大学化学基础-电化学基础和氧化还原平衡

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1、第十一章氧化还原反应及其应用第十一章氧化还原反应§11.1基本概念§11.2电极电势和电池电动势§11.3氧化还原平衡§11.4影响电极电势的因素§11.5元素电势图及其应用§11.6氧化还原滴定法一、氧化数(Oxidationmumber)氧化数定义:化合物中某元素所带形式电荷的数目。由于化合物中组成元素的电负性不同，原子结合时电子对总要移向电负性大的原子一方，从而化合物中组成元素的原子必须带正或负电荷（形式电荷）。确定元素氧化数的规则(1)单质的氧化数为零。(2)在多原子分子中所有元素氧化数的代数和等于零;在多原子离子中所有元素

2、氧化数的代数和等于离子所带的电荷数。例：(3)氢在化合物中的氧化数一般为+1,但在活泼金属的氢化物中为–1。(4)氧在化合物中的氧化数一般为–2;在过氧化物中为–1;在超氧化物中为–1/2(KO2);在OF2中为+2。（所有元素中氟的电负性最高为-1）。注意：1）同种元素可有不同的氧化数；2）氧化数可为正、负和分数等；3）氧化数不一定符合实际元素的电子转移情况。S2O32-S的氧化数为＋2，二、氧化还原反应的特征氧化:氧化数升高的过程还原:氧化数降低的过程氧化还原反应:在化学反应过程中,元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的一

3、类反应。特征:反应中氧化过程和还原过程同时发生。Cu2++Zn=Cu+Zn2++2+200自氧化–还原反应:反应过程中氧化数的升高和降低发生在同一化合物（又称歧化反应）4KClO3=3KClO4+KCl+5+7–102Cl2+H2OHClO+HCl+1–1Cl2+Cl2+2H2O2HClO+2HCl+0+1–1+03KClO3+KClO33KClO4+KCl+5+7–1+5从电子的角度：反应中失去电子（氧化数升高）的物质为还原剂。还原剂能给出电子促使另一物质获得电子而还原，自身则失去电子而氧化。反应中得到电子（氧化数降低）的物质为氧

4、化剂。氧化剂剂能获得电子促使另一物质失去电子而氧化，自身则失去电子而还原。氧化剂和还原剂氧化剂:氧化数降低的物质还原剂:氧化数升高的物质NaClO+2FeSO4+H2SO4NaCl+Fe2(SO4)3+H2O+1+2–1+3氧化剂还原剂还原产物氧化产物介质氧化还原电对Cu2++ZnZn2++CuCu2+Cu(氧化剂)(还原剂)Zn2+Zn(氧化剂)(还原剂)氧化型物质还原型物质共轭的氧化还原体系氧化还原反应是两个(或两个以上)氧化还原电对共同作用的结果还原剂的还原能力越强,则其共轭氧化剂的氧化能力越弱Sn4+/Sn2+在氧化还

5、原反应中,反应一般按较强的氧化剂和较强的还原剂相互作用的方向进行氧化剂降低氧化数的趋势越强,其氧化能力越强,则其共轭还原剂升高氧化数的趋势就越弱,还原能力越弱。MnO4–/Mn2+氧化还原半反应式Cu2+/CuCu2++2e–CuZn2+/ZnZnZn2++2e–MnO4–/Mn2+MnO4–+8H++5e–Mn2++4H2OSO42–/SO32–SO42–+2H+2e–SO32–+H2O配平原则：①电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。②质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。三、氧化还原反应方程式的配平配平方法：1.氧化数

6、法；2.离子-电子法★①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。②将反应分解为两个半反应式，配平两个半反应的原子数及电荷数。③根据电荷守恒，以适当系数分别乘以两个半反应式，然后合并，整理，即得配平的离子方程式；有时根据需要可将其改为分子方程式。离子-电子法例:配平MnO4–+SO32–Mn2++SO42–(酸性介质)解:MnO4–Mn2+SO32–SO42–+5e–+8H++4H2O+2e–+2H++H2O2)5)+)2MnO4–+6H++5SO32–=2Mn2++5SO42–+3H2O配平

7、中的经验处理方法：酸性介质：O原子多的一边加H+，O原子少的一边加H2O；碱性介质：O原子多的一边加H2O，O原子少的一边加；中性介质：左边一律加H2O，右边根据O原子的多少确定加H+或加。注意：在配平同一方程式中，不要同时出现H+和OH-。例:配平ClO–+Cr(OH)4–Cl–+CrO42–(碱性介质)解:ClO–Cl–Cr(OH)4–CrO42–+2e–+H2O+2OH–+3e–+4H2O+4OH–3)2)+)3ClO–+2OH–+2Cr(OH)4–=3Cl–+2CrO42–+5H2O第十一章氧化还原反应§11.1基

8、本概念§11.2电极电势和电池电动势§11.3氧化还原平衡§11.4影响电极电势的因素§11.5元素电势图及其应用§11.6氧化还原滴定法一、原电池工作状态的化学电池同时发生三个过程：1.两个电极表面分别发生氧化反应和还原反应；2.电