氧化還原反應(yīng)與電極電勢(存儲版)
【正文】 氧化值的兩種物質(zhì) —— 氧化態(tài) (oxidation state, Ox)（ 氧化值較高的物質(zhì) ） 和它的還原態(tài) (reduction state, Red)（ 氧化值較低的物質(zhì) ） 。 理論上講，任何一個氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成一個原電池。 原電池 2021/6/18 19 ： (1)原電池的負(fù)極寫在左邊 ， 正極寫在右邊 ， 兩電極以鹽橋相 連 ， 用 “ ‖” 表示 ， 在鹽橋兩側(cè)是兩個電極的電解質(zhì)溶液 。) │Cu (+) 2021/6/18 20 例：將氧化 還原反應(yīng)設(shè)計成原電池，并寫出原電池符號： 2 M n O 4 + 5 H 2 O 2 + 6 H + 2 M n 2 + + 5 O 2 + 8 H 2 O解：根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的規(guī) 律，先將氧化 還原反應(yīng)拆分成兩個半反應(yīng)： 還原反應(yīng) → 正極反應(yīng) MnO4+8H++5e Mn2++4H2O 氧化反應(yīng) → 負(fù)極反應(yīng) H2O2 2H++O2+2e 組成原電池時 ， MnO4/Mn2+ 電對為正極 ， O2/ H2O2電對為負(fù)極 。 ? 電對的 Ox的氧化能力越強，其 Red的還原能力就越弱； Red的還原能力越強，其 Ox的氧化能力就越弱。 能斯特 (Nernst)方程 2021/6/18 34 例 1： 電極反應(yīng) MnO4 + 8 H+ + 5e Mn2+ + 4H2O ??=，若 MnO4和 Mn2+濃度均為 1mol （ T=298K） 電極電勢 ]Ce[ ]Ce[)Ce/Ce( 34θ34 =?+=?+?=?++++]Ce[ ]Ce[)Ce/Ce( 34θ34 =?+=?+?=?++++當(dāng) [Ce3+]=L1時 ， ?(MnO4/Mn2+)= 電極電勢 828424θ24]Hl g [50 5 9 1 ]Mn[]H[]M n O[lg50 . 0 5 9 1 6)Mn/M n O()Mn/M n O(+++?+?+?+=?+?=?解： 2021/6/18 37 例 2： 電極反應(yīng) Cr2O72 + 14 H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O ??=，若 Cr2O72和 Cr3+濃度均為 1mol ? 用電池電動勢判斷氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性 ? 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下 ? ?? (Ox1/Red1)??(Ox2/Red2)， E?0， 反應(yīng)正向自發(fā)； ? ??(Ox1/Red1)=??(Ox2/Red2)， E?=0， 反應(yīng)達(dá)到平衡； ? ??(Ox1/Red1) ??(Ox2/Red2)， E?0， 反應(yīng)逆向自發(fā) 。 ]Fe[]Fe[)Fe/Fe()Fe/Fe(232323++++?++ ?+?=?)V( 3==??+= －電極電勢的應(yīng)用 2021/6/18 43 2. 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的兩個電對的 ? (? 248。 電極電勢的應(yīng)用 2021/6/18 44 通常情況下 ， ?θ 是決定電極電勢大小的主要因素 ， 所以有時也用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電動勢值來 粗略判斷 非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧化 還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 ，條件 是有關(guān)電對的 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相差較大 。 ? 玻璃電極的玻璃管的下端接有半球型玻璃薄膜 (約為 )，膜內(nèi)裝有鹽酸溶液，并用氯化銀 銀電極作內(nèi)參比電極。 （ 兩式相減 ） 2021/6/18 52 復(fù)習(xí)、練習(xí)： 復(fù)習(xí)思考題、習(xí)題 預(yù)習(xí) ：第六章 原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu) 本 章 重 點 原電池的概念、組成及其表示方法； Nernst方程式的計算及電極電勢的應(yīng)用； 用電勢法測定溶液 pH值的原理與方法。 常用指示電極： 玻璃電極 （ glass electrode） 復(fù)合電極 （ bination electrode） 電極電勢對 H+離子濃度 (活度 )的變化符合Nernst方程的電極 ， 稱為 pH指示電極 。)lgc(Pb2+) = + (189。 解： 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下， E? = ??－ ??= － ＝ ＞ 0， 反應(yīng)正向進(jìn)行 。 φθ( F2/ F )=， φθ( Cl2/Cl )= φθ( Br2/Br￣ )=， φθ( I2/I￣ )= 如 各氧化態(tài)物質(zhì)的氧化能力強弱順序為： F2＞ Cl2＞ Br2＞ I2 各還原態(tài)物質(zhì)的還原能力強弱順序為： F＜ Cl＜ Br＜ I – 2021/6/18 39 1. 電動勢法 ： 用電池電動勢判斷氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性。L1時的電極電勢 ?(MnO4/Mn2+)值 . 當(dāng) [H+]=L1 時和還原態(tài)濃度由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)變?yōu)?[Ce3+]= ]Mn[]H[]M nO[lg5 91 6)Mn/M nO()Mn/M nO(28424θ24 ++?+?+? ?+?=?MnO4+8H++5e Mn2++4H2O 如 由 Nernst方程可見 ? 電極電勢不僅取決于電極本性，還取決于溫度和氧化劑、還原劑及相關(guān)介質(zhì)的濃度或分壓。L1)║H+(1mol 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濃度表示為 cθ。 ② 鹽橋 連接兩個半電池，溝通原電池的內(nèi)電路 。 電子的流動是無秩序的 ， 沒有進(jìn)行定向移動 ， 因而不會產(chǎn)生電流 。 Fe：氧化值從 +3降到了 +2， Fe3+被還原 ， 為氧化劑 。 如： I2有時是氧化劑， 有時是還原劑 。 2021/6/18 8 計算 Na2S4O6中 S元素的氧化數(shù)。 ? （ 3） 中性分子中所有原子的氧化數(shù)的代數(shù)和等于零 。 重點 、 難點 2021/6/18 4 ? 反應(yīng)物質(zhì)之間有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)稱為 氧化還原反應(yīng)（ oxidationreduction reaction) ? 失去電子的過程叫氧化 （ oxidation)， ? 失去電子的物質(zhì)叫做還原劑 (reducing agent)。 ? 原電池的概念、組成及其表示方法；
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