大化课件第五章(再重订)[精选].ppt

第 五 章  电 化 学 基 础 什么是电化学？ 电化学是研究化学能和电能相互转化的一门科学 5.1 氧化还原反应 5.2 原电池 5.3 电极电势 5.4 原电池热力学 5.5 电解与电化学技术 5.6 金属的腐蚀与防护 5.1 氧化还原反应 1. 氧化还原反应 2. 氧化还原电对 3. 氧化还原反应式的配平 1. 氧化还原反应 定义 元素的氧化值发生了变化的化学反应 Sn2++Fe3+ → Sn4+ + Fe2+ 特点: （1）反应中存在着氧化剂与还原剂； （2）元素存在着氧化态与还原态。 氧化数 氧化数的定义 氧化数（又称氧化态或氧化值） 指 元素的一个原子在纯化学物种(分子或离 子)中的表观电荷数(氧化态的代数值）。 如：Fe3O4中Fe的氧化数是8／3。 氧化数与化合价的区别 ① 氧化数亦称氧化值，化合价又称原子价，表示 各种元素的原子相互化合的数目。 ② 氧化数可以为分数、化合价只能为整数。 ③ 氧化数的确定与物质结构无关。 ④ 表示氧化数时，把正负号置于其数字的前面， 而化合价则置于后面 元素氧化数确定 ①单质中元素原子的氧化数等于零。 氧化还原反应中 存在着两个半反应： 氧化值升高的反应 ——氧化反应 氧化值降低的反应—— 还原反应 相应的 氧化值升高的物种 (本身失去电子）—— 还原剂 氧化值降低的物种 (本身得到电子）—— 氧化剂 Zn ＋ Cu2+ ＝ Zn2+ ＋ Cu 氧化半反应： Zn - 2e- ＝ Zn2+ 还原半反应： Cu2+ + 2e- ＝ Cu 氧化反应： 还原态 - ne- → 氧化态 还原反应： 氧化态 ＋ ne- → 还原态 一般表达式： 氧化态＋ne- → 还原态 2. 氧化还原电对 这种同一元素的氧化态与还原态彼此依靠，相互转 化的关系，是一个共轭关系。这种关系称为氧化还原 电对，简称电对。 氧化还原电对的表示 氧化态/还原态 例： Cr2O72-/Cr3＋，Zn2＋/Zn，Sn4+/Sn2+， Fe3+/Fe2+ , MnO4-/MnO2， SO42-/H2SO3 …… 任何一个氧化环反应都包含着两个电 对,每个电对代表着一个半反应。 如电对MnO4－/MnO2分别在弱酸性和弱碱性介质 中的还原半反应方程式。 电对符号 电对平衡 弱酸性 MnO4－/MnO2 MnO4－＋4H＋＋3e → MnO2＋2H2O 弱碱性 MnO4－/MnO2 MnO4－＋2H2O＋3e → MnO2＋4OH－ 3. 氧化还原反应式的配平（离子－电子法) （1）氧化值法（中学学习内容）； （2）离子-电子法 离子-电子法配平原则： 氧化剂得电子数 = 还原剂失电子数。 配平步骤： a. 写出离子反应式； b. 拆成两个半反应，分别配平 —— 先使半反应两边电荷平衡: 酸性中：两边适当加H＋; 碱性中：两边适当加OH- 再使两边元素平衡: 在半反应两边适当添加H2O c. 根据得失电子相等的原则，加合成配平的反应式 配平示例 用离子电子法配平下列方程式 KMnO4 ＋Na2SO3 ＋ H 2SO4 MnSO4＋Na2SO4＋H2O 解： a. 写出离子反应式： MnO4-＋ SO32- ＋ H+ Mn2+ ＋ SO42- ＋H2O b. 拆成两个半反应，分别配平； 氧化半反应： SO32- - 2e- ＋H2O SO42- ＋ 2H+ （1） 还原半反应： MnO4-＋ 5e- ＋ 8H+ Mn2+ ＋ 4H2O （2） c. （1）×5 + （2）×2 得 2MnO4-＋ 5SO32- ＋