chapter5氧化还原平衡电化学基础

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1、第十章电化学基础和氧化还原平衡10.2电解质溶液的导电机理10.1氧化还原反应与方程式的配平10.4能斯特方程和电极反应的电势10.3原电池和电极反应的标准电势10.5电极反应的电势的应用10.7元素电势图及其应用10.6电动势与及的关系要求本章学习的主要要求为：1.能够熟练地应用离子-电子法配平方程式。2.掌握基本概念：电导、电导率、摩尔电导率、法拉第定律、可逆电池、电极电势、电极的极化、过电势；对迁移数、离子平均活度和平均活度系数、离子独立运动定律、德拜—休克尔极限理论等概念有所了解，能够进行有关的计算。10.1.1氧化还原反应1.氧化值的概念定义：根据“国际纯化学和应用化学

2、联合会”（IUPAC）的定义，氧化值指化合物中各原子的形式电荷数。氧化值的确定原则：（1）单质：元素的氧化值=0（2）离子型化合物：元素的氧化值=离子所带的电荷（3）共价型化合物：假定共价键断裂，电子对完全转移给电负性强的元素，此时原子所带形式电荷数=元素的氧化值。（4）在任何化合物中，所有元素氧化值的代数和等于0（5）在多原子离子中，所有元素氧化值的代数和等于离子的电荷。（6）氢的氧化数一般为+1，在金属氢化物中为-1，如NaH（7）氧的氧化数一般为(-2)，例外有-1、+1、+2等，在过氧化物中为-1，如Na2O2，在超氧化物中为-0.5，如KO2，在氧的氟化物中为+1或+2

3、，如O2F2和OF2中（8）氧化数可以是分数Fe3O4(Fe2O3·FeO)，Fe的氧化数为8/3，可见是平均氧化数Question什么是“氧化数”？它与“化合价”有否区别？氧化数Oxidationnumber、化合价valence、化学键数chemicalbondnumber化合价——是用整数来表示的元素原子的性质（成键数），如N≡N、NH3、O=O、H2O、SF6(共价键)，但对一些化合物Na2S2O3、CrO5、CaF2、Fe3O4、C6H6等化合物中化合价难以描述和定量，而氧化数的出现能灵活而实际的描述在化合物原子所处的状态。10.1.1氧化还原反应2.氧化还原反应的基本

4、概念Zn+Cu2+Zn2++Cu氧化值升高，-2e氧化值降低，+2e(1)一切失去电子而元素氧化值升高的反应称为氧化反应，发生氧化反应的是还原剂（失去电子）(2)一切得到电子而元素氧化值降低的反应称为还原反应，发生还原反应的是氧化剂（得到电子）所以在上述反应中，Zn是还原剂，被氧化；Cu2+是氧化剂，被还原。10.1.1氧化还原反应3.氧化还原反应的特征（1）任何一个氧化还原反应都是由两个半反应组成，一个是氧化半反应，一个是还原半反应。（2）氧化和还原总是同时发生，相互依存。（3）氧化剂和还原剂是相对而言的。当一种元素有多种氧化值时(以S元素为例)：最高氧化值强氧化剂(浓H2SO

5、4)最低氧化值强还原剂(H2S)氧化值居中时物质既有氧化性又有还原性(SO2)此外，同一物质在同一反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，这样的反应称为歧化反应（或自氧化还原反应）10.1.2氧化还原反应方程式的配平1.氧化值法配平原则：氧化剂中元素氧化值降低的总数与还原剂中元素氧化值升高的总数相等。（即电子得失总数相等）KMnO4+H2SO4+H2O2→K2SO4+MnSO4+H2O+O22352852KMnO4+3H2SO4+3H2O2→K2SO4+2MnSO4+6H2O+4O22KMnO4+3H2SO4+7H2O2→K2SO4+2MnSO4+10H2O+6O2×配平步骤：(1)写

6、出完整的化学反应式，标出氧化值有变化的元素，计算出反应前后氧化值的变化。(2)根据元素氧化值的升高和降低总数必须相等的原则，将氧化剂和还原剂氧化值的变化乘以适当的系数，由这些系数可得到下列不完全方程式：KMnO4+K2C2O4+H2SO4MnSO4+K2SO4+CO2+H2OKMnO4+K2C2O4+H2SO4MnSO4+K2SO4+CO2+H2O2521010.1.2氧化还原反应方程式的配平(3)使方程式两边的各种原子总数相等。2KMnO4+5K2C2O4+8H2SO42MnSO4+6K2SO4+10CO2+8H2O最后，核对方程两边的氧原子数都等于60，证实这个方程式已经配平

7、。KMnO4＋KNO2→MnSO4＋K2SO4＋KNO3＋H2OKI＋K2CrO4＋HCl→CrCl3＋KCl＋I2＋H2OAsH3＋AgNO3＋H2O→As2O3＋Ag＋HNO32.离子电子法配平原则：电子得失总数必须相等配平步骤：(1)写出两个半反应，并配平SO2-+Mn2+SO2-+MnO4-43®（酸性条件）10.1.2氧化还原反应方程式的配平(2)根据氧化剂所获得的电子总数和还原剂失去的电子总数必须相等的原则，配平离子反应方程式。52+）配平半反应中氧原子数的方法：