实验15 氧化还原反应和氧化还原平衡.doc

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1、实验15氧化还原反应和氧化还原平衡[实验目的]1.学会装配原电池；2.掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、介质的酸度等因素对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速率的影响；3.通过实验了解化学电池电动势。[基本操作]1.试管操作要用专用滴管取液体，不得引入杂质。清洗滴管时，里外都要冲洗干净。滴瓶上的滴管不得用于别的液体的取用，滴加液体时磨口以下部分不得接触接收容器的器壁。装有药品的滴管不得横放或滴管口向上斜放，以免液体流入橡皮头中。在通常的性质实验中，反应液一般取3~5滴。正常滴管中的一滴溶液约0.05mL，例

2、如，取0.5mL的溶液，需要大约10滴。2.盐桥的制法3.伏特计的使用（区分正负极，伏特计和电极要接触良好）[实验原理]对于电极反应：氧化态（Ox）+ne−=还原态（Red）根据能斯特公式，有 其中，R=8.314J·mol-1·K-1，T=298.15K，F=96485C·mol-1电极电势的大小与Eo（电极本性）、氧化态和还原态的浓度，溶液的温度以及介质酸度等有关。对于电池反应，aA+bB=cC+dD对应的能斯特方程是电极电势愈大，表明电对中氧化态氧化能力愈强，而还原态还原能力愈弱，电极电势大的氧化态能氧化氧化电极电势

3、比它小的还原态。E+>E－是氧化还原反应自发进行的判椐。在实际应用中，若与的差值大于0.5Ｖ，可以忽略浓度、温度等因素的影响，直接用数值的大小来确定该反应进行的方向。[实验内容]实验内容实验现象解释和反应一、氧化还原反应和电极电势(1)0.5mL0.1mol·L－1KI+2滴0.1mol·L－1FeCl3，摇匀后加入CCl4观察CCl4层颜色 紫色 2I-+2Fe3+=I2(紫色)+2Fe2+(2)KBr代替KI进行上述实验 无变化 E0Fe3+/Fe2+＜E0Br2/Br-，不能反应(3)碘水+0.5mL0.1mol·L

4、－1FeSO4摇匀后加入CCl4观察CCl4层颜色Br2水+0.5mL0.1mol·L－1FeSO4摇匀后加入CCl4观察CCl4层颜色紫色溴水退色  E0Fe3+/Fe2+＞E0I2/I-，不能反应Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+比较电极电势Br2/Br-＞Fe3+/Fe2+＞I2/I-二、浓度对电极电势的影响(1)烧杯1：15mL1mol·L－1ZnSO4中插入锌片烧杯2：15mL1mol·L－1CuSO4中插入铜片盐桥连接两烧杯，测电压 0.9VCu2+/Cu为正极 CuSO4溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解生

5、成深蓝色溶液，观察电压变化 电压降低Cu2++2e−=Cu加入NH3水时，形成[Cu(NH3)4]2+，使[Cu2+]大幅度减小，电极电势随之减小。由于正极电位降低，导致原电池电动势降低。ZnSO4溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解生成无色溶液，观察电压变化电压升高Zn2++2e−=Zn加入NH3水时，形成[Zn(NH3)4]2+，使[Zn2+]大幅度减小，电极电势随之减小。由于负极电位降低，导致原电池电动势升高。(2)CuSO4浓差电池:0.01mol·L－1CuSO4和1mol·L－1CuSO4组成原电池，测电动势并与计算

6、值比较Cu

7、Cu2+(0.01mol·L－1)‖Cu2+(1mol·L－1)电压很小浓度大的一端为正极测定值比计算值小。或者解释如下：正极电极反应：Cu2+(1mol·L-1)+2e−=Cu负极电极反应：Cu2+(0.01mol·L-1)+2e−=Cu原电池反应为：Cu2+(1mol·L-1)=Cu2+(0.01mol·L-1)在浓差电池的两极各连一个回形针，然后在表面皿上放一小块滤纸，滴加1mol·L－1Na2SO4溶液，使滤纸完全湿润，在加入2滴酚酞，将两极回形针压在纸上，相距1mm，稍等片刻，观察所压处哪端出现红色。

8、CuSO4浓度低的一端出现红色H2O被电解。阴极反应为：2H2O+2e−=H2↑+2OH−使酚酞变红。三、酸度和浓度对氧化还原反应的影响1.酸度的影响(1)0.5mL0.1mol·L－1Na2SO3,+2滴0.01mol·L－1KMnO4,+0.5mL1mol·L－1H2SO4,观察溶液颜色的变化KMnO4退色a5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2++3H2O用0.5mLH2O代替H2SO4，观察溶液颜色的变化产生棕色沉淀3SO32-+2MnO4-+H2O=3SO42-+2MnO2↓(棕色)+2OH-

9、用0.5mL6mol·L－1NaOH代替H2SO4，观察溶液颜色的变化溶液变绿SO32-+2MnO4-+2OH-=SO42-+2MnO42-↓(绿色)+H2O(2)0.5mL0.1mol·L－1KI+2滴0.1mol·L－1KIO3无变化＋淀粉，观察溶液颜色的变化上述溶液中滴加2～3滴1mol·L－1H