第四章 氧化还原反应和电化学.ppt

【课堂练习】 电解产物： 1. 惰性材料为电极： 阴极：很活泼的金属（Al前）盐溶液，H+放电；Al以后的盐溶液，金属离子放电。 阳极：卤素溶液，卤离子放电；含氧酸盐，OH-放电。 2. 非惰性电极： 阴极：与电极材料无关； 阳极：电极失去电子。 §4.5 金属的腐蚀与防护(Corrosion of metals and protection) 第四章 氧化还原反应和电化学 P82 一、离子-电子配平氧化还原反应 二、原电池 1、会写原电池符号、电池反应以及电极反应。 2、会应用能斯特方程计算电极的电极电势： 氢电极：2H+ + 2e- = H2 [例]某溶液中，c(Cr2O72-) = c(Cr3+) = 1mol·L-1， c(H+) = 4 mol·L-1，c(Cl－)= 1mol·L-1，假设Cl2的分压为 101325Pa。问Cr2O72-能否氧化Cl－成Cl2。 ?Θ（Cr2O72-/Cr3+）= 1.33 V , ?Θ(Cl2/Cl-) = 1.36 V 解：显然，标准状态下Cr2O72－不能氧化Cl－。 Cr2O72－ + 6Cl－ + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O 假设在题目给出的条件下Cr2O72－能氧化Cl－,则反应式为: 当c(H+) = 4 mol·L-1时， 还原反应 Cr2O72－ + 14H+ + 6e－ = 2Cr3+ + 7H2O ＝1.33 + = 1.41 V ? (Cl2/Cl－) = ?Θ(Cl2/Cl－) = 1.36 V 此时, ?（Cr2O72－/Cr3+） ? (Cl2/Cl－),就可以判定 Cr2O72－能氧化Cl－. E= ? (Cr2O72－/Cr3+) －? (Cl2/Cl－) = 0.05V0 反应是按假设的方向进行,即Cr2O72－能氧化Cl－。 [例]反应 Sn + Pb2+ = Sn2+ + Pb（Eθ=0.0113V )达到平衡时，溶液中c(Pb2+)、c(Sn2+)各为多少？已知初始浓度c(Pb2+)=0.50mol·L-1，c(Sn2+)=0.01mol·L-1 解： c(Pb2+)=（0.50 – x）mol·L-1 c(Sn2+)=（0.01 + x）mol·L-1 得：Kθ = 2.42 设反应正向进行了x mol ·L-1，后达到平衡，则： Kθ = c(Sn2+) / c(Pb2+) = 2.42 = （0.01 + x） / （0.50 – x） c(Pb2+)=（0.50 – 0.35）= 0.15（mol·L-1） c(Sn2+)=（0.01 + 0.35）= 0.36（mol·L-1 ） 解方程得： x = 0.35 ∴达到平衡时： Kθ = c(Sn2+) / c(Pb2+) = 2.42 = （0.01 + x） / （0.50 – x） [例]设其它离子处于标准态，求MnO4-能氧化I-而不能氧化Br-的pH值范围？当pH=5.0，其余物质处于标准态，此时MnO4-能否将I-、Br-氧化？若能则：①.将其组成原电池，并写出原电池符号；②.求此条件下的电动势E；③.该反应的?Gθ和Kθ。(?θ(MnO4-/Mn2+)=1.49 V，?θ(Br2/Br-)=1.07 V，?θ(I2/I-)=0.53 V) 解：MnO4-能氧化I-而不能氧化Br-的?值范围 0.53 V ?(MnO4- / Mn2+) 1.07V 0.53 1.49 + 0.059 / 5 lg c8(H+) 1.07 0.53 1.49 – (0.059 × 8 ÷ 5 )·pH 1.07 4.45 pH 10.17 因为 4.45 5 10.17，所以MnO4-可以将I-氧化, 不能将Br-氧化。 ② ?(MnO4- / Mn2+) = 1.49 + 0.059 / 5 ·lg c8(H+) = 1.02V ?(I2 / I-) = ? ?(I2 / I-) = 0.53V ①(-)Pt | I2 (s) | I-(c?) || MnO4-(c?), H+(10-5mol·dm-3 ), Mn2+(c?)| Pt(+) E = ?(MnO4- / Mn2+) - ?(I2 / I-) = 0.49 (V) ?G? =