无机化学实验氧化还原反应和氧化还原平衡
无机化学实验 氧化还原反应和氧化还原平衡
实验目的：1、学会装配原电池。2、掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型3、掌握物质的浓度、介质的酸度对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速率的影响。4、了解化学电池电动势
实验目的： 1、学会装配原电池。 2、掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型 3、掌握物质的浓度、介质的酸度对电极电势、 氧化还原反应的方向、产物、速率的影响。 4、了解化学电池电动势
实验用品：仪器：试管、烧杯、伏特汁(或酸度计)、检流器、表面血皿固体药品：锌粒、铅粒、铜片、琼脂、氟化铵液体药品：HCI(浓)、HNO(2 1mol·L-1 、浓)HAc(6 mo1·L-1)H,SO4(1mo1 L-')Na0H(6 mo1 L-l、40%)、NH,H,O(浓)ZnSO4(1 mo1·L-')KI(0. 1mo1·L-I)CuSO4(0.01 mo1-L-l、1 mo1·L-')KBr(0.1 mo1 L-)FeCl,(0.1 mo1-L-')Fe2(SO4)3(0.1 mo1 L-)FeSO4(1 mo1 ·L-)H,0(3%)KIO, (0.1 mo1 L-")碘水、溴水(0.1 mo1·L-1)、氯水 (饱和)KCI(饱和)、CCI4酚酞指示剂、淀粉溶液(0.4%)材料：电极(锌片、钢片、铁片、炭棒)、红色石蕊试纸、导线、砂纸
实验用品: 仪 器：试管、烧杯、伏特汁(或酸度计)、检流器、表面皿 固体药品：锌粒、铅粒、铜片、琼脂、氟化铵 液体药品：HCl(浓)、 HNO3 (2 1mo1·L-1 、浓)、 HAc(6 mo1·L-1 )、 H2 SO4 (1mo1·L-1 )、 NaOH(6 mo1·L-1 、40％)、 NH3·H2O(浓)、 ZnSO4 (1 mo1·L-1 )、 KI(0.1mo1·L-1 )、 CuSO4 (0.01 mo1·L-1 、1 mo1·L-1 )、 KBr(0.1 mo1·L-1 )、 FeCl3 (0.1 mo1·L-1 )、 Fe2 (SO4 ) 3 (0.1 mo1·L-1 ) FeSO4 (1 mo1·L-1 )、 H2O2 (3%)、 KIO3 (0.1 mo1·L-1 )、 碘水、溴水(0.1 mo1·L-1 )、 氯水 (饱和)、 KCl(饱和)、 CCl4 酚酞指示剂、 淀粉溶液 （0.4％） 材 料：电极(锌片、钢片、铁片、炭棒)、红色石蕊试纸、 导线、砂纸
实验内容：一、氧化还原反应和电极电势(1) 0.5ml 0.1mo1-L-1 KI+2 D 0.1mo1 ·L-1 FeCl+0.5mLCCl4,振荡，观察CCl层的颜色变化I- +Fe3+ =I, +Fe2+I-被氧化成I，，Fe3+被还原成Fe2+I2被CCl4萃取，进入CCl溶剂使CCl层变成紫红色。由反应说明：E2/1<EFe3+/Fe2+
实验内容： 一、氧化还原反应和电极电势 （1）0.5ml 0.1mo1·L-1 KI+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 ,振荡，观察CCl4 层的颜色变化。 I - +Fe3+ =I2 +Fe2+ I - 被氧化成I 2 ，Fe3+ 被还原成Fe2+ I 2 被CCl4 萃取，进入CCl4 溶剂， 使CCl4层变成紫红色。 由反应说明：EI2/ I- <E Fe3+/ Fe2+
(2) 0.5mL0.1mo1·L-1 KBr+2 D 0.1mo1·L-1FeCl, +0.5mLCC14振荡，观察CCl层的颜色变化Br+Fe3+≠不反应CCl层颜色不变化，说明二者没有发生氧化还原反应。从而说明：EBr2/Br->EFe3+/Fe2+
（2） 0.5mL0.1mo1·L-1 KBr+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 , 振荡，观察CCl4 层的颜色变化。 Br-+Fe3+ ≠ 不反应 CCl4 层颜色不变化，说明二者没 有发 生氧化还原反应。 从而说明：EBr2/ Br->E Fe3+/ Fe2+
(3)3DI，水+0.5mL0.1mo1L-lFeSO.溶液，摇匀+0.5mLCCl，振荡3DBr，水+0.5mL0.1mo1·L-1FeSO,溶液，摇匀+0.5mLCCl，振荡，观察CCI层的颜色变化。I水的试管中，CCl 层无变化，仍为紫色，说明I,与Fe2+不反应Br,水的试管中，CCl 层变成无色，说明Br,与Fe2+发生氧化还原反应Br2 +Fe2+ =Br - +Fe3+由以上两实验说明：E Br2/Br.>Ez/ -
（ 3 ） 3D I2 水+0.5mL0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，摇匀 +0.5mL CCl4 ,振荡 3D Br2 水+0.5mL 0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，摇匀 +0.5mL CCl4，振 荡，观察CCl4 层的颜色变化。 I 2 水的试管中 ，CCl4 层无变化，仍为紫色， 说明I 2与Fe2+不反应 Br2 水的试管中 ，CCl4 层变成无色， 说明Br2与Fe2+发生氧化还原反应。 Br2 +Fe2+ = Br - +Fe3+ 由以上两实验说明：E Br2/ Br- > EI2/ I-
二、浓度对电极电势的影响（1）在两只小烧杯中，分别注入ZnSO4(1 mo1·L-I)和CuSO4(1+Zn盐桥mol·L-1），在硫酸锌溶液中插入锌片，硫酸铜溶液中插入铜片组成两个电极，中间以盐桥Lns相通。用导线将锌片和铜片分原电池别与伏特计(或酸度计)的负极和正极相接。测量两极之间的申压。如图：
二、浓度对电极电势的影响 （1）在两只小烧杯中，分别注 入ZnSO4 (1 mo1·L-1 )和CuSO4 (1 mo1·L-1），在硫酸锌溶液中插 入锌片，硫酸铜溶液中插入铜 片组成两个电极，中间以盐桥 相通。用导线将锌片和铜片分 别与伏特计(或酸度计)的负极和 正极相接。测量两极之间的电 压。如图： 原电池
负极：Zn=Zn2++2e正极： Cu2+-2e =Cu0.0592[还原型]根据奈斯特方程：E=EΦ_[氧化型]n[Zn2+]0.0592则有E=EΦ_2[Cu?+]实验（1），在盛有CuSO.溶液的烧杯中+浓NH3·H,O至出现深蓝色，观察电压变化。Cu2++OH-= Cu(OH)2→蓝色Cu?++4NHs—［Cu(NH)4]2·生成深蓝的配离子。很稳定
负极：Zn=Zn2++2e 正极：Cu2+ -2e =Cu 根据奈斯特方程：E=Eф- 则有E=Eф- 实验（1 ）， 在盛有CuSO4 溶液的 烧杯 中 + 浓 NH3·H2 O 至出现深蓝色，观察电压变化。 Cu2++OH-＝ Cu(OH) 2↓ 蓝色 生成深蓝的配离子。 很稳定。 [ ] [ ] lg 0.0592 氧化型 还原型 n [ ] [ ] lg 2 0.0592 2 2 + + Cu Zn
从而使烧杯中Cu2+浓度降低。[Cu2+1减小，由方程可知，电压应变小，观察到伏特计表针向左偏转。实验（2），在盛有ZnSO4溶液的烧杯中+浓NH3·H,O，至白色沉淀全部溶解，观察电压变化Zn2++OH-= Zn(OH)2 白色无色Zn2 + + 4NH,[Zn(NH,)4]2由于生成的=［Zn(NH)4121很稳定，烧杯中Zn2+浓度降低，[Zn2+]减小，据方程可知，E增大,伏特计指针向右偏转
从而使烧杯中Cu2+浓度降低。[Cu2+] 减小，由方程可 知，电压应变小，观察到伏特计表针向左偏转。 实验（2），在盛有ZnSO4溶液的烧杯中+浓 NH3·H2 O, 至白色沉淀全部溶解，观察电压变化。 Zn2++OH-＝ Zn(OH)2 ↓ 白色 无色 由于生成的 很稳定，烧杯中 Zn2+浓度降低，[Zn2+]减小，据方程可知，E增大， 伏特计指针向右偏转
（2）设计浓差电池1mol·L-l CuSO.作正极+回形针→阳极0.01mol·1-1CuSO4作负极+回形针→阴极+酚酞阳极：4OH-2e=2H,O+0,阴极 ：2H,0 +2e=H,+2OH由电极反应知，阴极产生OH，从而阴极附近变成红色
（2）设计浓差电池 1 mo1·L-1 CuSO4作正极+回形针→阳极 0.01 mo1·l-1CuSO4作负极+回形针→阴极+酚酞 阳极 ： 4OH- -2e=2H2O+O2 阴极 ：2H2O +2e=H2+2OH- 由电极反应知，阴极产生OH-，从而阴极附近变 成红色