PU 第10章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法

1、第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與 氧化還原滴定法第十章第十章第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法（1 1）用電池符號(hào)表示原電池，電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，氧）用電池符號(hào)表示原電池，電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，氧化還原反應(yīng)方程式的配平?；€原反應(yīng)方程式的配平。（2 2）能斯特公式及電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響。）能斯特公式及電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響。（3 3）利用電極電勢(shì)判斷氧化劑或還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱、）利用電極電勢(shì)判斷氧化劑或還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱、選擇恰當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑、判斷氧化還原反應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑、判斷氧化還原反

2、應(yīng)進(jìn)行的方向和次序，原電池電動(dòng)勢(shì)與氧化還原反進(jìn)行的方向和次序，原電池電動(dòng)勢(shì)與氧化還原反應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系。應(yīng)平衡常數(shù)的關(guān)系。（4 4）元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用。）元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用。（5 5）掌握掌握高錳酸鉀法、碘量法和重鉻酸鉀法滴定條件高錳酸鉀法、碘量法和重鉻酸鉀法滴定條件的選擇和終點(diǎn)的確定。有關(guān)氧化還原滴定的計(jì)算。的選擇和終點(diǎn)的確定。有關(guān)氧化還原滴定的計(jì)算。教學(xué)要求教學(xué)要求第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法10-1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)10-2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)10-3 氧化還原滴定法氧化還原滴定法第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧

3、化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法銅絲銅絲AgNO3(aq)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法10-1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 一、基本概念一、基本概念 二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平Oxidationreduction reactions第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法一、基本概念一、基本概念p1 1氧化數(shù)氧化數(shù)(oxidation number) 氧化數(shù)氧化數(shù)( (又稱氧化值又稱氧化值) )是某元素一個(gè)原子是某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)是把成鍵電子指定的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)是把成鍵電子指定給電

4、負(fù)性較大的原子而求得。給電負(fù)性較大的原子而求得。 (IUPAC) 10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法p 確定元素氧化數(shù)的規(guī)則：確定元素氧化數(shù)的規(guī)則：(1) 單質(zhì)單質(zhì)中元素的氧化數(shù)中元素的氧化數(shù)為為0，如，如H2、Cl2等；等；(2) 中性分子中性分子中，中，所有原子的氧化數(shù)代數(shù)和為所有原子的氧化數(shù)代數(shù)和為0;(3) 復(fù)雜離子復(fù)雜離子中，所有原子的氧化數(shù)代數(shù)和等于離子電荷；中，所有原子的氧化數(shù)代數(shù)和等于離子電荷；單原子離子的氧化數(shù)等于它所帶電荷數(shù)；單原子離子的氧化數(shù)等于它所帶電荷數(shù)；(4) 在在共價(jià)型化合物共價(jià)型化合

5、物，電子對(duì)指向電負(fù)性大的元素電子對(duì)指向電負(fù)性大的元素。如：。如：HCl，因，因Cl的電負(fù)性大，可以認(rèn)為的電負(fù)性大，可以認(rèn)為Cl的表觀電荷數(shù)為的表觀電荷數(shù)為-1，而而H的表觀電荷數(shù)為的表觀電荷數(shù)為+1。(5) 在大多數(shù)在大多數(shù)化合物化合物中，中，氧氧的氧化值一般為的氧化值一般為-2。氫氫的氧化值的氧化值為為+1； (特例：特例：H2O2， KO2， NaH)10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法u 標(biāo)出硫元素的氧化數(shù)標(biāo)出硫元素的氧化數(shù)H2SO4 H2SO3 H2S S2O32- S4O62- u

6、標(biāo)出標(biāo)出鉻鉻元素元素的氧化數(shù)的氧化數(shù)Cr2O3 CrO42- Cr2O72- p 練練 習(xí)：習(xí)：10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 氧化還原反應(yīng)：有電子得失或偏移的反應(yīng)。有電子得失或偏移的反應(yīng)。 還原：還原：物質(zhì)獲得電子的作用物質(zhì)獲得電子的作用 Cu2+ + 2 e - Cu 氧化：氧化：物質(zhì)失去電子的作用物質(zhì)失去電子的作用 Zn Zn2+ + 2 e - 以上兩式為半反應(yīng)，總反應(yīng)：以上兩式為半反應(yīng)，總反應(yīng)： Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 2 2氧化與還原氧化與還原p(1) (

7、1) 定義定義 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)物氧化數(shù)降低，氧化數(shù)降低，還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化數(shù)升高，氧化數(shù)升高，氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法p（2 2）類型）類型 自身氧化還原自身氧化還原反應(yīng)：反應(yīng)：電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在同一物質(zhì)內(nèi)兩元素間。電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在同一物質(zhì)內(nèi)兩元素間。 2KClO3 2KCl+3O2 KClO3是氧化劑，也是還原劑是氧化劑，也是還原劑 歧化反應(yīng)歧化反應(yīng)電子得失發(fā)生在同一物質(zhì)內(nèi)同一元素的不同原電子得失發(fā)生在同一物質(zhì)內(nèi)同一元素的

8、不同原子間。子間。 2H2O2 H2O+O2 2Cu+(aq) Cu2+(aq)+Cu (處于中間價(jià)態(tài)處于中間價(jià)態(tài)) 能發(fā)生歧化的物質(zhì)穩(wěn)定性比較差能發(fā)生歧化的物質(zhì)穩(wěn)定性比較差 一般氧化還原反應(yīng)：一般氧化還原反應(yīng)：電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在兩個(gè)或多個(gè)物質(zhì)之間電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在兩個(gè)或多個(gè)物質(zhì)之間 Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ 10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2 2氧化與還原氧化與還原一、基本概念一、基本概念第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法3 3氧化還原電對(duì)氧化還原電對(duì) l 電對(duì)：電對(duì)： Cu2+/Cu， Zn2+/Zn電對(duì)表示法：電對(duì)表示法：1.1.高氧化態(tài)物質(zhì)

9、在上，低氧化態(tài)在下面；高氧化態(tài)物質(zhì)在上，低氧化態(tài)在下面；2.2.高氧化態(tài)對(duì)應(yīng)物質(zhì)稱氧化型，作氧化劑，高氧化態(tài)對(duì)應(yīng)物質(zhì)稱氧化型，作氧化劑， 低氧化態(tài)對(duì)應(yīng)物質(zhì)稱還原型，作還原劑；低氧化態(tài)對(duì)應(yīng)物質(zhì)稱還原型，作還原劑； 氧化還原反應(yīng)中，氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與它的還原產(chǎn)物氧化劑與它的還原產(chǎn)物、還原劑與它還原劑與它的氧化產(chǎn)物的氧化產(chǎn)物組成的電對(duì)稱為氧化還原電對(duì)組成的電對(duì)稱為氧化還原電對(duì) 。Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+氧化型氧化型 / 還原型還原型書寫格式：書寫格式：10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)

10、與氧化還原滴定法p 氧化還原半反應(yīng)氧化還原半反應(yīng)l 含義：含義：氧化還原電對(duì)物質(zhì)的共軛關(guān)系式稱氧化還原半反氧化還原電對(duì)物質(zhì)的共軛關(guān)系式稱氧化還原半反應(yīng)。每個(gè)電對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)氧化還原半反應(yīng)。應(yīng)。每個(gè)電對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)氧化還原半反應(yīng)。 氧化性物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的還原性物質(zhì)還原能氧化性物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的還原性物質(zhì)還原能力就越弱。如力就越弱。如MnO4-/Mn2+。 同一物質(zhì)在不同電對(duì)中可表現(xiàn)出不同性質(zhì)。同一物質(zhì)在不同電對(duì)中可表現(xiàn)出不同性質(zhì)。 Fe Fe3+/ Fe2+ Fe2+/ Fe氧化型氧化型 + ne- 還原型還原型 10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念

11、第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平一、氧化數(shù)法一、氧化數(shù)法二、離子電子法二、離子電子法10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法u離子電子法配平的離子電子法配平的步驟：步驟： 用用離子形式離子形式寫出主要的寫出主要的反應(yīng)物和產(chǎn)物反應(yīng)物和產(chǎn)物; ; 將總反應(yīng)將總反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)氧化劑對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，一個(gè)氧化劑對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，一個(gè)還原劑對(duì)應(yīng)的反應(yīng)一個(gè)還原劑對(duì)應(yīng)的反應(yīng); ; 先先將每個(gè)半反應(yīng)兩邊的原子數(shù)配平將每個(gè)半反應(yīng)兩邊的

12、原子數(shù)配平，再用電子將電，再用電子將電荷數(shù)配平荷數(shù)配平; ; 將每個(gè)半反應(yīng)分別乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)使反應(yīng)中將每個(gè)半反應(yīng)分別乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)使反應(yīng)中得失的得失的電子數(shù)相等電子數(shù)相等; ; 兩個(gè)半反應(yīng)相加兩個(gè)半反應(yīng)相加即得總反應(yīng)。即得總反應(yīng)。p二、離子電子法二、離子電子法10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法例：配平例：配平 KMnO4 + H2C2O4 Mn2+ + CO2 (1) 方程式寫成離子方程式：方程式寫成離子方程式： MnO4- + C2O42- Mn2+ + CO2 (2) 寫出兩個(gè)半反應(yīng)式并配平：寫出兩個(gè)半反應(yīng)式并

13、配平： MnO4- + 8 H+ + 5 e - = Mn2+ + 4 H2O C2O42- = 2CO2 + 2 e - (3) 根據(jù)根據(jù)得失電子數(shù)相等的原則得失電子數(shù)相等的原則，兩個(gè)半反應(yīng)乘以適當(dāng)系，兩個(gè)半反應(yīng)乘以適當(dāng)系 數(shù)再合并，得到配平的離子反應(yīng)方程式。數(shù)再合并，得到配平的離子反應(yīng)方程式。 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)p二、離子電子法二、離子電子法第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法p 離子電子法配平重要的是離子電子法配平重要的是氧原子數(shù)氧原子數(shù)的配平，不的配平，不同

14、介質(zhì)條件下，同介質(zhì)條件下，配平氧原子數(shù)的規(guī)則是：配平氧原子數(shù)的規(guī)則是：介質(zhì)條件介質(zhì)條件 多氧的一邊多氧的一邊 少氧的一邊少氧的一邊酸性酸性 H+H2O堿性堿性 H2OOH-中性中性 H+ 或或 H2OH2OOH- 在酸性條件下反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)在酸性條件下反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)OH-；在堿性條件下反；在堿性條件下反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)H+。 10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)p二、離子電子法二、離子電子法第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法例：寫出下列半反應(yīng)分別在酸性和堿性介質(zhì)中的離子電子式。例：寫出下列半反應(yīng)分別在酸性和堿性介質(zhì)中的離子電子式。 (

15、1) ClO- Cl- (2) SO32- SO42- 解解:(1) 酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) ClO- +2H+ +2e- Cl- +H2O 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì) ClO- + H2O +2e- Cl- +2OH-(2)酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) SO32- + H2O SO42- + 2H+ +2e- 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì) SO32- + 2OH- SO42- + H2O +2e- 10-10-1 1 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)p二、離子電子法二、離子電子法VO2+(aq) + Zn(s) VO2+(aq) + Zn2+(aq)VO2+ e VO2+Zn Zn2+2e2VO2+ + Zn +4H+ = 2VO2+ +

16、 Zn2+2H2Op 配平下面的方程式（酸性條件下）：配平下面的方程式（酸性條件下）：VO2+（酸性）（酸性）VO+ZnV3+V2+timeVO2+ e + 2H+ VO2+H2O氧化：氧化：還原：還原：練習(xí)練習(xí)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法一、原電池一、原電池 二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)三、能斯特公式三、能斯特公式四、電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響四、電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用10-2 10-2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反

17、應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法Voltaic Cellsp一、原電池一、原電池 陽(yáng)極（陽(yáng)極（Cathode）還原反應(yīng)（還原反應(yīng)（ reduction）陰極（陰極（Anode）氧化反應(yīng)（氧化反應(yīng)（ oxidation）第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法p一、原電池一、原電池 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 銅鋅原電池示意圖銅鋅原電池示意圖p一、原電池一、原電池 規(guī)定規(guī)定: :電子流出的電極稱為負(fù)極電子流出的電極稱為負(fù)極, ,負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng); ;電子進(jìn)入的電極稱為正極電子進(jìn)入的電極稱為

18、正極, ,正極上發(fā)生還原反應(yīng)正極上發(fā)生還原反應(yīng)。u實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：電子由鋅片轉(zhuǎn)移到了銅片上電子由鋅片轉(zhuǎn)移到了銅片上負(fù)極：負(fù)極： Zn Zn22 e 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 正極：正極： Cu22 e Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：ZnCu2CuZn2 10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)1.1.原電池：原電池：利用自發(fā)的氧化還原反利用自發(fā)的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置。應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變成電能化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能兩個(gè)半電池兩個(gè)半電池第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 鹽橋：鹽橋：充滿充滿KCl或或KNO3飽和的瓊脂飽和的瓊脂膠凍膠凍U

19、形玻璃管。外電場(chǎng)作形玻璃管。外電場(chǎng)作用下離子可遷移，其作用：用下離子可遷移，其作用：溝通電路；溝通電路；維持兩性溶液的電中性，維持兩性溶液的電中性，保證反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。保證反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。 鹽橋鹽橋現(xiàn)象現(xiàn)象：取出鹽橋，電流表指針回零；放入鹽橋，指針：取出鹽橋，電流表指針回零；放入鹽橋，指針又發(fā)生偏移。說(shuō)明鹽橋起到又發(fā)生偏移。說(shuō)明鹽橋起到溝通電路溝通電路的作用。的作用。10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)p一、原電池一、原電池 銅鋅原電池示意圖銅鋅原電池示意圖第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法u電池符號(hào)書寫：電池符號(hào)書寫： ()Zn(s)|ZnSO

20、4 (c1)|CuSO4 (c2)|Cu(s)(+) 負(fù)極寫在左，正極寫在右負(fù)極寫在左，正極寫在右 金屬與溶液之間用金屬與溶液之間用“| |”隔開表示隔開表示相界面相界面， 正負(fù)兩極之間用正負(fù)兩極之間用“”隔開表示隔開表示鹽橋鹽橋 如有如有多種離子多種離子參加反應(yīng)，各離子之間以參加反應(yīng)，各離子之間以“，”隔開隔開 注明參加反應(yīng)各物質(zhì)的注明參加反應(yīng)各物質(zhì)的濃度濃度或或分壓分壓（條件）。（條件）。 如有如有惰性電極惰性電極，也要在電池符號(hào)中表示出來(lái)。，也要在電池符號(hào)中表示出來(lái)。2.2.原電池的表示法原電池的表示法10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)p一、原電池一、原電池 惰性電極：

21、惰性電極：不參加電極反應(yīng)，僅起導(dǎo)電作用的物質(zhì)。不參加電極反應(yīng)，僅起導(dǎo)電作用的物質(zhì)。第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法例：寫出下列電池反應(yīng)的電池符號(hào)例：寫出下列電池反應(yīng)的電池符號(hào)Fe+2H+(1.0molL-1)=Fe2+(0.1molL-1)+H2(100kPa)(-)Fe(s) Fe2+ (0.1molL-1) H+(1.0molL-1) H2(100kPa), Pt(+)解：解：2H+ 2eH2(g) 極極 正正- -+ + 極極 負(fù)負(fù) )(aqFe 2e)(sFe2+ + - -+ +惰性電極：惰性電極：不參加電極反應(yīng)，僅不參加電極反應(yīng)，僅起導(dǎo)電作用的

22、物質(zhì)。起導(dǎo)電作用的物質(zhì)。常用的惰性電極為鉑、常用的惰性電極為鉑、石墨。石墨。10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)p一、原電池一、原電池 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法常見電極分為以下四種類型常見電極分為以下四種類型 金屬金屬- -金屬離子電極金屬離子電極( ( 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：Cu2+2e- = Cu，符號(hào)：符號(hào)：Cu(s) | Cu2+(c)10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)p一、原電池一、原電池 氣體氣體- -離子電極離子電極( ( 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：2H+2e- = H2； 符號(hào)符號(hào): Pt, H2(p) |

23、 H+( c)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法常見電極分為以下四種類型常見電極分為以下四種類型 均相氧化還原電極均相氧化還原電極 (同一元素不同氧化數(shù)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)、介質(zhì)及惰性電極組成同一元素不同氧化數(shù)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)、介質(zhì)及惰性電極組成）10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)p一、原電池一、原電池 電極符號(hào)：電極符號(hào)： 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 金屬金屬難溶鹽金屬金屬難溶鹽陰離子電極陰離子電極( (固固體電極體電極) ) Hg2Cl2+2e- = 2Hg+2C1- Hg(l)，Hg2C

24、l2(s) | C1-(c)l 該類電極是將金屬表面涂以該金屬難該類電極是將金屬表面涂以該金屬難溶鹽后，將其侵入與難溶鹽有相同陰溶鹽后，將其侵入與難溶鹽有相同陰離子的溶液中構(gòu)成的。離子的溶液中構(gòu)成的。甘汞電極甘汞電極10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)常見電極分為以下四種類型常見電極分為以下四種類型p一、原電池一、原電池 干電池干電池正極正極負(fù)極負(fù)極第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) 1.1.電極電勢(shì)的產(chǎn)生電極電勢(shì)的產(chǎn)生10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反

25、應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) u金屬電極的電極電勢(shì)：金屬電極的電極電勢(shì)： 雙電層的形成都會(huì)使金屬和鹽溶液之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這雙電層的形成都會(huì)使金屬和鹽溶液之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差稱金屬電極的電極電勢(shì)，用個(gè)電勢(shì)差稱金屬電極的電極電勢(shì)，用 表示。表示。u原電池的電動(dòng)勢(shì)原電池的電動(dòng)勢(shì) 原電池的電動(dòng)勢(shì)就是正極電極電勢(shì)與負(fù)極電極電勢(shì)之原電池的電動(dòng)勢(shì)就是正極電極電勢(shì)與負(fù)極電極電勢(shì)之差，用差，用 E 表示。表示。金屬金屬越活潑越活潑，溶解傾向越大，平衡時(shí)電極電，溶解傾向越大，平衡時(shí)電極電勢(shì)勢(shì)越越低低。電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：E = + - - 電子由

26、低電勢(shì)電子由低電勢(shì)高電勢(shì)高電勢(shì) ； 電流由高電勢(shì)電流由高電勢(shì)低電勢(shì)低電勢(shì)10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)1.1.電極電勢(shì)的產(chǎn)生電極電勢(shì)的產(chǎn)生第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法電極電勢(shì)的高低取決于電極物質(zhì)的本性。電極電勢(shì)的高低取決于電極物質(zhì)的本性。 金屬活潑性金屬活潑性，離子沉積傾向，離子沉積傾向，電極電勢(shì)，電極電勢(shì)； 金屬活潑性金屬活潑性，離子沉積傾向，離子沉積傾向，電極電勢(shì)，電極電勢(shì)；從氧化還原角度考慮：從氧化還原角度考慮： 電極電勢(shì)電極電勢(shì)，金屬在溶液中還原能力，金屬在溶液中還原能力； 電極電勢(shì)電極電勢(shì)，金屬在溶液中氧化能力，金屬在溶

27、液中氧化能力； 所以利用電極電勢(shì)高低可以判斷電對(duì)物質(zhì)的氧化還所以利用電極電勢(shì)高低可以判斷電對(duì)物質(zhì)的氧化還原能力。原能力。p電極電勢(shì)電極電勢(shì) 10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：E = + - - = (Cu2+ /Cu) - (Zn2+/Zn)如果電池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：如果電池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：例：（例：（-）Zn | Zn2+(c1) | Cu2+(c2) | Cu(+)用用 E E 表示電動(dòng)勢(shì)，用表示電動(dòng)勢(shì)，用 表示電極電勢(shì)。表示電

28、極電勢(shì)。正極電極電勢(shì)正極電極電勢(shì)： + = (Cu2+ /Cu) 負(fù)極電極電勢(shì)負(fù)極電極電勢(shì)： - = (Zn2+/Zn) E = + - -= (Cu2+ /Cu) - (Zn2+/Zn) 10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì) 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：是指是指標(biāo)準(zhǔn)電極標(biāo)準(zhǔn)電極的電位。凡是符合標(biāo)準(zhǔn)條件的電位。凡是符合標(biāo)準(zhǔn)條件的電極都是標(biāo)準(zhǔn)電極。的電極都是標(biāo)準(zhǔn)電極。2 2標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) （1）標(biāo)準(zhǔn)氫

29、電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，于是選取標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，于是選取標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其電極電勢(shì)為準(zhǔn)氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其電極電勢(shì)為0。第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法（1）標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極 (H+/H2)電極反應(yīng)電極反應(yīng) 2H+(1.0molL-1) +2e- = H2(100kPa)電極電勢(shì)電極電勢(shì) (H+/H2）= 0.0000Vc(H+)=1.0molL-1H2 (100kPa)條件：條件：10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) 第十章第十章 氧化還原

30、反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法(2) (2) 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定 將待測(cè)電極與將待測(cè)電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，用檢流計(jì)確定電池組成原電池，用檢流計(jì)確定電池正負(fù)極，測(cè)定此電池的電動(dòng)勢(shì)，然后根據(jù)正負(fù)極，測(cè)定此電池的電動(dòng)勢(shì)，然后根據(jù) E = = 正極正極 - - 負(fù)極負(fù)極 求出待測(cè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。求出待測(cè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) p (Fe3+/Fe2+)的測(cè)定的測(cè)定E = (Fe3+/Fe2+)- (H+/H2) (Fe3+/Fe2+ )= 0.771

31、V第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法電 極 反 應(yīng)/V 氧化態(tài)Li+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+2H+Sn4+Cu2+I2Fe3+Br2Cr2O7214 H+Cl2MnO48H+F2 電子數(shù) e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e e 2e 6e 2e 5e 2e 還原態(tài)LiZnFeSnPbH2Sn2+Cu2IFe2+2Br2Cr3+7H2O2ClMn2+4H2O2F3.04030.760.4470.13770.12640.000.1510.340.5350.7711.0661.2321.361.5072.866標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(29

32、8K)10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)P494 附錄四附錄四失電子或還原能力增加失電子或還原能力增加得電子或氧化能力增加得電子或氧化能力增加第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法可將任意兩個(gè)電極組成原電池，計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)：可將任意兩個(gè)電極組成原電池，計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)： (Ag+/Ag） = 0.799V (Cu2+/Cu）= 0.34V E = 正極正極- 負(fù)極負(fù)極= (Ag+/Ag)- (Cu2+/Cu) =0.799V-0.34V =0.46V10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)

33、第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法(3)(3)使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 由于介質(zhì)的酸堿性影響由于介質(zhì)的酸堿性影響 值，標(biāo)準(zhǔn)電極電位表分為值，標(biāo)準(zhǔn)電極電位表分為酸表酸表( A)和和堿表堿表( B)。 大小反映物質(zhì)得失電子的能力，是一強(qiáng)度性質(zhì)的物理量，大小反映物質(zhì)得失電子的能力，是一強(qiáng)度性質(zhì)的物理量，與電極反應(yīng)的寫法無(wú)關(guān)。與電極反應(yīng)的寫法無(wú)關(guān)。 值是衡量物質(zhì)在水溶液中氧化還原能力大小的物理量，值是衡量物質(zhì)在水溶液中氧化還原能力大小的物理量，不適應(yīng)于非水溶液體系。不適應(yīng)于非水溶液體系。 V36. 1 (aq)Cl e(g)C

34、l21 2=+- V36. 1 (aq)2Cl 2e)g(Cl2=+-10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)二、電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì) 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法三、能斯特公式三、能斯特公式解決解決非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電極電勢(shì)或電動(dòng)勢(shì)電極電勢(shì)或電動(dòng)勢(shì) 能斯特公式（Nernst H W） 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： aOx + ne- = b RedF 為法拉第常數(shù)，每為法拉第常數(shù)，每摩爾電子所攜帶的摩爾電子所攜帶的電量，電量，96485Cmol-1n為電極反應(yīng)為電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移的電荷數(shù)電荷數(shù)。 (Ox) /ln (

35、Red) /abRTccnFcc = +0.0591V (Ox) /298K lg (Red) /abccncc = +10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)氧化（氧化（ oxidation）還原（還原（ reduction）第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 氣體氣體參加反應(yīng)，應(yīng)以相對(duì)參加反應(yīng)，應(yīng)以相對(duì)分壓分壓帶入濃度項(xiàng)；帶入濃度項(xiàng)； 純固體純固體、純液體純液體參加反應(yīng)時(shí)，在公式中參加反應(yīng)時(shí)，在公式中不列出不列出； 公式中純固體，純液體和溶劑的濃度帶數(shù)值公式中純固體，純液體和溶劑的濃度帶數(shù)值1. 公式中公式中Ox、Red是廣義的氧化型和還原型

36、物質(zhì)，包括是廣義的氧化型和還原型物質(zhì)，包括沒有發(fā)生氧化數(shù)變化沒有發(fā)生氧化數(shù)變化的參加電極反應(yīng)的的參加電極反應(yīng)的所有物質(zhì)所有物質(zhì)。使用能斯特公式需要注意的問題：使用能斯特公式需要注意的問題： P354 10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)三、能斯特公式三、能斯特公式0.0591V (Ox) /298K lg (Red) /abccncc = +第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法例：寫出電極反應(yīng)在例：寫出電極反應(yīng)在298K298K時(shí)的電極電勢(shì)計(jì)算式時(shí)的電極電勢(shì)計(jì)算式。 (1) I2 (s) + 2e- 2I- - 220.0591(/)0.535

37、lg 1.0/ () /2IIc Ic-=+ (2) Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O 21423272723130.0591()()(/)1.33lg6() ()c Cr OcHCr OCrcCrc-+-+=+0.535V=1.33V=10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)三、能斯特公式三、能斯特公式第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 (3) PbCl2(s) + 2e- Pb (s) + 2Cl- 220.0591(/)0.268lg 1.0/() /2PbClPbc Clc-= -+ (4) O2(g)

38、+ 4H+ + 4e- 2H2O 24220.0591(/) 1.229lg /()/4OOH Oppc Hc+=+0.268V= -1.229V=10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)三、能斯特公式三、能斯特公式例：寫出電極反應(yīng)在例：寫出電極反應(yīng)在298K298K時(shí)的電極電勢(shì)計(jì)算式時(shí)的電極電勢(shì)計(jì)算式。練習(xí)練習(xí)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法四、電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響四、電極物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響結(jié)論：結(jié)論：對(duì)于特定電極，電極中對(duì)于特定電極，電極中氧化型氧化型物質(zhì)和物質(zhì)和還原型還原型物物質(zhì)的質(zhì)的相對(duì)濃度相對(duì)濃度決定電極電勢(shì)的高低；決定

39、電極電勢(shì)的高低；0.0591Vlgabn =+ 氧化型還原型1.1.電極物質(zhì)本身濃度變化對(duì)電極電勢(shì)的影響電極物質(zhì)本身濃度變化對(duì)電極電勢(shì)的影響0.0591Vlgabn =+ 氧化型還原型10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)電極電勢(shì)電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法結(jié)論：結(jié)論：氧化態(tài)氧化態(tài)(Zn2+)濃度減小濃度減小,導(dǎo)致相對(duì)濃度導(dǎo)致相對(duì)濃度 減小，電極電勢(shì)降低。減小，電極電勢(shì)降低。例：計(jì)算例：計(jì)算25時(shí)，時(shí)， Zn2+(0.01molL-1)|Zn(s) 的電極電勢(shì)。的電極電勢(shì)。2Zn/zn0.7600V+= -查表得查表得2+2+2Z

40、n/ Zn Zn/ Zn 0.0591lg (Zn )20.05910.7600lg0.010.8191V2c+=+= -+= -1.1.電極物質(zhì)本身濃度變化對(duì)電極電勢(shì)的影響電極物質(zhì)本身濃度變化對(duì)電極電勢(shì)的影響0.0591Vlgabn =+ 氧化型還原型10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 例：在例：在Ag+ + e- = Ag 電極中加入電極中加入NaCl溶液，則發(fā)生溶液，則發(fā)生 Ag+ + Cl- = AgCl 沉淀反應(yīng)，計(jì)算沉淀反應(yīng)，計(jì)算298K反應(yīng)達(dá)到平衡反應(yīng)達(dá)到平衡和和c(C1-)=1.0molL-

41、1時(shí)，時(shí)， (Ag+/Ag)值。值。解：電極反應(yīng)：解：電極反應(yīng)：Ag+ e- =Ag (Ag+/ Ag)= (Ag+/ Ag)+0.0591Vlgc(Ag+)/c sp-10(Ag / Ag)0.0591Vlg(Cl )/1.77 100.799V0.0591Vlg0.22V1.0Kcc+-= +=+=2.2.沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響結(jié)論：結(jié)論：由于由于AgCl沉淀產(chǎn)生，使氧化態(tài)（沉淀產(chǎn)生，使氧化態(tài)（Ag+濃度）濃度）降低降低 ，電極電勢(shì)降低。，電極電勢(shì)降低。10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化

42、還原滴定法 結(jié)論：結(jié)論： 沉淀的生成會(huì)沉淀的生成會(huì)改變氧化型或還原型的濃度改變氧化型或還原型的濃度，從而引，從而引起電極電勢(shì)的變化起電極電勢(shì)的變化 當(dāng)當(dāng)氧化型被沉淀氧化型被沉淀時(shí)，電極電勢(shì)時(shí)，電極電勢(shì)降低降低，K Kspsp越小，電越小，電極極電勢(shì)降低得電勢(shì)降低得越多越多。 當(dāng)當(dāng)還原型被沉淀還原型被沉淀時(shí)，電極電勢(shì)時(shí)，電極電勢(shì)升高升高。0.0591Vlgabn =+ 氧化型還原型10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)2.2.沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法?)/CuCu(L1.0mol)Cu(N

43、H(21243= = = =+ +- -+ +時(shí)，時(shí)，c,L1.0mol)NH( 中，加入氨中，加入氨 池池 13 = =- -水，當(dāng)水，當(dāng)c12433Lmol0 . 1)Cu(NH()NH(-+=cc氨水Cu+2Cu，0.34V)/CuCu(2= =+ +：已知已知例例 電電 半半 Cu/Cu 。在。在1009. 2)Cu(NH(213243f= =+ + +K3.3.配合物生成對(duì)電極電勢(shì)的影響配合物生成對(duì)電極電勢(shì)的影響10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)解：解：)aq()Cu(NH )aq(4NH)aq(Cu24332+ + + +2+ +)NH()Cu()Cu(NH(f4

44、3243+ += = Kccc) s (Cu 2e)aq(Cu 2+ +- -+ +)Cu /Cu(2+ +)Cu(lg2V0591. 0)Cu /Cu( 22+ += =+ + +c)Cu(NH(1lg20591V. 0)Cu /Cu(243f2+ += =+ + +K0.05V- -= =)Cu /Cu(2+ +第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 當(dāng)當(dāng)氧化型氧化型物質(zhì)生成配合物時(shí)，配合物的穩(wěn)定性越大，對(duì)物質(zhì)生成配合物時(shí)，配合物的穩(wěn)定性越大，對(duì)應(yīng)電極的應(yīng)電極的 值降得越值降得越低低; ; 當(dāng)當(dāng)還原型還原型物質(zhì)生成配合物時(shí)，配合物的穩(wěn)定性越大，對(duì)物質(zhì)生成配合

45、物時(shí)，配合物的穩(wěn)定性越大，對(duì)應(yīng)電極的應(yīng)電極的 值升的越值升的越高高; ; 若兩者都生成配合物，要比較兩種配合物穩(wěn)定性。若兩者都生成配合物，要比較兩種配合物穩(wěn)定性。0.0591Vlgabn =+ 氧化型還原型10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)3.3.配合物生成對(duì)電極電勢(shì)的影響配合物生成對(duì)電極電勢(shì)的影響第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法p 計(jì)算計(jì)算pH=3.0, 4.0 ,其他物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)其他物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，時(shí)， （Cr2O72-/Cr3+) , （Cr2O72-/Cr3+ ) = 1.232V一般情況下，氧化物、含氧酸及其鹽均需在酸性

46、溶液中表一般情況下，氧化物、含氧酸及其鹽均需在酸性溶液中表現(xiàn)出氧化性。現(xiàn)出氧化性。酸性越強(qiáng)、氧化能力越強(qiáng)酸性越強(qiáng)、氧化能力越強(qiáng)。如。如KNO3 HNO3。Cr2O72- + 14H+6e-=2 Cr3+7H2O-3 143.00.05911.232VV lg(10 )0.82V6=+= -4 144.00.05911.232VV lg(10 )0.68V6=+=4.4.酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響（有酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響（有H H+ +和和OHOH- -的電極反應(yīng)）的電極反應(yīng)）P358 10-1010-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)

47、與氧化還原滴定法五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用1. 比較氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱比較氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 大小反映物質(zhì)在水溶液中氧化還原能力的強(qiáng)弱。大小反映物質(zhì)在水溶液中氧化還原能力的強(qiáng)弱。 (Zn2+/Zn）= - 0.76 V ， (Cu2+/Cu）= 0.34V Cu2+的氧化能力大于的氧化能力大于Zn2+; Zn的還原能力大于的還原能力大于Cu 大，氧化型的氧化能力強(qiáng)，是強(qiáng)氧化劑，大，氧化型的氧化能力強(qiáng)，是強(qiáng)氧化劑，還原型是弱還原劑；還原型是弱還原劑； 小，還原型的還原能力強(qiáng)，是強(qiáng)還原劑小，還原型的還原能力強(qiáng)，是強(qiáng)還原劑 ，氧化型是弱氧化劑。氧化型是弱氧化劑。 P359 10

48、-1110-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法2.判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向 氧化還原反應(yīng)吉布斯自由能變與電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系氧化還原反應(yīng)吉布斯自由能變與電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下： rGm = -nFE rGm0， + - ，正向自發(fā)進(jìn)行；，正向自發(fā)進(jìn)行； rGm0， E 0， + - ，逆向自發(fā)進(jìn)行；，逆向自發(fā)進(jìn)行； rGm0，E0， + = - ，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。196485C molF-=rGm = -nFE 根據(jù)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)值電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)值，即可判

49、斷即可判斷氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。 10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法例例:298K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Cr2O72-能否將能否將HCl氧化為氧化為Cl2？ Cr2O72-能否氧化能否氧化6.00molL-1 HCl？正極：正極：Cr2O72-+14H+6e-=2Cr3+7H2O + =1.232V負(fù)極：負(fù)極：2Cl-=Cl2+2e- - =1.36V(1)(1) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， + - 反應(yīng)正向進(jìn)行，即能氧化。反應(yīng)正向進(jìn)行，即能

50、氧化。140.05911.232VV6.00lg()1.34V6+=+=220.0591V1(Cl /Cl )l6.00g1.31V2-=+=2220.0591V(Cl ) /(Cl /Cl )lg(Cl ) /ppncc-=+正極：正極：Cr2O72-+14H+6e-=2Cr3+7H2O + =1.232V負(fù)極：負(fù)極：2Cl-=Cl2+2e- - =1.36V例例:298K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Cr2O72-能否將能否將HCl氧化為氧化為Cl2？ Cr2O72-能否氧化能否氧化6.00molL-1 HCl？P360 10-12第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定

51、法3選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑p現(xiàn)有現(xiàn)有Cl-，Br-，I-三種離子的混合液。欲使三種離子的混合液。欲使I-氧化氧化為為I2，而，而Br-，C1-不被氧化。應(yīng)選用下列哪種氧不被氧化。應(yīng)選用下列哪種氧化劑？化劑？ (a)Fe2(SO4)3 ，(b)KMnO4，(c)SnCl4 (I2/I-)0.535V， (MnO4/ Mn2+)1.507V (Br2/Br-)1.066V， (Fe3+/ Fe2+)0.771V (Cl2/Cl-)1.36V， (Sn4+/Sn2+)0.151V 欲使欲使I-氧化為氧化為I2,要求要求 0.535V，SnCl4 不行不行 ； 欲使欲使Br-

52、, C1-都不被氧化都不被氧化, 1.066V, KMnO4不行；不行；因此，只能選用因此，只能選用 Fe2(SO4)310-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法4. 計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，判斷氧化還原反應(yīng)計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度進(jìn)行的程度 根據(jù)：根據(jù)： rGm- RTlnK, rGm- nFE RTlnKnFElnnFKERT=若反應(yīng)在若反應(yīng)在298K下進(jìn)行，則下進(jìn)行，則lg0.0591nEKV=196485C molF-=10-10-2 2 原電池

53、與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用不考試不考試第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法5判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序p不考慮動(dòng)力學(xué)因素，電動(dòng)勢(shì)大的反應(yīng)首先進(jìn)行。不考慮動(dòng)力學(xué)因素，電動(dòng)勢(shì)大的反應(yīng)首先進(jìn)行。例如：例如：氯氣氯氣氧化含氧化含溴化鉀溴化鉀和和碘化鉀碘化鉀的溶液。的溶液。 (Cl2/Cl-)- (Br2/ Br-)1.36V-1.066V0.294V (Cl2/Cl-)- (2/-) 1.36V-0.535V0.825V I-首先被氧化成首先被氧化成I2，Br-后被氧化后被氧化Br2。 10-10-2 2

54、原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)五、電極電勢(shì)的應(yīng)用五、電極電勢(shì)的應(yīng)用6測(cè)定溶液測(cè)定溶液pH及物質(zhì)的某些常數(shù)及物質(zhì)的某些常數(shù) 可用于計(jì)算難溶化合物的溶度積，弱酸解離常可用于計(jì)算難溶化合物的溶度積，弱酸解離常數(shù)，配合物穩(wěn)定常數(shù)等。數(shù)，配合物穩(wěn)定常數(shù)等。不考試不考試MnO4- MnO42- MnO2 Mn3+ Mn2+ Mn0.562.260.951.51-1.181.511.691.23MnO4- MnO42- MnO2 Mn(OH)3 Mn(OH)2 Mn0.560.60-0.20.1-1.550.59-0.05A /V B /V六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用 將同一種元素的各種氧

55、化態(tài)按氧化數(shù)從高到低的順序?qū)⑼环N元素的各種氧化態(tài)按氧化數(shù)從高到低的順序排列，在兩種氧化態(tài)之間用聯(lián)線連接，并在聯(lián)線上標(biāo)明排列，在兩種氧化態(tài)之間用聯(lián)線連接，并在聯(lián)線上標(biāo)明相應(yīng)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值，這種圖形稱為相應(yīng)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值，這種圖形稱為元素電勢(shì)圖元素電勢(shì)圖。第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法1.1.判斷物質(zhì)水溶液中能否發(fā)生歧化反應(yīng)判斷物質(zhì)水溶液中能否發(fā)生歧化反應(yīng)p 分析分析Cu+在水溶液在水溶液中可否發(fā)生歧化中可否發(fā)生歧化0.16V0.34V0.521VCu2+Cu+Cu歧化反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行：歧化反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行：Cu+ + Cu+ = Cu2+ +

56、Cu20.5210.160.360CueCuVCuCueVE+-+-+-+=+=-=正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電動(dòng)勢(shì)：10-10-2 2 原電池與電極電勢(shì)原電池與電極電勢(shì)六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用六、元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法對(duì)于任意元素的電位圖對(duì)于任意元素的電位圖： A B C (A/B) (B/C)若：若：(1) (B/C) (A/B) 物質(zhì)物質(zhì)B發(fā)生歧化反應(yīng)發(fā)生歧化反應(yīng),歧化產(chǎn)物為歧化產(chǎn)物為A,C。 (2) (B/C)1.2 g/mL-1.685-(-0.356)2.041EV+=放電放電p 鋰電池鋰電池?fù)u椅電池?fù)u椅電池：鋰離子在外部條

57、件（充電或放電）下，：鋰離子在外部條件（充電或放電）下，往返于正負(fù)極之間往返于正負(fù)極之間正極正極LiCoO2負(fù)極負(fù)極 石墨石墨E = 4.0 V第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法10103 3 氧化還原滴定法氧化還原滴定法一、條件電極電勢(shì)一、條件電極電勢(shì)( (自學(xué)）自學(xué)）二、氧化還原滴定曲線（自學(xué)）二、氧化還原滴定曲線（自學(xué)）三、氧化還原滴定中的指示劑三、氧化還原滴定中的指示劑四、常用的氧化還原滴定法四、常用的氧化還原滴定法 第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法Ce4+滴定滴定Fe2+的滴定曲線的滴定曲線0.50.70.91

58、.11.31.5050100150200T% / V突突躍躍1.260.86 4+3+3+2+(Ce /Ce )=1.44 V(Fe /Fe )=0.68 V 氧化還原滴定曲線上滴定突躍的大小，取決于相互作氧化還原滴定曲線上滴定突躍的大小，取決于相互作用的用的氧化劑和還原劑氧化劑和還原劑條件條件電極電位之差電極電位之差，兩電對(duì)條件，兩電對(duì)條件電極電位差值越大電極電位差值越大，滴定，滴定突躍范圍越大突躍范圍越大。Ce:鈰鈰 (58)第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法自身指示劑自身指示劑特殊指示劑特殊指示劑氧化還原指示劑氧化還原指示劑電對(duì)物質(zhì)自身顏色電對(duì)物質(zhì)自身

59、顏色, MnO4- / Mn2+吸附吸附配位配位淀粉吸附淀粉吸附 I2 變藍(lán)變藍(lán)+-+23FeSCNSCNFe血紅色血紅色10-10-3 3 氧化還原滴定法氧化還原滴定法p 分類分類三、氧化還原滴定中的指示劑三、氧化還原滴定中的指示劑第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 氧化還原指示劑氧化還原指示劑氧化還原指示劑是一類本身具有氧化還原指示劑是一類本身具有氧化還原性氧化還原性的的有機(jī)試劑，其有機(jī)試劑，其氧化型氧化型和和還原型還原型具有不同的顏色具有不同的顏色。In (Ox) + ne- = In ( Red ) 不同顏色不同顏色 二苯胺磺酸鈉二苯胺磺酸鈉還原型還

60、原型( (無(wú)色無(wú)色) )終點(diǎn)顏色由終點(diǎn)顏色由亮綠色亮綠色變?yōu)樽優(yōu)樽仙仙?0-10-3 3 氧化還原滴定法氧化還原滴定法三、氧化還原滴定中的指示劑三、氧化還原滴定中的指示劑第十章第十章 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法指示劑指示劑 /Vc(H+)=1mol L-1 還原型還原型 氧化型氧化型 亞甲基藍(lán)亞甲基藍(lán) 0.36 無(wú)色無(wú)色 天藍(lán)色天藍(lán)色二苯胺磺酸鈉二苯胺磺酸鈉 0.84 無(wú)色無(wú)色 紅紫色紅紫色鄰苯氨基苯甲酸鄰苯氨基苯甲酸 0.89 無(wú)色無(wú)色 紅紫色紅紫色鄰二氮菲亞鐵鄰二氮菲亞鐵 1.06 紅色紅色 淺藍(lán)色淺藍(lán)色 氧化還原指示劑的條件電極電勢(shì)及顏色變化氧化還原指示劑