第五章氧化还原反应讲解.ppt

5.1 氧化还原反应的基本概念 5.1.1 氧化和还原 氧化半反应加上还原半反应就是一个完整的氧化还原反应。 实际上氧化还原反应还包括共用电子对偏移的化学反应。 5.1.2 氧化数 氧化数（oxidation number）是指某元素一个原子的表观电荷数。 5.2 氧化还原反应方程式配平 5.2.1 氧化数法 氧化数法类似于中学化学介绍的化合价法。 5.2.2 离子电子法 步骤：先写出半电池反应的离子电子方程式，将原子数配平，再配平电荷数（电子数）。 解： 5.3 电极电势 5.3.1 原电池（galvanic cell） 化学能转变成电能的装置称为原电池。 铜锌原电池总反应为： 原电池是由两个半电池组成。每一个半电池是由还原态物质与氧化态物质组成，我们称之为电对，电对表示方法如下： Zn2+/Zn; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+; MnO4-/Mn2+； H+/H2; Cl2/Cl- 金属电极电势的高低主要决定于金属的本性、温度、金属离子的浓度和溶液的温度。 5.3.3 能斯特（Nernst ）方程 标准的电极电位是在标准状态及温度为298K时测得的。当浓度和温度改变时，电极电势也就跟着改变，可由能斯特方程给出关系。 对于电极反应：mOx + ze- nRed 将各物质相应浓度代入能斯特方程： 电池电动势也可根据上面电池反应式直接求得: 【例5-17】判断下列反能否在标准状态下进行。 I2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2I- 【例5-18】判断反应 能否在下列条件下进行。 (1)c(Pb2+)=c(Sn2+)=1.0mol·L-1 (2)c(Pb2+)=0.10mol·L-1 ,c(Sn2+)=2.0mol·L-1? （2） 5.4.4 判断氧化还原反应的次序 从实验中知道，I-和Br-都能被Cl2氧化。 假如逐滴加氯水于含有I-和Br-的混合溶液中，哪一个先被氧化？ 实验事实告诉我们，I-先被氧化，后氧化Br-。从电极电势表可以找出答案。 5.4.6 测定某些化学常数 形成沉淀、弱电解质、配合物等反应，会造成溶液中某些离子浓度降低。若将此离子与它对应还原态或氧化态组成电对，测定其电极电势，即可算出溶液中该离子的浓度，从而可以进一步算出难溶电解质的溶度积常数、弱酸或弱碱的解离常数、配合物的稳定常数等。 【例5-25】为了测定AgCl的Ksp,设计了如下电池： (-)Ag,AgCl Cl-(0.010mol·L-1) Ag(0.010mol·L-1) Ag(+) 并测得其E为0.34V。试求AgCl的Ksp。 【例5-26】25℃时，实验测得由0.10mol·L-1弱酸HB组成的氢电极(pH2 =100kPa)和饱和甘汞电极所组成的原电池的电动势为0.452V。试计算HB的解离常数Ka。已知25 ℃时饱和甘汞电极的电极电势为0.241V。 （1）比较元素各氧化态氧化还原能力 当? (Cu2+/Cu) = ? ?(Cu2+/Cu) + (0.0592/2)lgc(Cu2+) = ? ?(Fe2+/Fe)时, Fe2+同时被还原. 0.3419 + (0.0592/2)lgc(Cu2+) = -0.447 解得: c(Cu2+) = 1.8×10-27 mol·L-1. 当Fe2+开始被还原时, Cu2+实际上已被还原完全. 1.系统中各氧化剂(或还原剂)所对应电对的电极电势相差很大时,控制所加入的还原剂(或氧化剂)的用量,可以达到分离系统中各氧化剂(或还原剂)的目的. 例如:利用Cl2来分离Br-、I-. 2. 选择合适氧化剂(或还原剂)，可以使使共存的还原剂(或氧化剂)只被氧化(或还原)其中的一种或几种。 小结： 5.4.5 判断氧化还原反应进行的限度 ——计算化学平衡常数 氧化还原反应进行的限度可以由其标准化学平衡常数K ?值的大小来衡量。 RTlnK ? ＝nFE ? 在298K时，代入各常数值，并将对数换底，得： ? ? ? ? 可见，氧化还原反应进行的限度决定于该反应所组成的原电池的标准电动势E。E 值越大，反应的标准平衡常数K 值也越大，反应也就进行得越完全，反之亦然。 E ＞