氧化還原反應(yīng)和氧化還原滴定法-氧化還原反應(yīng)（基礎(chǔ)化學(xué)課件）

電極電勢

《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：

在鋅銅原電池中：負(fù)極反應(yīng)

Zn-2e→Zn2+正極反應(yīng)

Cu2++2e→Cu電池反應(yīng)

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

一、原電池

Cu-Zn原電池

◆輸出電子的電極稱為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

◆接受電子的電極稱為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

◆兩個電極反應(yīng)之和為電池反應(yīng)。

借助氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置，即將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置稱為原電池。

Zn2+/ZnCu2+/Cu原電池的表示方法Cu-Zn原電池可以表示為：(－)Zn(s)∣ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)︱Cu(s)(+)負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊。電極物質(zhì)是溶液注明其濃度；是氣體注明其分壓。用“︱”表示電極與溶液的界面；用“，”區(qū)分同一相中的不同組分；用“‖”表示鹽橋。電對中沒有金屬單質(zhì)，要用不活潑的金屬或石墨做電極，稱為惰性電極。在電池符號中也要表示出惰性電極。二、電極電勢

（一）電極電勢

兩個電極用導(dǎo)線相連有電流產(chǎn)生，說明兩個兩個電極之間有電勢差。正負(fù)兩極的電極電勢之差稱為原電池的電動勢，用E表示。

E=φ+-φ-例如：E=φCu2+/Cu-

φZn2+/ZnCu-Zn原電池

（二）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（一）電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：電極處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的電極電勢。符號：φθ測定方法：（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，將待測電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池（此電池為標(biāo)準(zhǔn)電池）；（2）用電位差計測定原電池的標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢（Eθ）；（3）用檢流計確定原電池的正極和負(fù)極；（4）通過原電池的電動勢計算待測電極的電極電勢。

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的應(yīng)用：

衡量氧化劑氧化能力或還原劑還原能力的強弱。

φθ越大，電對中氧化態(tài)的氧化能力越強，是強氧化劑。

φθ越小，電對中還原態(tài)的還原能力越強，是強還原劑。

氧化性Ag+＞Zn2+還原性Zn＞Ag查標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表

電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的應(yīng)用：

判

定氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的方向。

Eθ=φ+θ

-φ-θ

若Eθ>0，則反應(yīng)向正方向進行。例如：判斷下面反應(yīng)能否進行？

Zn2++Ag=Zn

+Ag+

φθZn2+/Zn=-0.763V,φθAg+/Ag=0.7995V負(fù)極：Ag-e=Ag+

正極：Zn2++2e=ZnEθ=φθZn2+/Zn

-φθAg+/Ag=-0.763-（0.7995）<0

能斯特方程

《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：能斯特方程

aOx+ne=bRed對于任意電極：對氧化還原總反應(yīng)(原電池反應(yīng))：

式中。

電極電勢的大小既與組成電極材料的物質(zhì)本性有關(guān)(體現(xiàn)在Eθ上)，還與反應(yīng)物濃度、壓力和反應(yīng)溫度有關(guān)。注意：(1)式中，J為電極反應(yīng)的反應(yīng)商，包括反應(yīng)式中各組分，不僅僅是氧化態(tài)和還原態(tài)本身。(2)反應(yīng)式必須配平！

如298K時反應(yīng):NO3-+4H++3e

=NO+2H2O如：O2+4H++4e=2H2O如：Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O如：MnO2(s)+4H+(aq)

+2Cl-(aq)=Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O氧化還原半反應(yīng)與氧化還原電對

《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：氧化還原半反應(yīng)

氧化還原反應(yīng)是由氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)組成的，這兩個反應(yīng)稱為氧化還原半反應(yīng)。Zn+

CuSO4=ZnSO4+

Cu氧化反應(yīng)：Zn-2e=Zn2+還原反應(yīng)：Cu2++2e=Cu1.氧化態(tài)(OX)：半反應(yīng)中氧化數(shù)較高的物質(zhì)。如Zn2+、Cu2+，可作氧化劑；

2.還原態(tài)(Red)：半反應(yīng)中氧化數(shù)較低的物質(zhì)。如Zn、Cu等，可作還原劑。氧化還原（共軛）電對：

同一物質(zhì)的Ox與Red兩種形態(tài)，因為得失電子而形成的對應(yīng)（共軛）關(guān)系的一對。寫作“氧化態(tài)/還原態(tài)”。氧化或還原半反應(yīng)中，物質(zhì)發(fā)生氧化態(tài)Ox和還原態(tài)Red的轉(zhuǎn)變例如：Zn→Zn2+、H+

→H2例如:Zn2+／Zn、Fe3+／Fe2+都是氧化還原電對。氧化還原電對（氧化還原共軛電對）上例中，存在兩個電對Zn2+／Zn和H+/H2，氧化還原反應(yīng)是電子在兩個電對的物質(zhì)之間轉(zhuǎn)移。氧化劑與還原劑《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：氧化劑和還原劑(3)氧化還原反應(yīng)：有氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)，即有電子得失的反應(yīng)，這就是氧化還原反應(yīng)實質(zhì)。(1)氧化反應(yīng)：元素氧化數(shù)升高的過程，即失電子過程。(2)還原反應(yīng)：元素氧化數(shù)降低的過程，即得電子過程。

氧化與還原反應(yīng)是同時發(fā)生的。一種元素的氧化數(shù)升高，必有另一種元素的氧化數(shù)降低，并且氧化數(shù)升高的數(shù)值與氧化數(shù)降低的數(shù)值相等。CuO+H2Cu+H2O氧化數(shù)降低物質(zhì)稱氧化劑氧化數(shù)升高物質(zhì)稱還原劑氧化數(shù)降低過程氧化數(shù)升高過程+200+1(4)氧化劑:化學(xué)反應(yīng)中得電子物質(zhì)，即氧化數(shù)降低的物質(zhì)。(5)還原劑:化學(xué)反應(yīng)中失電子物質(zhì)，即氧化數(shù)升高的物質(zhì)。反應(yīng)過程中電子由還原劑轉(zhuǎn)移至氧化劑?！舫Ｒ姷难趸瘎夯顫姷姆墙饘賳钨|(zhì)；高價態(tài)金屬離子；某些高氧化數(shù)的化合物、氧化物和過氧化物?！舫Ｒ姷倪€原劑：活潑的金屬單質(zhì)；低價態(tài)金屬離子；某些低氧化數(shù)的化合物或陰離子。◆氧化數(shù)處于最高值元素的化合物，只能作氧化劑；

氧化數(shù)處于最低值元素的化合物，只能作還化劑；

氧化數(shù)處于中間值元素的化合物，既可作氧化劑，又可作還原劑。常見的氧化劑和還原劑氧化數(shù)《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：氧化數(shù)1.氧化數(shù)定義：氧化數(shù)是指某元素一個原子的荷電數(shù)。荷電數(shù)：假設(shè)把每個鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得的。2.確定氧化數(shù)的一般規(guī)則：（1）單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零。

（2）中性分子中各元素的氧化數(shù)的代數(shù)和等于零。（3）單原子離子中元素的氧化數(shù)等于離子所帶電荷數(shù)。（4）在復(fù)雜離子中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于該離子的電荷數(shù)。（5）某些元素在化合物中的氧化數(shù)：

通常氫在化合物中的氧化數(shù)為＋1；通常氧的氧化數(shù)為－2。3.氧化數(shù)的表示方法：（1）元素的氧化數(shù)通常寫在元素符號的右上方，用＋x和－x來表示。例如：Fe＋2SO4，F(xiàn)e2＋3O3。（2）在元素符號之后以羅馬數(shù)字加括號表示。例如：FeSO4中的Fe（Ⅱ），F(xiàn)e2O3（Ⅲ）。例：求Na2S4O6中S的氧化數(shù)。解:設(shè)S的氧化數(shù)為x

4x+2×(+1)+6×(-2)=0x=+5/2練習(xí)：求Na2S2O3中S的氧化數(shù)。原電池

《基礎(chǔ)化學(xué)》學(xué)校名稱：

在鋅銅原電池中：負(fù)極反應(yīng)

Zn-2e→Zn2+正極反應(yīng)

Cu2++2e→Cu電池反應(yīng)

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

原電池Cu-Zn原電池

◆輸出電子的電極稱為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

◆接受電子的電極稱為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

◆兩個電極反應(yīng)之和為電池反應(yīng)。

借助氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置，即將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置稱為原電池。

Zn2+/ZnCu2+/Cu原電池的表示方法Cu-Zn原電池可