第九章氧化还原平衡及氧化还原滴定法.ppt.ppt

第十章 氧化还原反应与 氧化还原滴定法 §10-1氧化还原反应 一、基本概念 1、氧化数 1970年IUPAC定义：氧化数是某元素一个原子的荷电数，这种荷电数是把成键电子指定给电负性较大的原子而求得。 P341：6点 H2SO4 中S 的氧化数6 H2SO3 中S 的氧化数4 2、氧化与还原 与氧结合的过程叫氧化 2Mg ＋ O2 =2MgO 从氧化物中夺取氧叫还原 CuO ＋ H2 =Cu ＋ H2O 氧化数升高的过程叫氧化 2I-－2e=I2 氧化数降低的过程叫还原 Cl2＋2e=2Cl- 失去电子叫氧化，是还原剂 得到电子叫还原，是氧化剂 实际上氧化与还原反应是在同一反应同时发生 Cl2＋ 2I- = I2 ＋ 2Cl- 3、氧化还原电对 氧化型/还原型 Fe3+/Fe2+ 氧化型+ne=还原型 Fe3+＋e﹦Fe2+ 氧化还原半反应 氧化剂一般是活泼非金属单质和高氧化数化合物 还原剂一般是活泼金属单质和低氧化数化合物 电对中氧化型越强，其还原型越弱，反之亦然 二、氧化还原方程式的配平 离子电子法 P344五点 10-2原电池与电极电位 一、原电池 　　在CuSO4溶液中放入一片Zn，将发生下列氧化还原反应： Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) 在溶液中电子直接从Zn片传递给Cu2+，使Cu2+在Zn片上还原而析出金属Cu，同时Zn氧化为Zn2+。这个反应同时有热量放出，这是化学能转化为电能的结果。 这一反应可在下列装置中分开进行 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。 正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- Cu 负极（锌电极）： Zn Zn2+ + 2e- 电池反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应） 氧化-还原反应的本质：电子得失 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。 原电池的表示方法： (-)Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu(+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。 例如： Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol?L)‖Cr2O72(10mol?L-),Cr3+(1.0mol?L-), H+(1.0?10-2mol?L)|Pt(+) 负极:H2 2H+ + 2e- 正极:Cr2O72- +14H+ +6e- 2Cr3++7H2O 总反应:Cr2O72- + 13H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O 电极的种类 金属-金属离子电极 气体-离子电极 均相氧化还原电极 金属-金属难溶盐-阴离子电极 P348 二、电 极 电 位（势）1、电极电位的产生 在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏向一个方向，即电子由Zn传递给Cu2+，而不是从Cu传递给Zn2+？这是因为原电池中Zn电极的电极电势比Cu电极的电极电势更负（或更低）。 E=φ+－φ- 电极电势是怎样产生的？是什么原因引起各个电极的电势不同呢？ 双 电 层 理 论 德国化学家W.H.Nernst在1889年提出“双电层理论”对电极电势给予了说明。 “双电层理论”认为：金属晶体里有金属阳离子和公共化电子。当把金属放入含有该金属离子的浓溶液时，有两种反应的倾向存在。 一方面，金属表面构成晶格的金属离子和极性大的H2O分子相互吸引，从而使金属具有一种以水合离子的形式进入金属表面附近的溶液中的倾向： M Mn+(aq) + ne-， 金属越活泼，溶液越稀，这种倾向就越大。 另一方面，盐溶液中的Mn+(aq)离子又有一种从金属表面获得电子而沉积在金属表面的倾向： Mn+(aq) + ne- M 金属越不活泼，溶液越浓，这种倾向就越大。 这两种对立的倾向在一定条件下，建立暂时的平衡： M Mn+(aq) + ne- 金属越活泼，上述平衡向右进行的程度就越大，此时，在极板附近的溶液中有过剩的正电荷，而极板表面上有过剩的负电荷，即在极板表面上形成“双电层”。这样，在金属和盐溶液之间产生了电位差，这种产生在金属和它的盐溶液之间的电势叫做金属的电极电势。 根据这个理论，可以很好的解释Cu- Zn Zn原电池中检流计偏向的现象。由于Zn比Cu活泼，故Zn电极比Cu电极上的电子密度大（上述平衡更偏向右方）。