【正文】 H + 2MnO4 整理 3MnO42 +2H2O → 2MnO4 +MnO2+4OH 返回 第二節(jié) 電極電勢(shì) 無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案 第二節(jié) 電極電勢(shì) Electrode potentials 42 電極電勢(shì) 原電池 是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 421 原電池 (electrochemical cell) Cu 極 ——正極 Zn 極 ——負(fù)極 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu e 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? ()Zn | Zn2+(c1) Cu2+(c2) | Cu(+) 負(fù)極寫在左邊 正極寫在右邊 ―|‖ 表示相與相之間的界面 濃度 用 “ ||‖表示鹽橋 濃度 ()Zn| Zn2+(c1) Cu2(c2)|Cu(+) 注 意 若組成電極物質(zhì)中無金屬時(shí)，應(yīng) 插入 惰性電極 。 (4)整理 ， 即得配平的離子反應(yīng)方程式 。 如 Cr2O72 Cr O 氧化數(shù) x 2 2x+7 (2)=2 +6 1. 氧化數(shù) 注意 (1) 氧化數(shù)可以是正數(shù)、 負(fù)數(shù)、整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零。 1. 氧化數(shù) 規(guī)則 1. 氧化數(shù) 規(guī)則 (2) O的氧化數(shù)一般為 2 但 氟化物 如 O2F2 OF2 O F O F 氧化數(shù) +1 1 +2 1 過氧化物 H2O2 Na2O2 H O Na O 氧化數(shù) +1 1 +1 1 1. 氧化數(shù) 規(guī)則 (3) H的氧化數(shù)一般為 +1 但 活潑金屬氫化物 如 NaH CaH2 Na H Ca H 氧化數(shù) +1 1 +2 1 1. 氧化數(shù) 規(guī)則 (4) 中性分子中，各元素原 子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零。 如 HCl H Cl CO2 +4 2 氧化數(shù) +1 –1 C O 定義 1. 氧化數(shù) 在離子化合物中 ,元素的氧化數(shù)等于該元素的離子電荷。無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案 第四章 氧化還原反應(yīng) Chapter 4 Oxidation and Reduction Reaction 反應(yīng)物之間有電子 轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) MnO2+4HCl(濃 ) → MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O MnO2 氧化劑 HCl 還原劑 MnO2中的 Mn被還原 HCl中 的 Cl被氧化 失去電子的過程叫氧化 得到電子的過程叫還原 失去電子的物質(zhì)被氧化 得到電子的物質(zhì)被還原 失去電子的物質(zhì)叫還原劑 得到電子的物質(zhì)叫氧化劑 在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中 ,氧化和 還原兩個(gè)過程總是同時(shí)發(fā)生的 . ，影響電極電勢(shì)的 因素及電極電勢(shì)的應(yīng)用 、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 基本內(nèi)容 、離子 電子法配平氧化 還原反應(yīng)方程式 應(yīng)用 、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 電勢(shì)圖的應(yīng)用 基本要求 目錄 無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案 41 氧化還原方程式的配平 42 電極電勢(shì) 43 氧化還原反應(yīng)的方向和 限度 44 電勢(shì)圖及其應(yīng)用 第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平 第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平 Balancing Oxidation – Reduction Equations 無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案 氧化數(shù)法 Oxidation state method 離子 電子法 Ion – electron method 1. 氧化數(shù) . 定義 1970年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì) 確定： (IUPAC) 元素的 氧化數(shù) 是元素的一個(gè)原子 的形式荷電數(shù) , 這個(gè)荷電數(shù)可由假設(shè)把每個(gè)鍵中的電子指定給 電負(fù)性較大的原子而求得。 411 氧化數(shù)法 如 H : Cl 電子靠近 Cl一邊 電負(fù)性 H Cl 電負(fù)性electronegativity 是指分子中元素原子吸引電子的能力 元素原子吸引電子能力越大 ,其電負(fù)性越大 元素原子吸引電子能力越小 ,其電負(fù)性越小 在共價(jià)化合物中 ,元素的氧化數(shù)等于該元素的原子偏近或偏離的電荷數(shù)。 如 NaCl Na Cl CaSO4 +2 +6 2 氧化數(shù) +1 –1 Ca S O 1. 氧化數(shù) 定義 (1) 在單質(zhì)中，元素原子的 氧化數(shù)為零。 如 P2O5 P O 氧化數(shù) x 2 2x+5 (2)=0 +5 如 Fe3 4 Fe O 氧化數(shù) 3x+4 +8/3 1. 氧化數(shù) 規(guī)則 (5) 復(fù)雜離子中，各元素原子 氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子 的總電荷。 (2) 氧化數(shù)與共價(jià)數(shù)不同 如 C氧化值 C共價(jià)數(shù) CO2 +4 4 CH4 4 4 (1) 元素原子氧化數(shù)升高的 總數(shù)等于元素原子氧化 數(shù)降低的總數(shù) (2) 反應(yīng)前后各元素的原子 總數(shù)相等 配平原則 2. 配平方法 (2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與 元素原子氧化數(shù)升高值 (1)寫出未配平的反應(yīng)方程式 HClO3 + P4 + H2O → HCl + H3PO4 0 +5 (1)(+5)=(6) HClO3 + P4 + H2O → HCl + H3PO4 (+5)0=(+5) +5 1 配平步驟 (3)根據(jù)第一條規(guī)則，求出各 元素原子氧化數(shù)升降值的最小公倍數(shù) 10HClO3+3P4+H2O →10HCl+12H3PO4 +5 0 1 +5 (6) 10=(60) [(+5) 4] 3=(+60) (4)用觀察法配平氧化數(shù)未改變的元 素原子數(shù)目 10HClO3+3P4 +18H2O → 1 0HCl+12H3PO4 配平 步驟 (2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素 原子氧化數(shù)升高值 (1)寫出未配平的反應(yīng)方程式 PbO2+MnBr2+HNO3 → Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O (+2)(+4)=(2) PbO2+MnBr2+HNO3→ Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O +2 +4 +2 +7 1 0 0(1)=(+1) (+7)(+2)=(+5) 例 (3) 根據(jù)第一條規(guī)則，求出各 元素原子氧化數(shù)升降值的最小公倍數(shù) (4)用觀察法配平氧化數(shù)未變的元素原子數(shù)目7PbO2+2MnBr2+14HNO3 → 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O (2) 7=14 1 0 +2 +7 +2 PbO2+MnBr2+HNO3→ Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O +4 (+1) 2=(+2) (+5) [(+5)+(+2)] 2=14 例 簡(jiǎn)單、快捷 適用于 水溶液 非水體系 氧化還原反應(yīng) 氧化數(shù)法 * 優(yōu)點(diǎn) （ 1） 反應(yīng)過程中氧化劑得到 的電子數(shù)等于還原劑失 去的電子數(shù) （ 2） 反應(yīng)前后各元素的原子 總數(shù)相等 原則 412 離子 電子法 (2)將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)(half – reaction)方程式 (1)寫出未配平的離子反應(yīng)方程式 MnO4? + H+ → Mn2+ SO32? → SO42? MnO4? + SO32? +H+ → Mn2+ + SO42? 步驟 右邊多 1個(gè) O原子，左邊加 1個(gè) H2O， 右邊加 2個(gè) H+ (2)將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式 左邊多 4個(gè) O原子，右邊加 4個(gè) H2O， 左邊加 8個(gè) H+ MnO4? + 8H+ → Mn2+ + 4H2O SO32? + H2O → SO42? + 2H+ 步驟 (2)將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)方程式 MnO4? + 8H+ → Mn2+ + 4H2O SO32? + H2O → SO42? + 2H+ MnO4? + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O SO32? + H2O 2e → SO42? + 2H+ 步驟 (3)根據(jù)原則 1，求出最小公倍數(shù)，乘 以兩個(gè)半反應(yīng)式，并相加。 2 MnO4? + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O 5 SO32? + H2O 2e → SO42? + 2H+ +） 2MnO4? + 16H+ + 5SO32? + 5H2O → 2Mn2+ + 8H2O+ 5SO42? +10H+ 2MnO4?+5SO32?+6H+ → 2Mn2++3H2O+ 5SO42? 步驟 注意 在配平半反應(yīng)式，如果反應(yīng)物、 生成物所含氧原子數(shù)不等時(shí)，可用 介質(zhì)的酸堿性來配平。 惰性電極： 如 Pt ，石墨 能導(dǎo)電而不參入電極反應(yīng)的電極 Fe3+(c1)， Fe2+(c2) | Pt (+) () Pt, Cl2(p) | Cl (c) ()Zn| Zn2+(c1)