氧化還原反應(yīng)與電極電勢-在線瀏覽
2025-07-18 06:43本頁面
【正文】 n與 Cu2+之間發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移 ， Zn失去電子被氧化 ， Cu2+得到電子被還原 。 2021/6/18 15 1. 原電池 (primary cell)，簡稱電池：將氧化還原反應(yīng)的化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 原電池 2021/6/18 16 原電池中鹽橋的作用是 構(gòu)成原電池的通路和維持溶液的電中性 。 ? 鋅片和硫酸鋅溶液組成一個 半電池 ， Zn向外電路輸出 電子 ， 為 負極 ； ? 銅片和硫酸銅溶液組成另一 半電池 ， Cu2+從外電路獲得 電子生成金屬 Cu為 正極 。 半電池包括電極材料 (電極板 )和電解質(zhì)溶液，電極板是電池反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的導體，氧化還原電對的電子得失反應(yīng)在溶液中進行。 半電池 Zn2+/Zn 半電池 Cu2+/Cu 電極板 電極板 鹽橋 原電池的組成 2021/6/18 18 鋅電極 （負極） Zn2e Zn2+ 發(fā)生氧化反應(yīng) (cell reaction) 銅電極 （正極） 發(fā)生還原反應(yīng) Cu2++2e Cu 或 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu Zn2+ + Cu Zn + Cu2+ 負極電對中的還原態(tài)物質(zhì)在原電池反應(yīng)中做還原劑 ，正極電對中的氧化態(tài)物質(zhì)在原電池反應(yīng)中做氧化劑 。 (2)電極板與電極其余部分 (電解質(zhì)溶液 )的界面用 “ ∣ ” 分開 。 (3)當氣體或液體不能直接與普通導線相連時 ， 應(yīng)以不活潑的 惰性金屬 （ 如鉑 ） 或石墨作電極板起導電作用 。 (5)溶液注明濃度 ， 氣體注明分壓 。 標準狀態(tài)下的銅鋅原電池的電池符號表示為： () Zn│ZnSO4(cθ) ‖ CuSO4(cθ) │Cu (+) 原電池 () Zn│ZnSO4(c) ‖ CuSO4(c39。 原電池符號可寫為： ()Pt， O2(g)∣ H2O2(c1)， H+(c2)‖ MnO4 (c3)， Mn2+(c4)， H+(c5) ∣ Pt(+) 原電池 2021/6/18 21 解：根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng)，負極發(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) → 負極反應(yīng) Fe2+ Fe3+ + e 組成原電池時 ， MnO4/Mn2+ 電對為正極 ， Fe3+/ Fe2+電對為負極 。 解：根據(jù)原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng) ， 正極發(fā)生還原 反應(yīng)的原則 ， 寫出電極反應(yīng)為： 正極反應(yīng) → 還原反應(yīng) Fe3++e Fe2+ 負極反應(yīng) → 氧化反應(yīng) Sn2+ Sn4+ +2e 根據(jù)電池反應(yīng)中正極電對中氧化態(tài)物質(zhì)為氧化劑 ， 負極電對中的還原態(tài)物質(zhì)為還原劑的原則 ， 電池總反應(yīng)可寫成： 2Fe3++ Sn2+ 2Fe2++Sn4+ 原電池 2021/6/18 23 第三節(jié) 電極電勢 一、電極電勢的產(chǎn)生 把金屬插入含有該金屬離子的溶液中 ， 當金屬的溶解速率與金屬離子的沉積速率相等時 ，建立了如下平衡： 溶 解沉 積M ( s ) M n + ( a q ) + n e 2021/6/18 24 電極表面雙電層 (doublecharge layer)結(jié)構(gòu) 影響電極電勢的因素： 氧化態(tài)還原態(tài)得失電子的能力，濃度，溫度 2021/6/18 25 無法測定出單一電極的電極電勢，只能測定電池的電動勢（兩個電極的電勢差） E池 =E+E 參比電極（ reference electrode) 2021/6/18 26 標準氫電極 /H H 電對： 2 + 電極反應(yīng) ： 表示為： H+ H2(g) Pt 標準氫電極 (SHE) ( ) V 000 . 0 /H H 2 = + E ( ) g H 2e aq) ( H 2 2 + + 標準氫電極裝置圖 2021/6/18 27 標準電極電勢 （濃度，溫度，壓力） ? 標準氫電極（ SHE） || 待測電極 ? Ex=E池 ? ()Pt,H2(P?) |H+(1molL1)|Cu(+) ? 測得該電池的電動勢 E?=,所以 ? E?Cu2+/Cu= ? ()Zn|Zn2+(1molL1),H2(p?) |Pt(+) ? 測得該電池的電動勢 E?=,所以 ? E?Zn2+/Zn= 2021/6/18 28 標準電極電勢表 ? 見 303頁 ? 注意： 1 氧化態(tài) +ne 還原態(tài) ? ? ? ? 2021/6/18 29 ? 判斷氧化還原能力的相對強弱 ??愈高，電對中氧化型得電子能力愈強，是較強氧化劑； ??愈低，電對中還原型失電子能力愈強，是較強還原劑。 ? ?值高的氧化態(tài)和 ?值低的還原態(tài)作用，是一個自發(fā)過程 。 ? 凡固體物質(zhì)、純液體或稀溶液的溶劑， 不必列入 Nernst方程。 O2 (g)+4H+ +4e 2H2O (φ = ) 能斯特 (Nernst)方程 2Iclg2??=?4HO cpplg405 2+?+=? ?baθO x/ R e dO x/ R e d ]Re d[]Ox[lgn+?=?2021/6/18 33 ? 除 Ox及 Red物質(zhì)外 ， 若有 H+或 OH￣參加反應(yīng) ， 其濃度必 須寫入方程 。 ? 決定電極電勢高低的主要因素是標準電極電位，當氧化型或還原型物質(zhì)濃度很大或很小、或電極反應(yīng)式中的系數(shù)很大時對電極電勢產(chǎn)生顯著的影響。L1， 求 ， pH=6時的電極電勢。L1， pH=6， n = 5 ( V ) 0 . 9 4 6580 . 0 5 9 1 61 . 5 1pH580 . 0 5 9 1 61 . 5 1 V =??=?= －－能斯特 (Nernst)方程 824θ284
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