上海交通大学无机化学课件第十章氧化还原反应及氧化还原滴定资料.pptVIP

二、电极电势 本节内容： 原电池的构造和原理； 电极电势； 标准电极电势及应用； 影响电极电势的因素。 原电池 1.原电池 将金属Zn片插入CuSO4水溶液中，会发生如下反应： Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ Zn： 氧化数从0 ? +2，发生氧化，Zn本身是还原剂 Cu2+：氧化数从+2 ? 0，发生还原，Cu2＋本身是氧化剂 电子转移方向：由Zn 片向各方向传递给Cu2+ 该装置不形成电流，化学能未能转化为电能，只 转变为热能。  改进装置：将Zn片插在ZnSO4 溶液中，Cu片插在CuSO4溶 液中，烧杯间用盐桥连接。 当电流表与Zn片及Cu片相连时：电子将源源不断地从Zn极 流出，并且Zn2+进入溶液，而电子流向Cu极，Cu2+在Cu极 上得到电子，不断地在Cu极上沉积。 （-）Zn极（氧化反应）：Zn – 2e ? Zn2+ （+）Cu极（还原反应）：Cu2+ + 2e ? Cu (－) Zn∣ZnSO4(c1) ∥CuSO4(c2) ∣Cu (＋)  在原电池中： 电子转移方向不再是杂乱无章，而是朝一 个方向即从Zn极向Cu极流动，形成电流， 化学能转化为电能。 盐桥的构成与作用： 是由KCl（或者KNO3）与琼脂一类物质制成的胶 冻，起着维持电子通路的作用 （？）。 原电池的构造： 1.半电池： 电极——输送电子，发生氧化（或还原）反应； 相应的电介质（可以是液体也可以是固体）； 2.盐桥——连接两个半电池； 3.连接的导线，检测的电流计。    注意： *Pt(s)的作用及其制作的要求； *当溶液中是由两种离子参与电极反应时，例如 电对Fe3+ / Fe2+，由于不存在相界面，可以用“，”将它们分开，并必须加上不与相应离子反应的金属惰性电极，或石墨电极。 *甘汞电极， 电极反应：1/2Hg2Cl2（s)+e====Hg(l)+Cl- 应用：参比电极，稳定的电极电势  3.原电池的书写方式： 通常，负极写在左边，正极写在右边 例如：铜锌原电池可以表达为 (-) Zn ? Zn2+ (c1 mol?dm-3) ?? Cu2+( c2 mol?dm-3) ? Cu (+) 式中： ?：表示电极与其离子溶液中两相之间的物相界面 ??：表示盐桥 Zn2+ ? Zn、Cu2+ ? Cu ：氧化还原电对  原则上： 任何一个氧化还原反应都和原电池有关系。给出一个原电池，就可以写出相应的氧化还原反应： Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2 Cr3++6Fe3++7H2O 若原电池的电动势大于零，则正极的高氧化态物质 与负极的低氧化态物质反应  原电池的右边（+）： 高氧化态的物质是氧化剂，在反应中起氧化作 用，本身被还原； Cr2O72- Cr3+ 原电池的左边（-）： 低氧化态的物质为还原剂，在反应中起还原作 用，本身被氧化； Fe2+ Fe3+ 对于一个原电池发生的反应： 一般正极的高氧化态物质与负极的低氧化态物质 反应。 问题 Zn(s)+HgO(s)====ZnO(s)+Hg(l) (+):HgO(s)+2e+H2O--------Hg(l)+2OH- (-):Zn(s)+2OH-----------ZnO(s)+H2O+2e 2 H2(g)+O2(g)=====2H2O(l) （2）电极电势 1.电极电势的存在： 在丹聂尔原电池中存在的电位差为1.10伏，说明正极的电势比负极的高出1.10伏。 那么，这种差异是如何形成的？ 2.双电层的概念： 在金属及其盐组成的溶液中，应存在着以下平衡： 这两种趋势的大小及产生的效果与M的性质有关，也 与Mn+的浓度有关。 金属电极的双电层  双电层的形成，阻止了（？）金属离子进入溶液或进入金属表面的过程的发生，表明在金属和溶液间存在相间电势。 金属的电极电势：这种存在于金属及其盐溶液之间的相间电势 用符号表示为： jΘ (Mn+/M)  jΘ取决于 金属本身的活泼性（本性） 溶液中离子的浓度 体系的温度 jΘ的大小反映了金属在其盐溶液中得失电子能力的大小,但无法求得其绝对值，所以，引入相对电势的概念，即给出一个起点。 3.标准氢电极和标准电极电势 (1)标准氢电极： 规定： 标准氢电极的电极电势为零。 即jΘ (H+/H2) = 0.00 V 标准氢电极：气体分压为 100 kPa，溶液浓度为 1 mol?dm-3 条件（热力学标准态）下的氢电极