第5章 节 氧化还原平衡(修改) 无机及分析化学.ppt

第 五 章? 氧 化 还 原 平 衡; 学 习 要 求; 5.1 氧化还原反应的基本概念;无处不在的 氧化还原反应; 化学反应可分为两大类:一类是在反应过程中反应物之间没有电子的转移，如酸碱反应、沉淀反应等；另一类是在反应物之间发生了电子的转移，这一类就是氧化还原反应。如： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu ;Fe3O4 Fe: x O: -2 3x+4?(-2)=0 x= + 8/3 MnO4- Mn: x O: -2 x+ 4?(-2)= -1 x= +7 S4O62- S：x O: -2 4x+6×(-2)=-2 x= +2.5 由此可知，元素的氧化数可以是整数，也可以是分数。 ;思考题: 确定下列物质中指定元素的氧化数 ;5.1.2 氧化与还原;Cu 2 + + Zn = Cu + Zn2+ ; 5.2 氧化还原反应方程式的配平 ; 酸性条件下 K2Cr2O7 与KI的反应 ; 配平反应： KMnO4 +K2SO3?MnSO4+K2SO4+H2O (酸性介质) 解: (1) MnO4? + SO32?? Mn2+ +SO42? (2) MnO4??Mn2+ ； SO32??SO42? (3) MnO4? + 8H+ +5e? = Mn2+ + 4H2O SO32? + H2O = SO42? +2H+ +2e? (4) MnO4? + 8H+ +5e? = Mn2+ + 4H2O ? 2 +) SO32? + H2O = SO42? +2H+ +2e? ? 5 2MnO4? + 5SO32? + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42? + 3H2O (5) 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O 配平时，酸性介质用什么酸？一般以不引入其他杂质和引 进的酸根离子不参与氧化还原反应为原则。上例中反应产物有 SO42?，宜以稀H2SO4为介质，因其既无氧化性又无还原性。 ;Cu2++Zn = Cu+Zn2+;Zn2+;原电池实验装置;盐桥的组成：琼脂 + 饱和氯化钾(硫酸钾)。;5.3.2 电极分类;2. 气体-离子电极 将气体通入相应离子溶液中并浸入惰性金属( Pt ) 例: H＋| H2 | Pt 2H＋＋2e ? H2 ; 3. 氧化还原型电极; 4.金属-金属难溶盐电极 金属表面涂上该金属难溶盐, 插入与该金属盐有相同阴离子的溶 液中。 例: Ag | AgCl | Cl－ ; ( -) Zn | Zn2+(1mol ? L-1); Cu(s) + Cl2 (p); 正极: Ag＋ ＋ e ? Ag（还原反应） ; M;双电层; 离子化(失电子)倾向大 ;电极电势符???： ? (氧化型/还原型) 如： ? (Zn2+/Zn)， ? (Cu2+/Cu)， ? (O2/OH?)， ? (MnO4? /Mn2+), ? (Cl2/Cl?)等。 标准电极电势符号： ? ? 标准态：参加电极反应的物质中，有关离子浓度为1mol?L?1，有关气体分压为100kPa，液体和固体都是纯物质。温度未指定，通常为298.15K，其他温度须指明。 ;1.标准氢电极 电极电势的绝对值无法测定， 只能选定某一电对的电极电势作 为参比标准，将其他电对的电极 电势与之比较而求出各电对电极 电势的相对值，通常选作标准的 是标准氢电极，其半电池可表示为： Pt∣H2(100kPa)∣H+(1mol·L－1) 电极反应为： 2H+(1mol·L?1)+ 2e? = H2(g,100kPa