第十章氧化还原反应与氧化还原滴定法 内容】 1、电对与原电池之间熟练转换。 各类平衡对电极电位的影响:浓度、酸度、氧 还反应、配位反应、沉淀反应(均由能斯特方程) 3、元素电示图的应用:(1)基化反应;(2) 计算未知电极电势。 4、滴定曲线。 5、滴定的三种应用及相关计算。 §01氧化还原反应 基本概念
第十章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 【内容】 1、电对与原电池之间熟练转换。 2、各类平衡对电极电位的影响：浓度、酸度、氧 还反应、配位反应、沉淀反应（均由能斯特方程） 。 3、元素电示图的应用：（1）基化反应；（2） 计算未知电极电势。 4、滴定曲线。 5、滴定的三种应用及相关计算。 §10—1 氧化还原反应 一、基本概念
、氧化数:某元素一个原子的荷电荷,这种荷电荷 管是把成键电子指定给电负性较大的原子而求得。 规则:(1)单质中为0 (2)氢一般为+1,但在NaH、KH为-1 (3)氧一般为-2,但H2O2为-1,KO2为,OF2为 速(4)简单离子的氧化数等于离子的电荷;共价化合 物中“形式电荷” (5)混合物中为平均氧化数Fe2Oa,Fe为为3 有些元素的氧化数要了解物质结构,如H2S2O中 HO-S-0-S-OH
1、氧化数：某元素一个原子的荷电荷，这种荷电荷 是把成键电子指定给电负性较大的原子而求得。 规则：（1）单质中为0； （2）氢一般为+1，但在NaH、KH为－1； （3）氧一般为－2，但H2O2为－1，KO2为，OF2为 +2； （4）简单离子的氧化数等于离子的电荷；共价化合 物中“形式电荷”； （5）混合物中为平均氧化数Fe3O4，Fe为为 有些元素的氧化数要了解物质结构，如H2S2O8中 O 有过氧键 故S为+6非+7。 || || || || O O O O HO S O S OH − − − − 8 3 +
氧化数与化合价有区别:氧化数可以不是整数而化 合价必须是整数。 2、氧化与还原 19世纪:由化合价变化确定 20世纪:由氧化数变化确定(本质是电子发生转 移或偏移) 氧化还原反应分类 自身氧化还原反应:2KCO3=2KC|+302(同 物质不同元素)。 歧化反应:水溶液2Cu+=Cu+Cu2+(同 物质同一元素)。 反歧化反应 2Fe3++ Fe= 3Fe2+
氧化数与化合价有区别：氧化数可以不是整数而化 合价必须是整数。 2、氧化与还原 19世纪：由化合价变化确定 20世纪：由氧化数变化确定（本质是电子发生转 移或偏移） 氧化还原反应分类： 自身氧化还原反应： 2KClO3 = 2KCl + 3O2 (同 一物质不同元素)。 歧化反应：水溶液 2Cu+ = Cu + Cu2+ （同一 物质同一元素）。 反歧化反应： 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
3、氧化还原电对 氧化剂/它的还原产物还原剂/它的氧化产物 例如:反应2Fe3++2I=Fe2++I 存在Fe3+/Fe2+12/I两个电对 书写时:氧化型物质(即氧化数较高)在左,还原 型物质在右,中间用“/隔开 半反应:每个电对中,氧化型物质与还原型物质之 间的共轭关系: 氧化型+ne-=还原型,每个半反应对应一个电对 例如:Fe3+/Fe2+Fe3++e-→Fe2+ MnOa"/Mn2+ MnO+ 5e++8H+-Mn2+ 4HO
3、氧化还原电对 氧化剂/它的还原产物 还原剂/它的氧化产物 例如：反应2Fe3+ + 2I- = Fe2+ +I 存在Fe3+/Fe2+ I2 /I－两个电对 书写时：氧化型物质（即氧化数较高）在左，还原 型物质在右，中间用“/”隔开 半反应：每个电对中，氧化型物质与还原型物质之 间的共轭关系： 氧化型+ne－= 还原型，每个半反应对应一个电对。 例如：Fe3+/Fe2+ Fe3+ + e－ → Fe2+ MnO4 －/Mn2+ MnO4 － + 5e+ + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
、氧还方程式的配平 1、氧化数法(遵循质量守衡和电荷守衡) 2、离子电子法:先配平半反应(先将半反应两边的原子数配 平,再用电子将电荷数配平)再合并为总反应。 1)用离子形式写出基本反应式; 2)分为2个半反应; (3)先配平半反应再乘以适当的系数合为总反应 见P2例10-3配平S2O32-+Cr3+→Cr202-+S02 解答:1、氧化反应 Cr Cro 还原反应:S202-→S02 2、原子数,电子数配平 2Cr3++7H0=Cr,O2-+14H++6e 28 2e-=2S042 、合并为总反应 2Cr3++3S2082-+7H20=Cr2072-+6042-+14H
二、氧还方程式的配平 1、氧化数法（遵循质量守衡和电荷守衡） 2、离子电子法：先配平半反应（先将半反应两边的原子数配 平，再用电子将电荷数配平）再合并为总反应。 （1）用离子形式写出基本反应式； （2）分为2个半反应； （3）先配平半反应再乘以适当的系数合为总反应。 见P335例10-3配平S2 O8 2－ + Cr3＋ → Cr2 O7 2－ +SO4 2－ 解答：1、氧化反应： Cr3＋ → Cr2 O7 2－ 还原反应：S2 O8 2－→ SO4 2－ 2、原子数，电子数配平 2Cr3＋ + 7H2 O = Cr2 O7 2－ + 14H＋ + 6e－ S2 O8 2－ + 2e－ = 2SO4 2－ 3、合并为总反应： 2Cr3＋ + 3S2 O8 2－ + 7H2 O = Cr2 O7 2－ + 6SO4 2－＋14H＋
§102原电池与电极电位 原电池 1、介绍:原电池是利用自身氧还反应产生电 流的装置,它使化学能转为电能,同时证明氧还反 应中有电子转移。eg:Cu-Zn原电池 (1)将Zn片放入CuSO4溶液中,会自发地发生反 应 Zn Cu2+= cu Zn2+ 物质之间通过热运动发生有效碰撞实现电子的转 移。由于质点的热运动是不定向的,电子的转移不 会形成电流,化学能以热的形式与环境发生交换 (2)但是若使氧化剂与还原剂不直接接触,让它 们之间的电子转移通过导线传递,电子做定向移动 而形成
§ 10—2 原电池与电极电位 一、原电池 1、介绍：原电池是利用自身氧还反应产生电 流的装置，它使化学能转为电能，同时证明氧还反 应中有电子转移。eg：Cu-Zn原电池 （1）将Zn片放入CuSO4溶液中，会自发地发生反 应： Zn + Cu2＋ = Cu + Zn2＋ 物质之间通过热运动发生有效碰撞实现电子的转 移。由于质点的热运动是不定向的，电子的转移不 会形成电流，化学能以热的形式与环境发生交换。 （2）但是若使氧化剂与还原剂不直接接触，让它 们之间的电子转移通过导线传递，电子做定向移动 而形成
电流,如Cu-Zn原电池:Zn片插入含ZnSO4溶液的烧 杯中;Cu片插入含CuSO溶液的烧杯中;用盐桥将两 烧杯溶液沟通,同时将Cu片、Zn片用导线与检流计相 连形成外电路,会发现有电流通过。(装置如下) A 图10-1铜一锌 原电池 盐C断 Zn Cu SON Cu+ so
电流，如Cu—Zn原电池：Zn片插入含ZnSO4溶液的烧 杯中；Cu片插入含CuSO4溶液的烧杯中；用盐桥将两 烧杯溶液沟通，同时将Cu片、Zn片用导线与检流计相 连形成外电路，会发现有电流通过。（装置如下） 图10-1 铜-锌 原电池
盐桥:在U型管中装满用饱和KC1溶液和琼胶作成的 冻胶。盐桥的作用:使C1向锌盐方向移动,K向铜 盐方向移动,使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性, 从而使电子不断从Zn极流向Cu极。 电极反应:(Zn片)Zn=Zn2++2e (Cu片)Cu2++2e-=Cu 电池反应 Zn+ cu2+= Cu Zn2+ 反应的结果与将Zn片直接插入CuSO4溶液反应 结果一致,所不同的是这时通过化学电池将化学 能转化为电能。 原电池由两个半电池组成,每个半电池亦称电 极
盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的 冻胶。盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K +向铜 盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性， 从而使电子不断从Zn极流向Cu极。 电极反应：（Zn片） Zn = Zn2+ + 2e－ （Cu片） Cu2＋ + 2e－ = Cu 电池反应： Zn + Cu2＋ = Cu + Zn2＋ 反应的结果与将Zn片直接插入CuSO4溶液反应 结果一致，所不同的是这时通过化学电池将化学 能转化为电能。 原电池由两个半电池组成，每个半电池亦称电 极
电极电极的正、负可由电子的流向确定。输出 电子的电极为负极,发生氧化反应;输入电子的电 极为正极,发生还原反应 负极(失电子):(Zn片)Zn=Zn2++2e 正极(得电子):(Cu片)Cu2++2e-=Cu 将两个电极反应合并即得原电池的总反应,又称电 池反应。 原电池中,正、负极发生的反应与前面的半反应 样,由于每个半反应都对一个电对,同样可以用 电对来代表电极 负极一个电对:Zn2+/Zn 正极一个电对:Cu2+/Cu 原电池表示: ) Zn(s)I ZnSO,(C)) ll CuSo,(C,)I Cu(s)(+)
电极电极的正、负可由电子的流向确定。输出 电子的电极为负极，发生氧化反应；输入电子的电 极为正极，发生还原反应。 负极（失电子）：（Zn片） Zn = Zn2+ + 2e－ 正极（得电子）：（Cu片） Cu2＋ + 2e－ = Cu 将两个电极反应合并即得原电池的总反应，又称电 池反应。 原电池中，正、负极发生的反应与前面的半反应 一样，由于每个半反应都对一个电对，同样可以用 电对来代表电极。 负极一个电对： Zn2＋/Zn 正极一个电对： Cu2＋/Cu 原电池表示： (－) Zn（s）│ZnSO4（C1）‖CuSO4（C2）│Cu（s）(＋）
、书写规定: (1)负极左,正极右; (2)“”表物质之间相界面; (3)“‖”表盐桥,左右为负、正极: (4)溶液注明浓度,气体注明分压; (5)有些有惰性电极,亦要注明。 eg:Fe3+/Fe2+,0,/H2O等。 例如: Cr,O2-+13H2+8H+=2Cr3++7H20 解:负极:H2—>2H+2e 正极:CrO,2+14H+6e-)2Cr3+7HO 极:Pt|H2(100KPa)(1.0moL)‖Cr2O72(1.0mo1 ),Cr3+(1.0mo1L),H(1.0×102molL)|Pt(+)
2、书写规定： （1）负极左，正极右； （2）“│”表物质之间相界面； （3）“‖”表盐桥，左右为负、正极； （4）溶液注明浓度，气体注明分压； （5）有些有惰性电极，亦要注明。 eg：Fe3＋/Fe2＋ ，O2 /H2 O 等。 例如： Cr2O7 2- + 13H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O 解： 负极: 正极: 极:Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol‧L)‖Cr2O7 2(1.0mol‧L - ),Cr3+(1.0mol‧L -), H+(1.010-2mol‧L)|Pt(+) + H 2H + 2e- 2 → 2- + 3+ Cr O +14H +6e- 2Cr +7H O 2 7 2 →