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第六章 氧化还原 第一节 氧化还原反应的实质 一、氧化与还原 (一) 氧化还原概念的发展 (1) 在化学发展的初期，氧化是指物质与氧化合的过程，还原是指物质失去氧的过程。 例:2Hg + O2→2HgO ，2HgO →2Hg + O2 (2)随后氧化还原的概念扩大了，认为物质失去氢的过程也是氧化，与氢结合的过程则是还原。在有机化学和生物化学中应用较为广泛。 例：CH3CH2OH→CH3CHO (3)现代化学认为氧化还原反应是指元素的氧化值发生变化的化学反应. 【例】求Cr2O72-中 Cr的氧化值。解：设Cr2O72-中Cr的氧化值为x： 2 x + 7 ×(- 2) = -2 x = + 6 【例】求Na2S4O6中S的氧化值。 解：设Na2S4O6 中S的氧化值为x： 2×(+1) + 4 x + 6×(-2 ) = 0 x = 2.5 (三). 化合价与氧化值的区别与联系 1. 元素的化合价只能是整数，而元素的氧化值可以是整数、分数。 2. 氧化值概念是在化合价的基础上提出的，适用范围比化合价概念广。 3. 氧化值概念还存在缺陷，有些问题不能解释，有待更加完善。 【例】酸性介质， I- 氧化成IO3- ，写出离子电子式。 【例】碱性介质，SO32-氧化成SO42- ，写出离子电子式。 第二节 电池的电动势和电极电势 一、原电池与电极 (一) 原电池 (二) 电极和原电池符号 (三) 常用电极的类型 【例】写出反应Cl2+2Fe2+ D 2Fe3+ +2Cl-的电池符号。 【例】将下面的反应设计为原电池，写出正、负极的反应和电池组成式：2KMnO4 + 16HCl D 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O解: 把此反应改写为离子反应方程式： 2MnO4- + 16H＋ +10 Cl - D 2Mn2＋ +5Cl2 + 8H2O 2. 标准电极电势的测量 将任何两个半电池(电极)组成电池，零电流时，电极反应达到平衡，并且能方便地测定电池的电动势(E),即能测得该电池正、负电极电势的差值。 E = E+－ E - 若电极均处在标准状态下，则电池的标准电动势为： E Θ = E + Θ － E - Θ 3. 标准电极电势表(298.15K, 酸性溶液中) Notes: (三) 标准电极电势的应用 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 电解池（Electrolysis Cell）：外加电压 第五节 元素电势图及其应用 一、元素电势图 元素各种氧化态之间电极电势变化关系图 二、元素电势图的应用 4.计算电对的电极电势 标准状态下，用EΘ的大小来判断 (1)EΘ的代数值越小，则电对中还原态物质的还原性越强。 (2)EΘ的代数值越大，则电对中氧化态物质的氧化性越强。 (3) 较强氧化剂对应的还原剂型物质的还原能力较弱， 较强还原剂对应的氧化剂型物质的氧化能力较弱。 半反应 E Θ /V K+ ＋ e D K -2.931 Na+ ＋ e D Na -2.713 Zn2+ ＋2e D Zn - 0.7618 Fe2+ ＋2e D Fe - 0.440 Sn2+ ＋2e D Sn - 0.136 Pb2+ ＋2e D Pb - 0.126 2H+ ＋2e D H2 0.0000 Cu2+ ＋2e D Cu 0.3419 I2 ＋2e D 2I- 0.535 Fe3+ ＋ e D Fe2+ 0.771 Ag+ ＋ e D Ag 0.7