氧化還原和電化學ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 05:04 本頁面
【文章內容簡介】 對于 Fe3+ + e→Fe 2+ 或電對 Fe3+/Fe2+ 的電極電勢 ?(Fe3+/Fe2+) = ?0(Fe3+/Fe2+)+ ()lg[c(Fe3+)/c(Fe2+)] ? = ? 0 + n lg [氧化型 ] [還原型 ] c(Fe3+)/c(Fe2+)的比值 改變，可使 ? 改變 () Pt| Fe3+( M),Fe2+(1M) | | Fe3+(1M) ,Fe2+()|Pt (+) V MnO4＋ 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O ? ＝ ?0 + lg 5 [MnO4－ ] [H+]8 [Mn2+ ] AgCl(s) + e = Ag + Cl(m) A g C lClAg0ccclnFRT ?????????? Cl0 clnFRT 在銅鋅原電池銅電極中引入硫化物，由于 CuS難溶于水，導致其中銅離子濃度降低，銅電極電極電勢減小，進而使原電池電動勢減小，由電動勢的能斯特方程分析可得到同樣的結論。 在原電池系統(tǒng)中引入絡合劑其作用與加入沉淀劑相同，即都是通過影響某一離子的濃度而影響其電極電勢，進而影響所形成原電池的電動勢。 5. 電極電勢的應用 (1) 判斷氧化劑、還原劑的相對強弱。 ? 值越大，電對中氧化型物質 (氧化劑 )的氧化能力越強，還原型物質的還原能力越弱。 如 : Cu2+/Cu Hg2Cl2/Hg、 AgCl/Ag ? 值越小，電對中還原型物質 (還原劑 )的還原能力越強，氧化型物質的氧化能力越弱。 電極電勢越低，電對中還原型物質越容易被氧化； 電極電勢越高，電對中氧化型物質越容易被還原 。 (1) 判斷氧化劑、還原劑的相對強弱。 5. 電極電勢的應用 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 12H20從溶液中沉淀析出。 因而要選擇一種只能將 Fe2+氧化為Fe3+，而不能氧化 Co2+和 Ni2+的氧化劑。從標準電極電勢表查得： ? (ClO/Cl )和 ?( ClO3/Cl)介于鐵電極和鈷及鎳電極電極電勢之間 。 5. 電極電勢的應用 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. 電極電勢的應用 NaClO3+6FeSO4+3H2SO4 = NaCl+3Fe2(SO4)3+3H2O NaClO+2FeSO4+H2SO4 =NaCl+Fe2(SO4)3+H2O ① H2O2 +2H+ +2e = 2H2O ?0 = ② O2 +2H+ +2e = H2O2 ?0 = 判斷 H2O2的氧化性 用 ① (O的價態(tài)由 1減小到 2。 H2O2是氧化劑，本身被還原 )。 (2) 對既有氧化性又有還原性的物質，應選用不同的電對的電極電勢 ? 判斷 H2O2的還原性 用 ② (O的價態(tài)由 0減小到 1， O2是氧化劑； H2O2是還原劑 (態(tài) ))。 5. 電極電勢的應用 ?0(+) ?0() 反應可自發(fā) (3) 氧化還原反應對應的原電池電動勢大于 0，反應可以自發(fā)進行。 即 ? (+) ? () 反應可自發(fā) E = ? (+)－ ? () 0 標準態(tài)時 5. 電極電勢的應用 (4) 求氧化還原反應的平衡常數(shù) n：電池反應式中的電子轉移數(shù) ?0(+) 、 ?0()為電池中兩電極的標準電極電勢 )]()([nKlg00 ??????nE 0?5. 電極電勢的應用 a. 難溶鹽溶解度和溶度積的電化學測定方法 : 將沉淀反應設計成電池反應，通過測定電池的電動勢，即可求出難溶鹽的溶解度和 Ksp. 5. 電極電勢的應用 lgK = – – Ksp= 10–10 例 : 設計電池計算 AgCl(s)的溶解度。 (–) Ag|Ag+(1mol?L1)‖Cl–(1mol ?L1)|AgCl|Ag(+) 正極反應 AgCl(s) + e = Ag + Cl– 負極反應 Ag = Ag+ + e 測得電池的電動勢 E = – Cl可換為X 電池反應 AgCl(s) = Ag+ + Cl– AgCl(s)的溶解度： c = K1/2 = 10–5 mol/L 對于這類沉淀反應，一般常常將金屬離子設為還原反應，含有難溶鹽物質的設為氧化反應。 2222 ClHgCl2Hg ????Hg2e2Hg 22 ???22 ClHge2Cl2Hg2 ????組成電池為 Hg)m(Hg)m(Cl)s(ClHgHg 222122 ??lgK = lgKsp = nE0/ b. 對于中和反應的平衡常數(shù) (水的離子積KW)： OHOHH 2?? ??A. 用氫氣電極 Pt)p,g(H)m(H)m(OH)p,g(HPt 2212 ??正極反應 2H+ + 2e → H 2 負極反應 H2 + 2OH 2e → 2H 2O lgK = lgKW = nE0/ B. 用氧氣電極 Pt)p,g(O)m(H)m(OH)p,g(OPt 2212 ??正極反應 4H+ + O2 + 4e = 2H2O 負極反應 4OH 4e = 2H2O + O2 lgK = lgKW = nE0
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