)認(rèn)識深化18世紀(jì)末與氧化合從氧化物奪取氧19世紀(jì)中化合價升高化合價降低20世紀(jì)初失去電子得到電子一、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)

H2+CuO=H2O+Cu0+1+202Na+Cl2=2Na+Cl-

0+10-1

H2+Cl2=2H+Cl-

0+10-1得氧?失氧?

得氧還原劑

失氧氧化劑得氧?失氧?

一、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)

H2

（得氧）+CuO（失氧）=H2O+Cu0+1+20化合價升高，-2e-，被氧化化合價降低，+2e-，被還原2e

Fe+Cu2+=Fe2++Cu電子的得失

H2+Cl2

=2HCl電子對的偏移2e氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)是反應(yīng)前后有電子得失或電子對偏移的反應(yīng)。失去e-，化合價升高的過程稱氧化；該物質(zhì)叫還原劑得到e-，化合價降低的過程稱還原；該物質(zhì)稱氧化劑二、氧化數(shù)

氧化數(shù)的定義:該元素的一個原子的電荷數(shù),這種電荷數(shù)是人為地將成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得的。2Na+Cl2=2Na+Cl-

0+10-1

H2

+Cl2

=2H+Cl-

0+10-1氧化數(shù)規(guī)則氧化數(shù)1.單質(zhì)的氧化數(shù)為零；2.在單原子離子中，元素的氧化數(shù)等于離子的電荷數(shù)；3.在復(fù)雜離子中，各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子所帶的電荷數(shù)；4.在化合物中，各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于零。單質(zhì)普通氧化物過氧化物超氧化物氧的氟化物氫氫化物0-2-1-1/2+2+1-1二、氧化數(shù)確定氧化數(shù)的規(guī)則如下：例1請確定下來化合物中劃線元素的氧化數(shù)。Na2S2O3Na2S4O6

K2Cr2O7

CrO5

KO2

注意：1）同種元素可有不同的氧化數(shù)；2）氧化數(shù)可為正、負(fù)和分?jǐn)?shù)等；+2+2.5+6+10-0.5二、氧化數(shù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu氧化還原反應(yīng)三、氧化還原電對氧化半反應(yīng)Cu2++2eCu氧化還原ZnZn2++2e還原半反應(yīng)氧化還原電對氧化還原電對關(guān)系Zn2+/ZnCu2+/CuOx/Red電子轉(zhuǎn)移氧化態(tài)+ne還原態(tài)

Ox

+neRed氧化還原電對：半反應(yīng)中同一元素兩種不同氧化數(shù)的物種。

氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)是在兩個半反應(yīng)之間發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移或偏移。（3）（2）（1）（4）Mn：+7C：+3S：+5/2Cr：+61.計(jì)算下列元素氧化數(shù)：MnO4-、C2O42-、S4O62-、CrO42-A：2Ti++Zn(s)=2Ti(s)+Zn2+

B：Ag2S(s)+4CN-=2[Ag(CN)2]-+S2-C：2Cu2++4I-=2CuI+I2

D：Zn(s)+2H+=Zn2++H22.下列反應(yīng)中哪個不是氧化還原反應(yīng)()。3.指出上述氧化還原反應(yīng)中的氧化劑和還原劑。B氧化劑：Ti+、Cu2+、H+還原劑：Zn、I-、Zn課堂練習(xí)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)：在氧化還原電對之間電子得失、偏移氧化反應(yīng)氧化數(shù)升高失電子還原劑還原反應(yīng)氧化數(shù)降低得電子氧化劑方向：強(qiáng)的氧化劑與強(qiáng)的還原劑作用Ox1+Red2=Ox2+Red1氧化數(shù)：形式電荷數(shù)氧化還原反應(yīng)基本概念小結(jié)Zn+

Cu2+SO42-=Zn2+SO42-+Cu

Zn+2Ag+NO3-=Zn2+(

NO3-)2

+2Ag

Zn+Pb2+(NO3-)2=Zn2+(

NO3-)2

+Pb

還原劑

氧化劑上述反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，都是氧化還原反應(yīng)。2e2e2e下列反應(yīng)屬于什么反應(yīng)？是否是氧化還原反應(yīng)？上述反應(yīng)過程有無電流產(chǎn)生？為什么？能否使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苣?？A：鋅片被溶解，且表面鍍有一層薄薄的的銅。B：觸摸燒杯的底部，有點(diǎn)溫?zé)?。ZnCuSO4B：但只把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,我們并沒有獲取電能。

（原因：電子的流動是無序的！?。。┤绾螌⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？？？現(xiàn)象結(jié)論A：表明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)：Zn(s)+Cu2+=Zn2++Cu（s）

Zn+

Cu2+=Zn2++Cu

探索性實(shí)驗(yàn)科學(xué)小故事：電池的發(fā)明伽伐尼（1737-1798）：意大利著名的動物學(xué)家、醫(yī)學(xué)家伽伐尼的青蛙實(shí)驗(yàn)科學(xué)小故事：電池的發(fā)明科學(xué)小故事：電池的發(fā)明伏打(AlessandroVolta（1745~1827）意大利物理學(xué)家；巴黎科學(xué)院國外院士。原電池的基本概念一二三原電池的符號原電池在日常生活中的應(yīng)用原電池一、原電池的基本概念經(jīng)過人們的不斷探索，終于成功地設(shè)計(jì)了一套這樣的裝置：原電池：利用氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。負(fù)極（－）電子的流出端鋅電極Zn2+/Zn（1）電極（2）導(dǎo)線（3）鹽橋（4）電流計(jì)1.原電池的組成電化學(xué)規(guī)定：一、原電池的基本概念正極（＋）電子的流入端銅電Cu2+/Cu

電池反應(yīng)

Zn(s)+Cu2+=Zn2++Cu（s）電極電極反應(yīng)反應(yīng)實(shí)質(zhì)原電池

正極：(銅電極）Cu2++2e-=Cu得電子的過程

還原反應(yīng)

負(fù)極：(鋅電極）Zn-2e-=Zn2+失電子的過程

氧化反應(yīng)2.電極反應(yīng)3.電池反應(yīng)一、原電池的基本概念原電池常用符號來表示（-）Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu（+）相界面相界面鹽橋原電池符號書寫規(guī)定：1.負(fù)極用符號（-）寫在最左邊，正極（+）寫在右邊。2.用符號“∣”表示不同物相之間的接界，同一相中不同物質(zhì)間用“，”隔開；注明離子濃度和氣體分壓。3.用符號“||”表示鹽橋。4.無連接導(dǎo)線的地方需加惰性電極Pt。二、原電池的符號（1）左負(fù)右正鹽橋中，同相逗連異相割，氣體離子濃度在，惰性電極石墨鉑。口訣例1將下列氧化還原反應(yīng)：Cl2+2Fe2+

2Cl-+Fe3+設(shè)計(jì)為原電池。（1）寫出電極反應(yīng)及電池反應(yīng)（2）用符號表示此電池的裝置。解：負(fù)極反應(yīng)：2Fe2+2Fe3++2e

(-)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)||Cl-(c3)|Cl2(p)，Pt(+)電池符號：Cl2+2Fe2+

2Cl-+Fe3+電池反應(yīng)：

電極為氣體離子電極，即將另一鉑片插入到含有Cl-

、Cl2

的溶液中。Cl2

+2e2Cl-

正極反應(yīng)：電極為離子電極，即將一金屬鉑片插入到含有Fe2+

、Fe3+溶液中；（a）（b）（c）（d）練習(xí)：下列反應(yīng)在標(biāo)態(tài)下正向自發(fā)發(fā)生，請將它設(shè)計(jì)成原電池，并用原電池符號表示。(-)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖Mn2+(c3),MnO4-(c4),H+

(c5)|Pt(+)

注意：若有H+、OH-參與電極反應(yīng)，它們均應(yīng)表示在原電池的符號中,且標(biāo)明濃度。解答：根據(jù)原電池的表示規(guī)定，依題意，原電池符號為：四、原電池在日常生活中的應(yīng)用MnO2+Zn=ZnOMn2O3.Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OLi+MnO2=MnOOLi

Ag2O+Zn=2Ag+ZnO鋅錳電池：材料來源豐富，工藝簡單，價格便宜、使用方便。