第六章 氧化還原平衡

第六章氧化還原平衡第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五一氧化還原反應(yīng)的基本概念6.1氧化還原反應(yīng)1.電對(duì)：Zn+CuSO4→Cu+ZnSO4第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五還原反應(yīng)：Cu2++2e→Cu

規(guī)定：同一元素的不同價(jià)態(tài)，組成一個(gè)電對(duì)。電對(duì)符號(hào)：氧化劑電對(duì)：Cu2+/Cu還原劑電對(duì)：Zn2+/Zn氧化反應(yīng)：Zn–2e→Zn2+第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

氧化數(shù)：是人為規(guī)定的某元素在化合物分子中元素形式上所帶的電荷數(shù)。2氧化數(shù)（氧化值，氧化態(tài)）

看幾個(gè)分子：

FeS2

CrO5

FeSS

CrOOOOO第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

確定氧化數(shù)的規(guī)則

⑴離子型化合物中，元素的氧化數(shù)等于該離子所帶的電荷數(shù)。⑵共價(jià)型化合物中，共用電子對(duì)偏向于電負(fù)性大的原子，兩原子的形式電荷數(shù)即為它們的氧化數(shù)。

⑶單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零。⑷中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零，復(fù)雜離子的電荷等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和。第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

⑸氫的氧化數(shù)一般為+1，在金屬氫化物中為-1，如。

⑹氧的氧化數(shù)一般為-2，在過氧化物中為-1，如在超氧化物中為-0.5，如在氧的氟化物中為+1或+2，如第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例：第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

配平原則：(1)電荷守恒：得失電子數(shù)相等。(2)

質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后各元素原子總數(shù)相等。

二氧化還原方程式的配平第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

配平步驟：

（1）用離子式寫出主要反應(yīng)物和產(chǎn)物（氣體、純液體、固體和弱電解質(zhì)則寫分子式）。

（2）將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)式，并配平兩個(gè)半反應(yīng)的原子數(shù)(H、O原子除外）及電荷數(shù)。（3）根據(jù)電荷守恒，以適當(dāng)系數(shù)分別乘以兩個(gè)半反應(yīng)式，然后合并，整理，即得配平的離子方程式；有時(shí)根據(jù)需要可將其改為分子方程式。第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

例：配平反應(yīng)方程式

1.在酸性介質(zhì)中第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五①②①×2+②×5得注：在酸性介質(zhì)中，在少氧的一邊加水。第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

例：配平反應(yīng)方程式

2.在堿性介質(zhì)中第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五①②①×3+②×2得注：在堿性介質(zhì)中，在少氧的一邊加OH-,另一邊加水。第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例：配平①×28+②×3得①②第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五觀察：在酸性介質(zhì)中，在少氧的一邊加水。最后：第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

酸性介質(zhì)：

在少O的一邊加H2O。堿性介質(zhì)：在少O的一邊加OH-,另一邊加H2O。中性介質(zhì)：左邊多n個(gè)O,左邊加n個(gè)H2O，右邊加2n個(gè)OH-右邊多n個(gè)O,左邊加n個(gè)H2O，右邊加2n個(gè)H+小結(jié)：第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五§

6.2電極電勢6.2.1原電池6.2.2電極電勢的產(chǎn)生6.2.3電極電勢的測定6.2.4影響電極電勢的因素6.2.5電極電勢的應(yīng)用第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五一Volta電池的構(gòu)造1.Cu-Zn原電池裝置§6.2.1原電池第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)金屬導(dǎo)體如Cu、Zn惰性導(dǎo)體如Pt、石墨棒.電極2.定義：借助于氧化-還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五3.鹽橋的結(jié)構(gòu)與作用

（1）鹽橋的結(jié)構(gòu)：由飽和的KCl和瓊脂粉攪拌均勻后煮沸，然后冷卻凝固制得。（2）鹽橋的作用：a.閉合電路。b.保持兩邊溶液的電中性。第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五二、原電池的表示方法1.書寫原電池符號(hào)的規(guī)則：⑴負(fù)極“-”在左邊，正極“+”在右邊，鹽橋用“‖”表示。⑵半電池中兩相界面用“”分開，不同物種用“，”分開，溶液、氣體要注明ci，pi。⑶純液體、固體和氣體寫在惰性電極一邊用“，”分開。第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五‖以Cu-Zn原電池為例：2.電對(duì)的幾種形式（1）金屬-金屬離子Zn2+/Zn（2）同種金屬元素的不同價(jià)態(tài)Fe3+/Fe2+（3）非金屬的不同價(jià)態(tài)H+/H2Cl2/Cl-第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

例：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并以原電池符號(hào)表示第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五‖第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五練習(xí)：將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池并以原電池符號(hào)表示‖第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

6.2.2電極電勢的產(chǎn)生

→M活潑M不活潑稀溶解＞沉積沉積＞溶解----++++++++----++++++++----------------++++++++第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五一、電極電勢的測定標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖表示為:H+H2(g)，Pt1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

2.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢和標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

⑴采用還原電勢⑵E小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)

E大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)⑶E無加和性⑷一些電對(duì)的E與介質(zhì)的酸堿性有關(guān)酸性介質(zhì)：堿性介質(zhì)：3

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五4.Nernst方程式

1Nernst方程式第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五6.2.4影響電極電勢的因素

1.氧化型或還原型的濃度或分壓第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

2.介質(zhì)的酸堿性對(duì)電極電勢的影響第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五6.2.5電極電勢的應(yīng)用電極電勢大的作正極依據(jù)：電極電勢小的作負(fù)極1.判斷原電池的正、負(fù)極第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五電池電動(dòng)勢（E）第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例：判斷下列原電池正、負(fù)極，并計(jì)算電動(dòng)勢例：第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五2.判斷氧化劑、還原劑的強(qiáng)弱電極電勢大的氧化態(tài)的氧化性強(qiáng)，是強(qiáng)氧化劑依據(jù)：電極電勢小的還原態(tài)的還原性強(qiáng)，是強(qiáng)還原劑第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五例：在電極反應(yīng)中：判斷其氧化劑、還原劑的強(qiáng)弱?第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五3.計(jì)算弱電解質(zhì)電離常數(shù)(自學(xué)）例：已知：計(jì)算：第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五4.計(jì)算難溶電解質(zhì)的（自學(xué)）例：已知：第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五6.3氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度6.3.1氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向6.3.2氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

6.3.1氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為:

即E＞0反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行

E＜0反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行

依據(jù)：強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑=弱氧化劑+弱還原劑如：Cu2++

Zn=Cu+Zn2+第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

例：判斷在酸性溶液中H2O2與Fe2+混合時(shí)，能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)？若能反應(yīng)，寫出反應(yīng)方程式。第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

例：現(xiàn)有含Cl-、Br-、I-的混合溶液，欲將I-氧化成I2，而Br-、Cl-不被氧化，在常用的氧化劑Fe2(SO4)3和KMnO4中選擇哪一個(gè)能符合上述要求？第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五∵Fe3+只能把I-氧化為I2，而能把Cl-、Br-、I-氧化為相應(yīng)的單質(zhì)，∴應(yīng)選擇Fe2(SO4)3。第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五

所以，該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下不能向右進(jìn)行。第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五6.3.2氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期五6.4元素電勢圖元素電勢圖的表示方法1.229V

Z=2

表示方法：⑴各物種按氧化態(tài)從高到低排列；⑵兩物種間“——”相連，線上方為電勢值，線下方為轉(zhuǎn)