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EXP4　氧化还原反应与氧化还原平衡 实验目的 1、学会装配原电池； 2、掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、介质的酸度对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速率的影响 ； 3、通过实验了解化学电池电动势。 基本操作 试管操作 清洗试管 加热试管 *试管中加入试剂 *振荡试管 关于氧化还原 氧化还原反应发生的重要标志就是反应中发生了电子的得失或偏移。 反应总是向由强氧化剂和强还原剂反应生成较弱的氧化剂和较弱的还原剂的方向进行。 实验内容 一、氧化还原反应和电极电势 基本原理： Eφ(Fe3+/ Fe2+)＝0.77 V； Eφ(Br2/ Br—)＝1.09 V Eφ(I2/ I—)＝0.54 V； Eφ(Cl2/ Cl—)＝1.36V Cl2黄绿色气体 I2紫黑色固体 (水中呈浅黄褐色) Br2棕红色液体(水中呈橙红色) 操作 1、试管中：0.5 mL 0.1 mol·L-1 KI ＋ 2滴0.1 mol·L-1FeCl3，加入CCl4。 现象：CCl4层显紫色（密度比水大，应在下层）上层为黄色 解释：CCl4作用：萃取I2　( I2仅微溶于水，易溶于有机溶剂中如：CS2、CCl4 ) 结论： 2、用KBr代替KI溶液进行同样的实验。 现象：CCl4层不变色。 解释：KBr 与 FeCl3不反应。 结论： 3、I2 + Fe2+ 加入CCl4。 现象：CCl4层粉红色，上层浅黄。　 解释：I2 不会氧化Fe2+ 。Eφ ( I2/ I— )＜Eφ (Fe3+/ Fe2+) Br2+ Fe2+ 加入CCl4。 现象：CCl4层浅黄色（Br2在CCl4中的浓度随浓度增加而加深，从黄到棕红，说明Br2浓度降低）。上层为黄色（Fe3+）。 解释：Br2 氧化了 Fe2+。因为：Eφ(Br2/ Br—) ＞ Eφ (Fe3+/ Fe2+) 结论：Eφ(Br2/ Br—) ＞ Eφ (Fe3+/ Fe2+)＞Eφ(I2/ I—)，氧化性最强的是Br2，还原性最强的是I—。 二、浓度对电极电势的影响 基本原理 ?原电池： ?Nernst方程：对于氧化还原半反应： 一般说来，由于难溶物或配合物的生成使氧化型的离子浓度减小时，电势变小，还原型的还原性加大，稳定性减小；氧化型的氧化性减小，稳定性加大。若难溶化合物或配合物的生成使还原型的离子浓度减小时，结果则与上述正好相反。 三、酸度和浓度对氧化还原反应的影响 1、酸度的影响 （1）试管：0.5 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3 ?加入：0.5 mL 1 mol·L-1 H2SO4 　 ＋　2滴　0.01 mol·L-1 KMnO4 现象：KMnO4很快退去，溶液无色。 原理：（酸性中为强氧化剂+7→ +2） ?加入：0.5 mL H2O ＋　2滴　0.01 mol·L-1 KMnO4 现象：棕色沉淀(MnO2)。(中性或弱酸性中) 原理：（+7→ +4） ?加入：0.5 mL 6 mol·L-1NaOH ＋　2滴　0.01 mol·L-1 KMnO4 现象：溶液为绿色　( MnO42—的颜色 )。 原理：（在弱碱中为较弱的氧化剂，+7 → +6） (2) 试管：0.5 mL 0.1 mol·L-1 KI ＋2滴　0.1 mol·L-1 KIO3 ＋ 淀粉 现象：溶液为黑色。 ?继续加入1 mol·L-1 H2SO4酸化。 现象：溶液为蓝色　( 生成I2使淀粉呈蓝色 )。 ?继续加入6 mol·L-1　NaOH显碱性。 现象：溶液蓝色消失变为浅黄色　。 2、浓度的影响 （1）H2O CCl4 0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3 各0.5 mL 的试管中　＋　0.5 mL　0.1 mol·L-1　KI。 现象；CCl4层为粉红色（I2）,上层为黄色 (2)1 mol·L-1 FeSO4 CCl4 0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3 各0.5 mL 的试管 ＋ 0.5 mL　0.1 mol·L-1　KI。 现象: CCl4层油状物（无I2生成）,上层为浅黄色 (3)　在（1）的试管中加入少许NH4F固体，震荡。 现象：粉红色变为桃红色。 四、酸度对氧化还原反应速率的影响 操作：?0.5 mL 0.1 mol·L-1 KBr ＋ 0.5 mL 1 mol·L-1 H2SO4 ＋　2滴0.01 mol·L-1 KMnO4 现象：强酸性中紫红色很快退去。 操作：?0.5 mL 0.1 mol·L-1 KBr＋ 0.5 mL 6 mol·L-1 HAc ＋　2滴