第六章氧化还原反应和氧化还原滴定法ppt课件.ppt

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1、6.1氧化还原反应的基本概念6.2电极电势6.3氧化还原平衡6.4氧化还原滴定曲线6.5氧化还原滴定指示剂6.6常用氧化还原滴定方法第六章氧化还原平衡与氧化还原滴定法6.1氧化还原反应的基本概念化学反应可分为两大类:一类是在反应过程中,反应物之间没有电子的转移;另一类,反应物之间发生了电子的转移,这一类就是氧化还原反应。元素的氧化值(氧化数):某元素一个原子的表观电荷数。假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。确定氧化值的一般规则:单质中元素的氧化值为零。中性分子中各元素的正负氧化值代数和为零。多原子离子中各元素原子正负氧值代数和等于离子电荷。在共价化合物中,共用电子对

2、偏向于电负性大的元素的原子,原子的“形式电荷数”即为它们的氧化值。一.氧化值化合物中,氧的氧化值一般为-2;在过氧化物(如H2O2、Na2O2等)中为-1;在超氧化合物(如KO2)中为-1/2、;在OF2中为+2。化合物中,氢的氧化值一般为+1,仅在与活泼金属生成的离子型氢化物(如NaH、CaH2)中为-1。所有卤化合物中卤素的氧化值均为-1;碱金属、碱土金属在化合物中的氧化值分别为+1、+2。例7-2求Fe3O4中Fe的氧化值。解:已知O的氧化值为-2。设Fe的氧化值为x,则3x+4×(-2)=0,x=+8/3所以Fe的氧化值为+8/3氧化值为正或为负,可以是整数、分数或小数。氧化还原反应

3、:凡化学反应中,反应前后元素的原子氧化值发生了变化的一类反应。如Cu2++Zn=Cu+Zn2+氧化:失去电子,氧化值升高的过程。如:Zn-2e=Zn2+还原:得到电子,氧化值降低的过程。如:Cu2++2e=Cu还原剂:反应中氧化值升高的物质。如:Zn氧化剂:反应中氧化值降低的物质。如:Cu2+氧化态物质:氧化数高的物质。如:Cu2+、Zn2+还原态物质:氧化数低的物质。如:Cu、Zn二.氧化与还原6.2电极电势一.原电池把一块锌放入CuSO4溶液中,锌开始溶解,而铜从溶液中析出。反应的离子方程式Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+Cu(s)这是一个可自发进行的氧化还原反应,由于氧化

4、剂与还原剂直接接触,电子直接从还原剂转移到氧化剂,无法产生电流。如果在两个烧杯中分别放入ZnSO4和CuSO4溶液,在盛有ZnSO4溶液的烧杯中放入Zn片,在盛有CuSO4溶液的烧杯中放入Cu片,将两个烧杯的溶液用一个盐桥联通,如图所示。原电池结构如果用一个灵敏电流计(A)将图中两金属片联接起来:电流表指针发生偏移,说明有电流发生。在铜片上有金属铜沉积上去,而锌片被溶解。取出盐桥,电流表指针回至零点;放入盐桥时,电流表指针又发生偏移。说明了盐桥使整个装置构成通路的作用。原电池:借助于氧化还原反应产生电流的装置。在原电池中,组成原电池的导体(如铜片和锌片)称为电极。规定:电子流出的电极

5、称为负极,负极上发生氧化反应;电子进入的电极称为正极,正极上发生还原反应。在Cu-Zn原电池中:负极(Zn):Zn(s)-2eZn2+(aq)发生氧化反应还原剂Zn:氧化数升高变为Zn2+正极(Cu):Cu2+(aq)+2eCu(s)发生还原反应氧化剂Cu2+:氧化数降低变为CuCu-Zn原电池的电池反应为Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)十Cu(s)(一)Zn∣ZnSO4(cl)║CuSO4(c2)∣Cu(+)把负极(一)写在左边,正极(+)写在右边。其中“∣”表示金属和溶液两相之间的接触界面,“‖”表示盐桥,c表示溶液的浓度,当溶液浓度为1mol·L-1时,可不写。“半电池”:

6、由同一种元素不同氧化值的两种物质构成。一种是处于低氧化值的物质(还原态物质);另一种是处于高氧化值的物质(氧化态物质)。原电池由两个半电池组成的。原电池电池符号:由同一种元素的氧化态物质和其对应的还原态物质所构成的整体。常用符号[氧化态]/[还原态]来表示,如氧化还原电对可写成Cu2+/Cu、Zn2+/Zn和Cr2O72-/Cr3+。氧化还原电对:可逆电对不可逆电对对称电对不对称电对任一自发的氧化还原反应都可以组成一个原电池。在用Fe3+/Fe2+、Cl2/Cl一、O2/OH一等电对作为半电池时,可用金属铂或其他惰性导体作电极。氧化态物质和还原态物质在一定条件下,可以互相转化;氧化态(Ox)

7、十ne还原态(Red)式中n表示互相转化时得失电子数。半电池反应(电极反应):表示氧化态物质和还原态物质之间相互转化的关系式。电极反应包括参加反应的所有物质,不仅仅是有氧化值变化的物质。如电对Cr2O72-/Cr3+,对应的电极反应为Cr2O72-+6e+14H+=Cr3++7H2O。电极电势的产生:以Zn—Zn2+为例:金属晶体内有金属原子,金属阳离子和共用电子。Zn放入Zn2+中:一方面,金属表面构成晶格

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