原电池和氧化还原反应资料.ppt

对比可知，在酸性介质中，高锰酸根、锰酸根、二氧化锰的氧化能力较强（标准电极电势值都较大），但在碱性介质中氧化能力较弱 * 为什么呢？我们知道，歧化反应是指某个元素某种氧化态能够生成氧化态较低的物种和氧化态较高的物种。如果发生歧化反应，则生成氧化态较高物种的反应为氧化反应，即相应的电对（左边）应该为负极；反之，生成氧化态较低物种所对应的电极电对（右边）应该为正极。反应在标准状态下若能发生，必有电池电动势大于零，所以E?右 E?左。在酸性介质中，锰酸根发生歧化反应，在碱性介质也是 * 首先写出这3个电对的电极反应，从反应式可以看出反应3等于反应1+反应2，即反应3的标准摩尔吉布斯自由能变等于反应1+反应2的标准摩尔吉布斯自由能变 * 式中E?为电对的标准电极电势，z为电对的电子转移数 * * 一般我们已知的都是溶液中某种离子的分析浓度（总浓度），不能直接带入能斯特方程中1、浓度不等于活度，必须乘以活度系数；2、离子在溶液中存在一系列副反应，比如金属离子生成一系列配合物（配位效应）等，所以还必须引入副反应系数。有的条件电极电势可以查表得到，如果查不到可以用相似条件的近似代替，或直接用标准电极电势来代替；讲课时可以用Fe3+和Fe2+来代替：条件电极电势和标准电极电势的关系类似于条件稳定常数和稳定常数的关系，包括了各种副反应系数：如酸效应、水解效应配位效应等等；指的是氧化态和还原态的 * 不是活度为1，注意 * 对于不可逆体系不能用能斯特方程进行计算，所以需要实验测定 * 下面我们仅考虑可逆电对以及对称电对 * * 电对未加括号 * 电对未加括号 * 电对未加括号 * * * 22 * 22 * 氧化是指失电子；还原是指得电子。氧化还原反应的实质就是电子的转移。 如下所示，氧化还原反应中，电子从一个反应物转移到了另一个反应物中，失去电子的反应物被氧化的同时使另一个反应物还原，所以被称为还原剂；得到电子的反应物被还原的同时使另一个反应物氧化，所以被称为氧化剂。氧化还原反应可看作是两个“半反应”之和，某一反应物得电子，被还原，相应的半反应叫做还原半反应；另一反应物失电子，被氧化，相应的半反应叫做氧化半反应。 * * 二氟化氧 * 二氟化氧 连四硫酸钠 * * * 第一步，确定产物。产物除MnSO4和O2外，K应该以K2SO4的形式存在。第二步，计算氧化数的变化：Mn正7到正2，降低5；O从-1*2到0*2，升高2；第三步，最小公倍数为10，所以高锰酸钾和硫酸锰前面的系数是2，过氧化氢和氧气前面系数是5。第四步，根据高锰酸钾的系数，K2SO4前面的系数应该为1，所以硫酸前面的系数应该为3。反应物种的氢离子在产物中应该以水的形式出现，根据反应物中质子的数目，确定产物中水前面的系数为8。最后检查一下反应物和生成物中氧原子的数目确实是一致的：2,5,3，2,5,K2SO4, 8H2O； 首先从反应物中找出氧化剂和还原剂，再分别考虑还原产物和氧化产物分别是什么（离子形式） * * 我们将上述体系进行变化，不将Zn片直接插在硫酸铜溶液中，而将锌片插在硫酸锌溶液中，铜片插在硫酸铜溶液中。然后将饱和了KCl的琼脂装入U形管中制成盐桥，盐桥两端分别插入两个溶液中，从而把两个烧杯中的溶液连通起来。此时，若用导线把铜电极和锌电极连接起来，由于Zn比Cu活泼，就会发生氧化还原反应，左边的Zn片失去电子，变成Zn2+进入溶液，电子通过导线流到铜片上，溶液中的Cu2+得到电子而析出金属铜。这也就是说，导线中会有电流通过，即图中的检流计的指针会发生偏转。这种将化学能转变为电能的装置就称为原电池。在上述原电池中，随着反应的进行，左边烧杯中Zn片变成Zn2+进入溶液，使溶液带正电，因此，盐桥中的Cl-会进入溶液以维持锌盐溶液的电中性；同理，右边烧杯中由于Cu的析出，使溶液带负电，因此，盐桥中的K+会进入溶液以维持铜盐溶液的电中性。由此可见，盐桥在原电池中起着非常重要的作用。从原电池的构造可以看出，原电池由两个半电池组成。左边的锌极上发生氧化反应，我们称之为阳极；右边的铜极上发生还原反应，我们称之为阴极。此外，如前所述，电子从锌极转移到铜极，也就是说电流从铜极流向锌极。我们知道，电流都是从正极（电势高）流向负极（电势低）。因此，铜极为正极，锌极为负极。 * * 半反应与总反应板书写，书面表示见ppt，需要说明简单的规则，具体的后续课程中介绍；反过来根据电池表示式写半反应与总反应也应该会写 * 半反应与总反应板书写，书面表示见ppt，需要说明简单的规则，具体的后续课程中介绍；反过来根据电池表示式写半反应与总反应也应该会写 * 半反应与总反应板书写，书面表示见ppt，需要说明简单的规则，具体的后续课程中介绍；反过来根据电池表示式写半反应与总反应也应该会写 * 任何一种金属