氧化還原和電化學(xué)ppt課件-wenkub
2023-05-27 05:04:00 本頁面
【正文】 中的銅和銅鹽溶液組成另一個(gè)半電池，兩個(gè)半電池用鹽橋連接。這一反應(yīng)也可在圖 1所示的裝置中進(jìn)行。錳的氧化數(shù)降低 5；氯的氧化數(shù)升高 1，氯氣以雙原子分子的形式存在， NaCl的化學(xué)計(jì)量數(shù)至少應(yīng)為 2； ?氧化還原反應(yīng) —— 氧化還原方程式的配平 KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl 2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4 氧化數(shù)降低 5 氧化數(shù)升高 2 +H2O c. 計(jì)算氧化數(shù)降低與升高的最小公倍數(shù)，上述反應(yīng)式中 5和 2的最小公倍數(shù)為10，可知高錳酸鉀的系數(shù)為 2，而氯氣的系數(shù)為 5，氯化鈉的系數(shù)為 10: ?氧化還原反應(yīng) —— 氧化還原方程式的配平 KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl 2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4 氧化數(shù)降低 5 2 氧化數(shù)升高 2 5 +H2O d. 配平反應(yīng)前后氧化數(shù)沒有變化的原子數(shù)。氧在化合物中的 氧化數(shù)一般為 2，但在過氧化物為 1, 在超氧化物中為 1/2。 c. 單原子離子的氧化數(shù)等于它所帶的電荷數(shù)。 氧化劑氧化其他物質(zhì)，它本身得到電子被還原；還原劑還原其他物質(zhì)，它本身失去電子被氧化。金屬銅失去電子，變成銅離子，銅被氧化；氧得到電子，變成氧離子，氧被還原。 O2(g)+2e =O2 ―失去”一詞并不意味著電子完全移去。 1. 氧化還原及氧化數(shù)的基本概念；氧化還原反應(yīng)方程式的配平； ；電極反應(yīng)方程式的書寫； ；原電池及電解池中電極符號；電池反應(yīng)的書寫方法； ，電流效率及有關(guān)計(jì)算； ?本部分所要掌握的主要內(nèi)容 影響因素； 、還原劑強(qiáng)弱的判斷；氧化還原反應(yīng)方向的判斷； 7. 電解與電鍍過程的基本概念，電解過程析出物質(zhì)的順序； 8. 一些常見化學(xué)電源 9. 金屬電化學(xué)腐蝕的原理及基本防腐方法。氧化還原反應(yīng)與電化學(xué) 電化學(xué)是研究電能和化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。 ?本部分所要掌握的主要內(nèi)容 一、氧化還原反應(yīng) 氧化 本來是指物質(zhì)與氧化合， 還原 是指從氧化物中去掉氧恢復(fù)到未被氧化前的狀態(tài)的反應(yīng)。當(dāng)電子云密度遠(yuǎn)離一個(gè)原子時(shí)，該原子即是氧化。因此，氧化和還原可定義為： 氧化是失去電子，還原是得到電子。 3. 元素的氧化數(shù) 指某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)是假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得。多原子離子中所有元素的氧化數(shù)之和等于該離子所帶的電荷數(shù)。 f. 氟在化合物中的氧化數(shù)皆為 1 。 e. 最后核對氧原子數(shù)。 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 圖 1 銅鋅原電池 ?原電池和電極 —— 原電池 這種裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能，稱為原電池。為了方便，在電化學(xué)中通常表示為： Cu)L/m o l1(C u S O)L/m o l1(Z n S OZn 44，正極在右； ?原電池和電極 —— 原電池的表示方法 b. 單垂線“ │”表示界面； c. 雙垂線“ ??‖表示鹽橋； e. 標(biāo)注所有影響電極電勢（電動勢）的因素，如物質(zhì)狀態(tài)，電解質(zhì)濃度等。如果能測得，必須有電子得失，此時(shí)電極性質(zhì)發(fā)生了變化不是原來的電極。 電極反應(yīng) 2H+ + 2e = H2 3. 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 規(guī)定 ：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極，待測電極為正極，組成電池 . Pt|H2(p0)|a(H+)=1| |待測電極 此電池的電動勢即為 待測電極的電極電勢 。 Cl(aCl)|Hg2Cl2|Hg Hg2Cl2 + 2e →2Hg+2Cl mol/L mol/L Sat. Ag－ AgCl電極 AgCl + e → Ag + Cl 表示： Cl | AgCl | Ag 4. 外因?qū)﹄姌O電勢的影響 (物質(zhì)濃度的影響 ) ? = ? 0 + nF RT ln [氧化型 ] [還原型 ] 當(dāng) T＝ K時(shí) (25oC) ? = ? 0 + n lg [氧化型 ] [還原型 ] 能斯特方程 : ? = ? 0 n lg [還原型 ] [氧化型 ] 應(yīng)用能斯特方程式時(shí)，注意： ① 式中 [氧化型 ] 、 [還原型 ]的濃度應(yīng)包括半反應(yīng)中的所有物質(zhì)； ② 濃度或分壓上要有與計(jì)量數(shù)相同的指數(shù)； ③ 氣體用壓力表示，純固體、純液體的濃度作為常數(shù) (數(shù)值為 1)處理。 ? 值越大，電對中氧化型物質(zhì) (氧化劑 )的氧化能力越強(qiáng)，還原型物質(zhì)的還原能力越弱。 5. 電極電勢的應(yīng)用 Zn2+/Zn 例 :要把 Fe2+與 Co2+和 Ni2+分離，首先要把 Fe2+氧化為 Fe3+，然后使 Fe3+以黃鈉鐵礬 NaFe(SO4)2 5. 電極電勢的應(yīng)用 在酸性溶液中使用氯酸鈉或次氯酸鈉作為氧化劑， Fe2+可被氧化，而 Co2+和 Ni2+則不能。 5. 電極電勢的應(yīng)用 ?0(+) ?0() 反應(yīng)可自發(fā) (3) 氧化還原反應(yīng)對應(yīng)的原電池電動勢大于 0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。如鐵有 0， +2， +3和 +6等氧化態(tài)，因此就有下列幾種電對及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢： 6. 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖及其應(yīng)用 半反應(yīng) ?0 Fe2++2e Fe Fe3++e Fe2+ Fe3++ 3e Fe FeO42+8H++3e Fe3++4H2O
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