第五章氧化还原反应详解.ppt

;学习要求 1.掌握氧化还原反应的基本概念，能配平氧化还原反应式。 2.理解电极电势的概念，能用能斯特方 程进行有关计算。 3.掌握电极电势在有关方面的应用。 4.掌握元素电势图及其应用。;5.1 氧化还原反应的基本概念; 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;确定氧化数的规则:;（3）复杂离子所带的总电荷数等于所有原子氧化数的代数和。单原子离子的氧化数等于它所带的电荷数。 ;（4）若干关键元素的原子在化合物中的氧化数为定值。 例如:H为+1；O一般为-2；F,Cl,Br,I的卤化物为-1；S在硫化物中为-2； 特殊情况：OF2中O的氧化数为+2 H2O2中O的氧化数为-1; KO2中O的氧化数为-1/2。 NaH中H的氧化数为-1;【例5-1】 求NH4+中N的氧化数。;【例5-3】配平下列反应式： Cu2S+HNO3 Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O; 3Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2+ 3H2SO4+10NO+ H2O;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;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-;正极:Cl2 (g) + 2e- → 2Cl- (aq); 负极:Fe2+(aq) - e- → Fe3+(aq).;【例5-6】 已知原电池组成式为： (－) Pt? Sn2+，Sn4+ Fe3+，Fe2+? Pt (＋) 试写出其电池反应方程式。;解 将总反应拆成氧化与还原两个半反应： 氧化半反应： 5Fe2+ 5Fe3+＋5e- 还原半反应： MnO4-＋8H+＋5e- Mn2+＋4H2O;氧化半反应在负极发生，由电对Fe3+/Fe2+组成 还原半反应在正极发生，由电对MnO4-/Mn2+组成 电极组成式分别为： Pt?Fe3+，Fe2+； Pt? MnO4-，Mn2+，H+ 电池组成如下 (－) Pt ? Fe3+，Fe2+ MnO4-，Mn2+，H+? Pt (＋);金属与其盐溶液之间溶解与沉积建立平衡时形成了双电层，使金属与其盐溶液之间产生了电势差, 这个电势差???做该金属的电极电势 (用“?”表示.); 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。; 电极电势绝对值无法直接测定，使用的是相对值，以标准氢电极( SHE)为参照。 IUPAC规定标准氢电极 ?SHE=0.00000V 或 ??H+/H2=0.000V ; 将待测电极和已知电极组成 原电池,原电池的电动势： E ? =??待测-? ?已知 理论上一般选择标准氢电极为参比电极. IUPAC建议电极电位应是下 述电池的平衡电动势：;Cu;(-)Zn|Zn2+(1mol·L-1)||H+(1mol·L-1)|H2(100kPa),Pt(+) 298K时测得标准电动势 ：E?= 0.763V。 据 E?= ? ?(+)- ? ?(-) = ? ?(H+/H2) - ? ?(Zn2+/Zn) ∵? ?(H+/H2) = 0.000V ∴? ?(Zn2+/Zn) = - 0.763V;标 准 电 极 电 势 表;此表包括： 电极组成； 电极反应； 电极电势值（为25oC时的标准值）; 　 Zn2+ + 2e- Zn ? ?(Zn2+/Zn) = -0.7618 1/2Zn2+ + e- 1/2Zn ? ?(Zn2+/Zn) = -0.7618V;5.3.3 能斯特（Nernst ）方程;对于电极反应：mOx + ze- nRed ;(5-3);①组成电极