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第五章氧化还原反应电化学基础§5.1氧化还原反应的基本概念§5.2电化学电池§5.3电极电势§5.4电极电势的应用
§5.1氧化还原反应的基本概念5.1.1氧化数5.1.2氧化还原反应方程式的配平
5.1.1氧化数有电子得失或电子转移的反应,被称为氧化还原反应。++2+2+Cu(aq)Zn(s)Zn(aq)Cu(s)得失电子+H(gClg2HClg电子偏移22)()()氧化数:是指某元素的一个原子的荷电数,该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
确定氧化数的规则:①单质中,元素的氧化数为零。②在单原子离子中,元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。③在大多数化合物中,氢的氧化数为+1;只有在金属氢化物中氢的氧化数为-1。(NaH,CaH2)④通常,氧在化合物中的氧化数为-2;但是在过氧化物中,氧的氧化数为-1,在氟的氧化物中,如OF和OF中,氧的氧化数分别为+2和+1。222
⑤中性分子中,各元素原子的氧化数的代数和为零,复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。例:
5.1.2氧化还原反应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。
1.氧化数法:原则:还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低数相等(得失电子数目相等)?写出化学反应方程式?确定有关元素氧化数升高及降低的数值?确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍数。找出氧化剂、还原剂的系数。?核对,可用H+,OH,HO配平。–2
HClO+P?HCl+HPO3434Cl5+?Cl–氧化数降低6P4?4PO43–氧化数升高2010HClO+3P?10HCl+12HPO343410HClO+3P+18HO?10HCl+12HPO方程式左边比右边少36个H原子,少18个O原子,34234应在左边加18个HO2
AsS+HNO?HAsO+HSO+NO23氧化数升高的元素:334242As3+→2As5+升高43S2–→3S6+升高24降低3N→N2+5+3AsS+28HNO?6HAsO+9HSO+28NO2333424左边28个H,84个O;右边36个H,88个O左边比右边少8个H,少4个O3AsS+28HNO+4HO?23326HAsO+9HSO+28NO3424
2.离子电子法?写出相应的离子反应式?将反应分成两部分,即还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应。?配平半反应?确定二个半反应的系数得失电子数相等的原则?根据反应条件确定反应的酸碱介质,分别加入H+,OH,HO,使方程式配平。-2
例11-4配平酸性介质下KMnO溶液与NaSO423解:MnO4半反应–+2+42–+SO+H?Mn+SO2–3SO32–?SO42–+2e+5e?Mn2+MnO4–配平半反应:SO32–+HO?SO42–+2e+2H+?2MnO4?×5+?×22MnO4+5SO+16H+5HO?–+2++5e+8H?Mn+4HO?2–+2–322Mn2++8HO+5SO42–+10H+2即:2MnO4–+5SO+6H=+2–32Mn2++3HO+5SO42–2
配平两个半反应式中的H和O
例2:配平Cl→Cl-+ClO3-2①②①×5+②得:化简得:
例3:配平方程式①②①×28+②×3得
例4:配平方程式+++Cr(OH)(s)Br(l)KOHKCrOKBr3224+2?4?解:Cr(OH)(s)Br(l)+CrOBr32??Br(l)+=2e2Br①2???+=24++②Cr(OH)(s)5OHCrO4HO3e32①×3+②×2得:10OH?+2Cr(OH)(s)32=3Br(l)+??2++2CrO6Br8HO42+3+2Cr(OH)(s)Br(l)10KOH32++6KBr8HO=2K2CrO42
§5—2原电池与电极电势一、原电池1、原电池是利用自身氧化还原反应产生电流的装置,它使化学能转为电能。(1)将Zn片放入CuSO溶液中,会自发地发生反应:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+4物质之间通过热运动发生有效碰撞实现电子的转移。由于质点的热运动是不定向的,电子的转移不会形成电流,化学能以热的形式与环境
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