氧化还原1－大学化学基础课件

氧化还原1－大学化学基础课件内容摘要：

氧化还原1－大学化学基础课件 第 11章 氧化还原反应 电化学基础§ 化还原反应的基本概念年代 氧化反应 还原反应18世纪末 与氧化合 从氧化物夺取氧19世纪中 化合价升高 化合价降低20世纪初 失去电子 得到电子认识不断深化 + 2+ 2e 化、还原半反应+ = + 化还原反应氧化态 + n e = 还原态 , 电子转移( 酸 碱 + n H+ , 质子转移 ) 氧化态、某些元素氧化态发生改变的反应氧化过程： 氧化态升高的过程 , 还原剂还原过程： 氧化态降低的过程 , 氧化剂氧化型：高氧化态 氧化剂还原型：低氧化态 还原剂中间态： 既可作为 氧化剂 , 又可做为 还原剂还原型 = 氧化型 + 3 10+ 12化数与电子转移+ = + 个 “ e” 的转移 2 H 2 O 共价键+1 式电荷 ”称为 “ 氧化数 ”（电子偏移情况的反映）经验规则： 各元素氧化数的代数和为零。 1）单质中，元素的氧化数等于零。 （ ）2）离子化合物中，与元素的电荷数相一致。 ,+2,共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。 O: ）； 1 （ 氧化钾）H: +1, 一般情况； 1， 计算原子的氧化数 】碱金属 +1：碱土金属 +2； F: +1（ 1） ；O 1）例： e： 连四硫酸根 r： 2× 5=1038342 O 思考题： 确定氧化数（ 1） +2） +10（ 3） 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。 2，S O 4 , ( + 6 )0 , ( - 2 )配平原则 ： 电荷守恒 ： 氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 质量守恒 ： 反应前后各元素原子总数相等。 则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低数相等 (得失电子数目相等）写出化学 反应方程式确定有关元素氧化态升高及降低的 数值确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍数。 找出氧化剂、还原剂的系数。 核对，可用 H+, ： + 氧化数降低 6 4氧化数升高 2010 3 10+ 12 318 10+ 126个 18个 在左边加 18个 写出相应的 离子反应式 将反应分成两部分 ，即还原剂的氧化反应 和氧化剂的还原反应。 配平半反应 确定二个半反应的系数 得失电子数相等的原则 根据反应条件 确定反应的酸碱介质 ，分别加入 H+, 使方程式配平。 注意：介质水参与 ， H+与 酸性体系可有 H+与 碱性体系可有 242234 n 平得失电子数相等检查5 n n 25 234 242 酸性介质：多 +2+，另一边 +2 +2O，另一边 +2原电池与电极电位1 原电池1 原电池（ 学能转化成电能的装置1）组成： 半电池（电极） 检流计 盐桥（琼脂 强电解质（ 充电荷、维持电荷平衡2）电极反应：正极（ : + 2e = 还原反应）负极（ : + 2e （氧化反应）3）电池反应及电池符号：+ = + ) (| (| )相界面 盐桥 相界面 )(C u C Z n Z n )( 22左 右负极 电极 溶液条件 溶液条件 电极 正极半电池 半电池写电池符号应注意事项： 正、负极： ( ) 左， ( ) 右 界面 “ |”: 单质与 “ 极棒 ” 写在一起，写在 “ |”外面。 注明离子浓度（ c),气态时用分压（ p). 物质状态：固态（ s), 液态（ l) 等 盐桥 : “|”电极的类型及符号四种电极（ 1）金属金属离子电极 如： 电极符号： (c) (c) （ 2）气体离子电极 如： H+/石墨。 H2(p)|H+(c) p)|(c) 2之间用逗号隔开， p 为气体的压力。 （ 3）离子电极 如 等体系将惰性电极插入到同一种元素不同氧化态的两种离子的溶液中所组成的电极。 4）金属金属难溶盐电极 如 甘汞电极： 2e = 2 2 t,s)|c)例题： 试以中和反应 H+ (+ = l)为电池反应，设计成一种原电池反应 (用电池符号表示 ),分别写出电极半反应。 电池符号：( ) ( H2(p)(H+ ( p) )负极反应： + 2e = 22H+ + 2e = 2 1. 题中给出总反应方程式，要能够写出电池符号和半反应例： 在稀 H+ + + 将此反应设计为原电池，写出正、负极的反应，电池反应，和电池符号。 解： 电极为 离子电极 ，即将一金属铂片插入到含有 液中，另一铂片插入到含有 及 H+ 的溶液中，分别组成负极和正极：负极反应： + 8H+ + 5e + 4 8H+ + 5 + 5 + 4-)|H+(+)( ) (H2(p)H+(11,(1 )要求： 2. 题中给出电池符号，要能够写出半反应和总反应方程式氧化半反应： 2e = 2H+还原半反应： + e = 总反应： 2 = 2H+ + 2 例题：已知电池符号如下：电池符号： ( ) (H2(p)H+(1 p) (c , )写出该电池的半反应方程式和总反应方程式氧化半反应： 2e = 2H+还原半反应： 2 e = 2反应： 2H+ + 2. 电极电势（ 1）电极电势的产生 （双电层模型）金属和其盐溶液间的电势。 + 2就是由金属和它的盐溶液之间产生的 双电层间电势差。 金属溶 液金属溶 液金属进入溶液中，金属带多余的负电荷。 金属离子回到金属表面，带正电荷。 金属的活泼性溶液的浓度体系的温度影响金属进入溶液的因素（ 2）标准电极电势指定温度 (25° C)，浓度均为 1 气体的分压都是标准压力（ 100 固体及液体都是纯净物状态下的电极 电势。 称为标准态 （ ），在标准态下的电极电势为标准电极电势 用 E(V)来表示。 无法测定其绝对值，只有相对值。 规定 “ H+/H2(p)(标准氢电极） = 0”1) 标准氢电极 :2 H+ + 2e E(H+/= V)铂片上表面镀一层海绵状铂（铂黒，很强的吸附 入 H+ 浓度为 1溶液中，25° 断地通入标准压力的纯 溶液中的 H+ 达平衡。 /2电极反应 ：表示为： H+ H2(g) H 2 E 标准氢电极装置图2）标准电极电势的测定将待测的标准电极与标准氢电极组成原电池，在 25° 检流计确定电池的正、负极，然后用电位计测定电池的电动势。 定： E (+) E(-)如：标准锌电极与标准氢电极组成原电池，锌为负极，氢为正极，测得 V) , 则E(= )以甘汞电极作为标准电极测定电极电势)l(s)l)t 122表示方法： )l( 1 饱和溶液饱和甘汞电极： l(标准甘汞电极： g) = )l)2e(s)极反应22：g)g 22 电池半反应 ： 的电对对应的还原型物质还原性强；E 大的电对对应的氧化型物质氧化性强。 即： 氧化型 + 还原型0 . 7 6 V/ Z E 0. 34 V/CCu。