2014化学赛培训第14讲氧化还原反应与电化学.pptVIP

氧化还原反应与电化学; 电化学是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中有关规律的科学。电化学工业已成为国民经济的重要组成部分。 ; 1. 氧化还原及氧化数的基本概念；氧化还原方程式的配平； 2.电极的种类及表示方法；电极反应方程式的书写； 3.原电池及电解池的表示方法；原电池及电解池中电极符号；电池反应的书写方法； 4.电解过程法拉第定律，电流效率及有关计算； ; ;一、氧化还原反应;氧化还原反应——氧化与还原; “失去”一词并不意味着电子完全移去。当电子云密度远离一个原子时，该原子即是氧化。这是氧化还原反应意义的进一步扩展。;2. 氧化还原电对;氧化还原反应——氧化还原电对; 还原剂和氧化剂之间的反应是—个氧化还原反应。氧化剂氧化其他物质，它本身得到电子被还原；还原剂还原其他物质，它本身失去电子被氧化。;确定氧化数的一般原则是： ;氧化还原反应——元素的氧化数;4. 氧化还原方程式的配平-氧化数法;氧化还原反应——氧化还原方程式的配平;氧化还原反应——氧化还原方程式的配平;氧化还原反应——氧化还原方程式的配平;氧化还原反应——氧化还原方程式的配平;配平原则： (1) 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 (2) 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。; 配平步骤： （1）用离子式写出主要反应物和产物（气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式）。 （2）分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。 （3）分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。 (4 ) 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。两者合并得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。; ①×5+②得;二、原电池和电极;图1 铜锌原电池;原电池和电极——原电池; 正极和负极：根据电位高低来判断，电位高的为正极，低的为负极，电流方向由正极向负极，电子由负极向正极移动。正极发生得电子还原反应，负极发生失电子氧化反应。;原电池和电极——原电池的表示方法;负极在左，正极在右；;3. 电极及电极种类 原电池总是由两个半电池组成，半电池又可称为电极。常见电极可分为三大类：;第一类又称金属电极：;第二类又称难溶盐电极：;第三类又称氧化-还原电极：; 书写电极反应和电池反应时，应注意物量和电量的同时平衡。例如原电池：;三、电极电势及应用;图2 双电层;电极电势及应用——电极电势;2. 影响电极电势的因素;;3. 标准电极电势;图3 标准氢电极;标准态：;(-) Zn│Zn2+(1 mol·kg-1)║H+ (1 mol·kg-1)│H2 (p )(Pt) (+);电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素; Cu2＋可以氧化锌。理论上应当用E值来判断。但是由于浓度对电极电势的影响不是很大，一般当两个电对的标准电极电势之差大于0.2V，就很难通过改变浓度而使反应逆转，因此为了方便起见，一般仍可用标准电极电势来估计反应进行的方向。;pH＝3.0时，氢电极电极电势：;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——影响氧化-还原反应因素;电极电势及应用——原电池热力学;电极电势及应用——原电池热力学; ;电极电势及应用——原电池热力学; 如果一种元素有几种氧化态，就可形成多种氧化还原电对。如铁有0，+2，+3和+6等氧化态，因此就有下列几种电对及相应的标准电极电势：;电极电势及应用——元素标准电极电势及应用;电极电势及应用——元素标准电极电势及应用; 以锰在酸性(pH＝0)和碱性(pH＝14)介质中的电势图为例： ; ;电极电势及应用——元素标准电极电势及应用; 例如根据锰的电势图可以判断，在酸性溶液中MnO4-可以发生歧化反应：;电极电势及应用——元素标准电极电势及应用;电极电势及应用——元素标准电极电势及应用;四、电解及电镀;电解及电镀——电解过程法拉第定律;电解及电镀——电解过程法拉第定律; 4.分解电压 ; 电解质溶液发生电解时所必须加的最小电压，称为分解电压。;电解及电镀——分解电压; 实际 测得的分解电压是1.67 V，比理论分解电压高很多，这种现象