13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡課件

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)會(huì)裝配原電池。2、掌握電極的本性、電對(duì)的氧化型或還原型3、掌握物質(zhì)的濃度、介質(zhì)的酸度對(duì)電極電勢(shì)、氧化還原反應(yīng)的方向、產(chǎn)物、速率的影響。4、了解化學(xué)電池電動(dòng)勢(shì)。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡實(shí)驗(yàn)用品:儀器：試管、燒杯、伏特汁(或酸度計(jì))、檢流器、表面皿固體藥品：鋅粒、鉛粒、銅片、瓊脂、氟化銨液體藥品：HCl(濃)、HNO3(21mo1·L-1

、濃)、

HAc(6mo1·L-1)、H2SO4(1mo1·L-1)、

NaOH(6mo1·L-1、40％)、NH3·H2O(濃)、

ZnSO4(1mo1·L-1)、KI(0.1mo1·L-1)、

CuSO4(0.01mo1·L-1、1mo1·L-1)、

KBr(0.1mo1·L-1)、FeCl3(0.1mo1·L-1)、

Fe2(SO4)3(0.1mo1·L-1)FeSO4(1mo1·L-1)、

H2O2(3%)、KIO3(0.1mo1·L-1)、碘水、溴水(0.1mo1·L-1)、氯水(飽和)、

KCl(飽和)、CCl4

酚酞指示劑、淀粉溶液（0.4％）材料：電極(鋅片、鋼片、鐵片、炭棒)、紅色石蕊試紙、導(dǎo)線、砂紙

13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

一、氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)（1）0.5ml0.1mo1·L-1KI+2D0.1mo1·L-1FeCl3+0.5mLCCl4,振蕩，觀察CCl4

層的顏色變化。

I-+Fe3+=I2+Fe2+

I-

被氧化成I2

，F(xiàn)e3+

被還原成Fe2+

I2

被CCl4

萃取，進(jìn)入CCl4

溶劑，使CCl4層變成紫紅色。由反應(yīng)說明：EI2/I-<EFe3+/Fe2+13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡（2）0.5mL0.1mo1·L-1KBr+2D0.1mo1·L-1FeCl3+0.5mLCCl4,

振蕩，觀察CCl4

層的顏色變化。

Br-+Fe3+

≠

不反應(yīng)

CCl4

層顏色不變化，說明二者沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)。從而說明：EBr2/Br->EFe3+/Fe2+13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡（3）3DI2

水+0.5mL0.1mo1·L-1FeSO4溶液，搖勻+0.5mLCCl4,振蕩3DBr2

水+0.5mL0.1mo1·L-1FeSO4溶液，搖勻+0.5mLCCl4，振蕩，觀察CCl4

層的顏色變化。

I2

水的試管中，CCl4

層無變化，仍為紫色，說明I2與Fe2+不反應(yīng)

Br2

水的試管中，CCl4

層變成無色，說明Br2與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

Br2+Fe2+=Br-+Fe3+

由以上兩實(shí)驗(yàn)說明：EBr2/Br->EI2/I-

13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

二、濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響（1）在兩只小燒杯中，分別注入ZnSO4(1mo1·L-1)和CuSO4(1mo1·L-1），在硫酸鋅溶液中插入鋅片，硫酸銅溶液中插入銅片組成兩個(gè)電極，中間以鹽橋相通。用導(dǎo)線將鋅片和銅片分別與伏特計(jì)(或酸度計(jì))的負(fù)極和正極相接。測(cè)量兩極之間的電壓。如圖：原電池13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

負(fù)極：Zn=Zn2++2e

正極：Cu2+-2e=Cu根據(jù)奈斯特方程：E=Eф-

則有E=Eф-

實(shí)驗(yàn)（1），在盛有CuSO4溶液的燒杯中+濃NH3·H2O至出現(xiàn)深藍(lán)色，觀察電壓變化。Cu2++OH-＝Cu(OH)2↓藍(lán)色

生成深藍(lán)的配離子。很穩(wěn)定。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

從而使燒杯中Cu2+濃度降低。[Cu2+]減小，由方程可知，電壓應(yīng)變小，觀察到伏特計(jì)表針向左偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)（2），在盛有ZnSO4溶液的燒杯中+濃NH3·H2O,至白色沉淀全部溶解，觀察電壓變化。

Zn2++OH-＝Zn(OH)2

↓白色無色

由于生成的很穩(wěn)定，燒杯中Zn2+濃度降低，[Zn2+]減小，據(jù)方程可知，E增大，伏特計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡（2）設(shè)計(jì)濃差電池

1mo1·L-1CuSO4作正極+回形針→陽極

0.01mo1·l-1CuSO4作負(fù)極+回形針→陰極+酚酞陽極：4OH--2e=2H2O+O2

陰極：2H2O+2e=H2+2OH-由電極反應(yīng)知，陰極產(chǎn)生OH-，從而陰極附近變成紅色。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡三、濃度和酸度對(duì)電極電勢(shì)影響1、酸度的影響在三支盛

0.5mL0.1mo1·L-1H2SO40.5mL0.1mo1·L-1Na2SO3試管中分別

+0.5mL蒸餾水

0.5mL6mo1·L-1NaOH混勻后，分別滴加2D0.01mo1·L-1KMnO4,觀察顏色變化。

a、酸性試管中得反應(yīng)為：

5SO3-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O

顏色由紫紅色→肉色（無色）

MnO4-→Mn2+13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡b、中性試管中的反應(yīng)為：

3SO3-+2MnO4-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-

MnO4-→MnO2

紫紅色→棕色沉淀

C、堿性試管中的反應(yīng)為：

5SO3-+2MnO4-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O

2MnO4-→

MnO42-

紫紅色→綠色13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡（2）0.5mL0.1mo1·L-1KI+2D0.1mo1·L-1KIO3+5D淀粉

a、加3D1mo1·L-1H2SO4：

5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2OI-被氧化成→I2IO3-被還原成I-，

I2使淀粉變藍(lán)色，故溶液變成藍(lán)色。

b、加3D6mo1·L-1NaOH：

3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2OI2氧化成→

IO3-I2被氧化成→I-I2

發(fā)生反應(yīng)，故試管中溶液又變成無色。

由以上反應(yīng)可知，酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)有影響。

13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡2、濃度的影響（1）0.5mL0.1mo1·L-1Fe2(SO4)3+0.5mL水+0.5mLCCl4+0.5mL0.1mo1·L-1KI,振蕩。

Fe3++I-＝Fe2++I2CCl4層變成紫紅色（2）0.5mL0.1mo1·L-1Fe2(SO4)3+0.5mL1mo1·L-1FeSO4+0.5mLCCl4+0.5mL0.1mo1·L-1KI,振蕩。

Fe3++I-=

Fe2++I2

由于加入Fe2+，使氧化還原平衡向左移動(dòng)，生成的I2減少，CCl4層變成淺紅色。（1）、（2）相比，CCl4層的顏色由深→淺。

13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡(3)0.5mL0.1mo1·L-1Fe2(SO4)3+0.5mL水+0.5mLCCl4+0.5mL0.1mo1·L-1KI+1/2藥匙NH4F,振蕩。由于Fe3++F-＝[FeF6]3-,生成的[FeF6]3-配離子十分穩(wěn)定。溶液中Fe3+濃度降低，使氧化還原平衡向左移動(dòng)。I2減少，CCl4層顏色變淺甚至變成無色。結(jié)論：反應(yīng)物、生成物的濃度影響氧化還原平衡的移動(dòng)。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡四、酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)速率的影響

A、0.5mL0.1mo1·l-1KBr+0.5ml1mo1·l-1H2SO4+2D0.01mo1·l-1KMnO4B、0.5ml0.1mo1·l-1KBr+0.5ml6mo1·l-1HAc+2D0.01mo1·l-1KMnO410Br-+2MnO4-+16H+=5Br2+2Mn2++8H2OH2SO4是強(qiáng)酸，完全電離，溶液中H+濃度大，反應(yīng)速度快，

MnO4-→2Mn2+速度快，因此紫紅色褪去快。

HAc是弱酸，不完全電離，溶液中H+濃度小，反應(yīng)速度慢，因此加HAc的溶液比起加H2SO4的溶液顏色褪去慢。13、氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

五、氧化數(shù)居中物質(zhì)的氧化還原性（1）0.5mL0.1mo1·L-1KI+3D1mo1·