氧化還原和電化學(xué)ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-18 05:04本頁(yè)面
【正文】 Fe Fe3++e Fe2+ Fe3++ 3e Fe FeO42+8H++3e Fe3++4H2O 把同種元素不同氧化態(tài)間的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按照由高到低的順序排成圖解： 這種表示一種元素各種氧化態(tài)之間標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)關(guān)系的圖解叫做元素電勢(shì)圖，又稱(chēng)拉蒂默 (Latimer)圖。 (–) Ag|Ag+(1mol?L1)‖Cl–(1mol ?L1)|AgCl|Ag(+) 正極反應(yīng) AgCl(s) + e = Ag + Cl– 負(fù)極反應(yīng) Ag = Ag+ + e 測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì) E = – Cl可換為X 電池反應(yīng) AgCl(s) = Ag+ + Cl– AgCl(s)的溶解度： c = K1/2 = 10–5 mol/L 對(duì)于這類(lèi)沉淀反應(yīng)，一般常常將金屬離子設(shè)為還原反應(yīng)，含有難溶鹽物質(zhì)的設(shè)為氧化反應(yīng)。 5. 電極電勢(shì)的應(yīng)用 ?0(+) ?0() 反應(yīng)可自發(fā) (3) 氧化還原反應(yīng)對(duì)應(yīng)的原電池電動(dòng)勢(shì)大于 0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。 H2O2是氧化劑，本身被還原 )。 5. 電極電勢(shì)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。 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。 5. 電極電勢(shì)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 電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型物質(zhì)越容易被氧化； 電極電勢(shì)越高，電對(duì)中氧化型物質(zhì)越容易被還原 。 ? 值越大，電對(duì)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。 在原電池系統(tǒng)中引入絡(luò)合劑其作用與加入沉淀劑相同，即都是通過(guò)影響某一離子的濃度而影響其電極電勢(shì)，進(jìn)而影響所形成原電池的電動(dòng)勢(shì)。 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(shì)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。 E 0 = ? 0(Cu2+/Cu) ? 0 H+/H2) = + V ? 0(Cu2+/Cu) = V 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表 對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)裝置 工作電源 電位計(jì) 檢流計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)電池 待測(cè)電池 電池反應(yīng)： () Cd(Hg)→Cd 2++Hg(l)+2e (+)Hg2SO4(s)+2e→2Hg(l)+SO 42 凈反應(yīng)： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O →CdSO 4 電極反應(yīng) 2H+ + 2e = H2 3. 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 規(guī)定 ：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極，待測(cè)電極為正極，組成電池 . Pt|H2(p0)|a(H+)=1| |待測(cè)電極 此電池的電動(dòng)勢(shì)即為 待測(cè)電極的電極電勢(shì) 。 2. 標(biāo)準(zhǔn)氫電極 標(biāo)準(zhǔn)氫電極 規(guī)定：氫氣壓力為 1標(biāo)準(zhǔn)壓力、溶液中 H+活度為 1時(shí)的氫電極。如果能測(cè)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(lái)的電極。常見(jiàn)電極可分為三大類(lèi)： ?原電池和電極 —— 電極及電極種類(lèi) 第一類(lèi)電極： ?原電池和電極 —— 電極及電極種類(lèi) ?金屬與其陽(yáng)離子組成的電極 ?氫電極 ?氧電極 ?鹵素電極 ?汞齊電極 第二類(lèi)又稱(chēng)難溶鹽電極： ?原電池和電極 —— 電極及電極種類(lèi) 第三類(lèi)又稱(chēng)氧化 還原電極： ?原電池和電極 —— 電極及電極種類(lèi) 書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意物量和電量的同時(shí)平衡。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(shì)（電動(dòng)勢(shì)）的因素，如物質(zhì)狀態(tài)，電解質(zhì)濃度等。陰極和陽(yáng)極：根據(jù)電極反應(yīng)判斷，發(fā)生氧化反應(yīng)的為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為陰極。 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(chēng)為原電池。 ?氧化還原反應(yīng) —— 氧化還原方程式的配平 2KMnO4+10NaCl+8H2SO4 =5Cl2+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O 二、原電池和電極 1. 原電池 在硫酸銅溶液中放入一片鋅，將發(fā)生下列氧化還原反應(yīng)： 這個(gè)反應(yīng)同時(shí)有熱量放出，這是化學(xué)能轉(zhuǎn)變
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