第十章氧化还原反应 10.1氧化数及氧化还原反应方程式的配平 10.2电池电动势与电极电势 10.3标准电极电势与氧化还原平衡 10.4电极电势的计算 10.5影响电极电势的因素 式10.6电极电势的应用 10.7原电池和电解池
第十章 氧化还原反应 10.1氧化数及氧化还原反应方程式的配平 10.2电池电动势与电极电势 10.3标准电极电势与氧化还原平衡 10.4电极电势的计算 10.5影响电极电势的因素 10.6电极电势的应用 10.7 原电池和电解池
10.1氧化数及氧化还原反应方程式的配平 1氧化还原反应-( Electron Transfer) Fe氧化 Fez+ 2e 还原 氧化、还原 还原 Cu2++ 2e Cu 半反应 氧化 Fe+Cu2+=Fe2++Cu氧化还原反应 还原态=氧化态+ne,电子转移 (酸=碱+nH+,质子转移) 氧化态、还原态的共轭关系 无机化学
无机化学 Fe Fe2+ + 2e Cu2+ + 2e Cu 氧化 氧化 还原 氧化、还原 半反应 Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 氧化还原反应 还原态 = 氧化态 + n e, 电子转移 ( 酸 ＝ 碱 + n H+ , 质子转移) 氧化态、还原态的共轭关系 还原 1 氧化还原反应 – (Electron Transfer) 10.1 氧化数及氧化还原反应方程式的配平
二、氧化数与电子转移 Fe Cu2+=Fe 2++Cu 2个“e”的转移 H2+0.5O2→H2O 共价键 “形式电荷” +1-2 (电子偏移情况的反映) 称为“氧化数” 无机化学
无机化学 Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 2个 “e” 的转移 H2 + 0.5 O2 → H 2 O 共价键 “形式电荷” +1 -2 称为“氧化数” （电子偏移情况的反映） 二、 氧化数与电子转移
经验规则: 各元素氧化数的代数和为零 1)单质中,元素的氧化数等于零。(N2、H2、O2等) 2)二元离子化合物中,与元素的电荷数相一致。+2,-1 3)共价化合物中,成键电子对偏向电负性大的元素 0:-2(H20等);-1(H2O2);-0.5(K02超氧化钾) H:+1,一般情况;-1,CaH2、NaH 无机化学
无机化学 经验规则： 各元素氧化数的代数和为零。 1）单质中，元素的氧化数等于零。（N2 、H2 、O2 等） 2）二元离子化合物中，与元素的电荷数相一致。 +2,-1 3) 共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。 O: -2 (H2O 等）； －1 （H2O2); -0.5 (KO2 超氧化钾） H: +1, 一般情况； －1， CaH2 、NaH
(1) Na,s,o Na2s406 思考题:确定氧化数 +2 +25 (2)K,, Cros +6 +10 (3)KO2 KO3 0.5 -1/3 注意:1)同种元素可有不同的氧化数; 2)氧化数可为正、负和分数等; 3)氧化数不一定符合实际元素的电子转移情况。 2 203 o-S-O +4,(+6) S的氧化数为+2, 0,(-2)
思考题： 确定氧化数 （1）Na2S2O3 Na2S4O6 +2 +2.5 （2）K2Cr2O7 CrO5 +6 +10 （3）KO2 KO3 -0.5 -1/3 注意：1） 同种元素可有不同的氧化数； 2） 氧化数可为正、负和分数等； 3） 氧化数不一定符合实际元素的电子转移情况。 S2O3 2- S的氧化数为＋2， S O - - O O S +4, (+6) 0, (-2)
三、氧化还原反应方程式的配平 例:在酸性介质中,K2Cr2O氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3 和绿色Cr2(SO4)3配平此反应方程式 解:1)写出反应物、产物及反应条件 Cr,0-2-+ Fe2++ H+ E Fe3++ Cr3+ 2)写出各氧化数 Cr,0z2-+ Fe2++ H+ Fe3++ Cr3+ +6 3)配平氧化剂、还原剂前系数 Cr,O2+6Fe2++H+=6Fe3++2cr3+ 4)用H2O等进行总配平 cr,O2+6Fe2++14H+=6Fe3++ 2Cr3+ + 7H20 无机化学
无机化学 三、 氧化还原反应方程式的配平 例： 在酸性介质中，K2Cr2O7氧化FeSO4 , 生成 Fe2(SO4)3 和绿色Cr2(SO4)3 , 配平此反应方程式。 解：1）写出反应物、产物及反应条件 Cr2O7 2- + Fe2+ + H+ = Fe3+ + Cr3+ 2）写出各氧化数 Cr2O7 2- + Fe2+ + H+ = Fe3+ + Cr3+ +6 3）配平氧化剂、还原剂前系数 Cr2O7 2- + 6Fe2+ + H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ 4）用H2O等进行总配平 Cr2O7 2- + 6Fe2+ + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
配平注意事项: 写出的方程式必须与实验事实相符合 反应介质:酸性介质中,不能出现OH 碱性介质中,不能出现H+ 难溶或弱电解质应写成分子形式 注明沉淀的生成,气体的产生等 无机化学
无机化学 配平注意事项： 写出的方程式必须与实验事实相符合 • 反应介质： 酸性介质中，不能出现 OH－ 碱性介质中，不能出现 H＋ • 难溶或弱电解质应写成分子形式 • 注明沉淀的生成，气体的产生等
102电池电动势(E)与电极电势(q) Sw itch 负极 ■■■ 正极 Voltmeter Zn anode l& Nat C NO N cathode Zn NO. NO. C12+ zn(s)→zn2+(a)+2eCt2+(a)+2e→Cus Cu-Zn Movement of cations 原电池 Movement of anions
无机化学 10.2 电池电动势()与电极电势(φ) Cu-Zn 原电池 负极 正极
原电池 化学能转化成电能的装置 1)组成 写电池符号应注意事项: ①半电池(电极) 正、负极:(-)左 ②检流计 (+)右 ③盐桥(琼脂十强电解质 界面“|”:单质与 ( KCL KNO3等) “极棒”写在一起,写 补充电荷、维持电荷平衡 在“”外面。 2)电极反应: 注明离子浓度(c), 正极(cu) Cu2++2e Cu 气态时用分压(p).物 负极(Zn):zn=zn2++2e 质状态:固态(s),液 3)电池反应及电池符号: 态(1)等 Zn+ Cu2+ Zn2++ Cu 盐桥:“| (-)zn|zn2+(c1)|cu2+(c2)|cu(+) 无机化学
无机化学 化学能转化成电能的装置 1）组成： ① 半电池（电极） ② 检流计 ③ 盐桥（琼脂 ＋ 强电解质 （KCl, KNO3等） 补充电荷、维持电荷平衡 2）电极反应： 正极（Cu）: Cu2＋ + 2e = Cu 负极（Zn）: Zn = Zn2+ + 2e 3）电池反应及电池符号： Zn + Cu2＋ = Zn2+ + Cu (－) Zn | Zn2+ (c1) || Cu2＋ (c2) | Cu (＋) 写电池符号应注意事项： • 正、负极：(－) 左， (＋) 右 • 界面“|”: 单质与 “极棒”写在一起，写 在“|”外面。 • 注明离子浓度（c), 气态时用分压（p). 物 质状态：固态（s), 液 态（l) 等 • 盐桥: “||” 一、 原电池
电极的类型及符号 (1)金属一金属离子电极如:Zn2+/Zn,Cu2+/Cu等 电极符号:ZnZn2+(c)CuCu2+(c) (2)气体一离子电极如:H+/H2C12/C1 需用一个惰性固体导体如铂(Pt)或石墨。 Pt, H2(p)H+(c) Pt, Cl2 (p) C1-(c) Pt与H2之间用逗号隔开,p为气体的压力 (3)离子电极如Fe3/Fe2等体系 将惰性电极插入到同一种元素不同氧化态的两种离子的溶液中所组成 的电极。 Pt Fe2+(c1), Fe3+(c, (4)金属一金属难溶盐电极如Hg2C12/g 由金属及其难溶盐浸在含有难溶盐负离子溶液中组成的电极 如甘汞电极:Hg2C12+2e=2Hg+2C1-Pt,Hg,Hg2Cl2(s)C1(c) 无机化学
无机化学 电极的类型及符号 （1）金属－金属离子电极 如： Zn2+/Zn， Cu2+/Cu 等 电极符号： Zn|Zn2+ (c) Cu|Cu2+ (c) （2）气体－离子电极 如： H +/H2 Cl2/Cl- 需用一个惰性固体导体如铂（Pt)或石墨。 Pt,H2(p)|H+(c) Pt,Cl2(p)|Cl－(c) Pt与H2之间用逗号隔开，p 为气体的压力。 （3）离子电极 如 Fe3+/Fe2+ 等体系 将惰性电极插入到同一种元素不同氧化态的两种离子的溶液中所组成 的电极。 Pt|Fe2+(c1), Fe3+(c2) （4）金属－金属难溶盐电极 如 Hg2Cl2/Hg 由金属及其难溶盐浸在含有难溶盐负离子溶液中组成的电极。 如甘汞电极： Hg2Cl2 + 2e = 2 Hg + 2 Cl－ Pt,Hg,Hg2Cl2(s)|Cl-(c)