【2017年整理】实验十 氧化还原反应.docVIP

实验十 氧化还原反应 一．实验目的 加深理解电极电势与氧化还原反应的关系; 了解介质的酸碱性对氧化还原反应方向和产物的影响; 了解反应物浓度和温度对氧化还原反应速率的影响; 掌握浓度对电极电势的影响; 学习用酸度计测定原电池电动势的方法. 二．实验原理 参加反应的物质间有电子转移或偏移的化学反应称为氧化还原反应.物质的还原能力的大小，可以根据相应电对电极电势的大小来判断。电极电势愈大，电对中的氧化型的氧化能力愈强。电极电势愈小，电对中的还原型的还原能力愈强。 根据电极电势大小可以判断氧化还原反应的方向. 当EMF= E（氧化剂）- E（还原剂） ＞ 0时； 反应正向自发进行 当EMF= E（氧化剂）- E（还原剂） = 0时； 反应处于平衡状态 当EMF= E（氧化剂）- E（还原剂） ＜ 0时； 不能进行自发反应 当氧化剂电对和还原剂电对的标准电极电势相差较大时，（如│EMF┃＞0.2V时）,通常可以用标准电池电动势判断反应的方向. 由电极反应的能斯特(Nernst)方程式,可以看出浓度对电极电势的影响.298.15K时; 0．0592V c（氧化型） E = E? + —————— ㏒—————— Z c（还原型） 溶液的PH会影响某些电对的电极电势或氧化还原反应的方向。 介质的酸碱性也会影响某些氧化还原的产物。 原电池是利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置。 当有沉淀或配合物生成时，会引起电极电势和电池电动势的改变。 三．实验内容 （一）.比较电对的E?相对大小 实验步骤 现象 反应方程式 解释与结论 1． 上层橙色 2I- + 2Fe3+ = I2 + 2Fe2+ E?（Fe3+/ Fe2+）＞E?（I2/I-） 下层紫红色 故E?＞0，反应生成I2并溶于CCl4 2． 上层棕黄色 2Br- + 2Fe3+ ≠ E?（Fe3+/ Fe2+）＜E?（Br-2/ Br--） 下层无色 故E?＜0，反应不能发生。 结论：E?（I2/I-）＜E?（Fe3+/ Fe2+）＜E?（Br-2/ Br--） E?（I2/I-）和E?（Br-2/ Br--）分别是最强的还原剂和氧化剂。 3． 橘红色 2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O H2O2为氧化剂 4． 肉红色 2KMnO4 + 3H2SO4 +5H2O2 = K2SO4+ 2MnSO4 + 5O2+82H2O H2O2为还原剂 结论：H2O2在上述分别用作氧化剂和还原剂。 5． 墨绿色 Cr2O2-7 + 2H+ + SO2-3 = 2Cr3+ + SO2-4 + 6H2O 在酸中Cr2O2-7具有氧化性 6． Cr2O2-7 + 14H+ + 6Fe 2+ = 2Cr3+ + 6Fe 3+ + 7H2O 在酸中Cr2O2-7具有还原性 （二）.介质的酸碱性对氧化还原反应产物及方向的影响 一．介质的酸碱性对氧化还原反应产物的影响 步骤 现象 反应方程式 解释与结论 紫色退去 2 MnO-4 + 2H+ + 5SO2-3 = Mn2+ + 5SO2-4 + 7H2O2 生成Mn2+；MnO-4在酸性介质中具有强氧化性 黑色沉淀 2 MnO-4 + H20 + SO2-3 = MnO2 + 2OH- + 3 SO2-4 生成MnO2；MnO-4在中性介质中氧化性减弱 墨绿色 2MnO-4 + 2OH- + SO2-3 = MnO2-4+ H2O + SO2-4 生成MnO2-4；MnO-4在碱性介质中氧化性最弱 溶液PH对氧化还原反应方向的影响 橘红色 I0-3 + 5I- + 6H+ =3I2 + 3H2O I0-3与I-反应生成I2 ；溶于CCl4 棕黑色沉淀 KIO3 + 5KI + 6H2SO4 = 6K2SO4 + 3I2 + 3H2O 沉淀溶解 (三).浓度、温度对氧化还原反应速率的影响 1.浓度对氧化还原反应速率的影响 步骤 现象 反应方程式 解释与结论 慢 快 提高浓度可以加快反应速率. 2.温度对氧化还原反应速率的影响 步骤 现象 反应方程式 解释与结论 褪色较快 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2C2O4= 2MnSO4+K2SO4 + 10CO2 +8H2O 较高温度可以加快反应速率. 褪色较慢 (四).浓度对电极电势的影响 1. ENF(Zn)的测量 负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应 正极(甘汞电极): E =