氧化和还原培训资料.ppt

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1、氧化和还原利用氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置。2.组成两个半电池、盐桥、外电路②消除原电池中的液接电势盐桥的作用①让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行一、原电池1.概念9/7/20212四川化工职业技术学院负极（电子流出）Zn+Cu2+→Zn2++Cu2e-原电池总反应：原电池符号(-)Zn(s)

2、ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)

3、Cu(s)(+)相界面盐桥电极反应正极（电子流入）3.工作原理电池反应9/7/202132.标准电极电势的测定电极反应：2H++2e-→H2E(H+/H2)=0.000

4、0V①标准氢电极二、标准电极电势1.电极电势的概念电流产生的原因：两极之间有电势差（电动势E）电势差产生的原因：参与氧化还原反应的物质得失电子的能力不同。9/7/20214②标准电极电势的测定(-)Pt，H2(100kPa)H+(1mol·L-1)‖待测电极（+）E=E待测-E氢电极=E待测E=E+-E-E=E+-E-H2(100kpa)→H2←Pt→←H+(1mol·L-1)9/7/20215标准态●所有的气体分压均为1×105Pa。●溶液中所有离子的浓度均为1mol/L。●所有纯液体和固体均为1×

5、105Pa条件下最稳定或最常见单质。注意9/7/20216E的物理意义——表示相应电对的氧化型/还原型物质在标准状态下水溶液中得失电子的能力。电对Cu2+/CuH+/H2Zn2+/ZnE/V+0.340-0.76E↑，表示电对氧化型氧化性↑还原型还原性↓E↓，表示电对还原型还原性↑氧化型氧化性↓氧化性Cu2+>H+>Zn2+还原性Cu

6、0.7626H+/H22H++2e-2H20Cu2+/CuCu2++2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H++4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H++2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF+e-Xe(g)+F-3.4常用电对的标准电极电势(298K)还原型物质的还原能力越强氧化型物质的氧化能力越强9/7/202184.查表规则一般标准E表都分为两种介质，即酸性介质和碱性介质，查表规律如下：（1）在电极反应中，无论产物或反应物中出现H+均

7、查酸表；（2）在电极反应中，无论产物或反应物中出现OH-均查碱表；（3）在电极反应中，既无H+又无OH-则根据存在状态来考虑决定。例：Sn4+/Sn2+电对，因Sn4+只能在酸性中存在，否则会水解，故查酸表。9/7/20219四川化工职业技术学院例1：试比较SnCl2、Zn、H2S在H+中的还原能力还原能力：Zn>H2S>SnCl2解:0.1540.144-0.763E/VSn4+/Sn2+S/H2SZn2+/Zn电对＜＜例2：试比较KMnO4、Cl2、FeCl3在H+中的氧化能力氧化能力：KMnO4>Cl2>FeC

8、l3解:0.7711.35831.51E/VFe3+/Fe2+Cl2/Cl-MnO4-/Mn2+电对＞＞5.例题讲解9/7/202110●（3）E与反应速率无关●（4)E只适用标态下的水溶液ZnZn2++2e-E=-0.76VZn2++2e-ZnE=-0.76V●（2）E的数值与半反应的计量系数无关●（1）E的符号与半反应的方向无关6.说明ZnZn2++2e-E=-0.76V2Zn2Zn2++4e-E=-0.76V9/7/202111②氧化型和还原型物质的浓度、分压③酸度对某些电对的电极电势有影响三、

9、影响电极电势的因素1.能斯特方程①组成电对的物质的本性，决定EƟ值9/7/202112氧化型还原型一侧各物种相对浓度幂的乘积电对在某一浓度的电极电势电对的标准电极电势摩尔气体常数热力学温度电极反应中转移的电子数法拉第常数氧化型+ze-还原型E=E+㏑zF[氧化型][还原型]RT9/7/202113能斯特方程[氧化型]—包括电极反应中氧化型一方所有物质浓度系数次方的乘积。[还原型]—包括电极反应中还原型一方所有物质浓度系数次方的乘积。9/7/2021142.能斯特方程的应用（1）求出离子浓度变化对E

10、的影响；（2）可判断离子浓度变化对氧化还原反应方向的影响；（3）可预计酸度对氧化还原反应的影响。9/7/202115（1）气体物质用分压(Pa)表示，并除以pƟ(105Pa)溶液中的物质用浓度(molL-1)表示，并除以cƟ(1molL-1)2[c(Cl-)/c]2例1Cl2(g)+2e-2Cl-0.0592Vp(Cl2)/p