化工四大化学(专业)反应氧化还原(课堂讲义)概要1.ppt

如甘汞电极 Hg2Cl2(s)+2e＝2Hg (l)+2Cl－ ? Hg2Cl2 /Hg= ?? Hg2Cl2 /Hg + E＝ ?正－ ?负 ?正= ? o (Fe3+/Fe2+)+0.0592 ·lg ?负=? o (Cu2+/Cu)+ 0.0592/2 ·lg cCu2+) MnO4-+ 8H+ +5e- = Mn2++ H2O O2+2H2O+4e＝4OH－ ?? O2 /OH－＝0.401V pO2=po cOH-=1.0 O2+4H++4e＝4H2O ?? O2 /H2O＝1.230 V pO2=po cH+=1.0 O2+2H2O+4e＝4OH－ ?? O2 /OH－＝0.401V pO2=po cOH-=1.0 O2+4H++4e＝4H2O ?? O2 /H2O＝? pO2=po cH+=1.0 与? O2 /OH－相关 ?? O2 /H2O＝ ? O2 /OH－＝ ?? O2 /OH－+ (cOH-=10-14) =0.401+ =0.401+0.829 =1.230 Ag++e＝ Ag ?? Ag/Ag+=0.799 AgCl(s)+e＝Ag (s)+Cl－ ?? AgCl /Ag=? 标准态时：cCl-＝1.0 → cAg+=KspAgCl ?? AgCl /Ag= ? Ag+ /Ag = ? ? Ag+ /Ag +0.0592×lg cAg+ =0.799+0.0592 ×lg 1.8×10-10 =0.2217 V Ag(NH3)2 + +e＝Ag (s)+2NH3 ?? Ag(NH3)2+/Ag 标准态时：cAg(NH3)2+ ＝1.0 cNH3=1.0 cAg+= ? cAg+= cAg(NH3)2+ / K稳· c2NH3＝1 / K稳 Ag++e＝ Ag ?? Ag/Ag+=0.799 ? Ag+ /Ag = ? ? Ag+ /Ag +0.0592×lg cAg+ § 11.4 电池电势和电极电势的应用 一、氧化还原能力的大小顺序 氧化型 +ne =还原型 ??值越大，电对氧化型氧化能力越强；同理 ??值越小，电对还原能力越强。如： ??MnO4-/Mn2+= 1.51V ??Fe3+/Fe2+= 0.77V ??Cu2+/Cu＝0.34V ??Sn4+/Sn2+＝0.154V ??Cl2/Cl- ＝1.36V ??I2/I- ＝0.54V ??Zn2+/Zn＝-0.762 氧化能力：MnO4- Cl2 Fe3+ I2 Cu2+ Sn4+ Zn2+ 还原能力：Mn2+ Cl- Fe2+ I- Cu Sn2+ Zn 二、氧化还原反应方向判断 反应方向性：ΔrG 0 的方向自发 较强氧化剂＋较强还原剂→较弱还原剂＋较氧弱化剂 ?(氧化剂) ?(还原剂) 此时，E＝ ?正极－ ?负极 0 ， 这样 ΔrG＝-nFE 0 如：MnO4-＋Cl- → Mn2+＋Cl2 标态时自发吗? ∵ ??MnO4-/Mn2+=1.51 ??Cl2/Cl-=1.36 ∴ 反应可自发 又如：MnO2＋Cl- → Mn2+＋Cl2 标态时自发吗? ??MnO2/Mn2+=1.24 ??Cl2/Cl-=1.36 ∴ 反应非自发 但在浓盐酸时可自发 MnO2＋4H+ +2e → Mn2++2H2O ①标态下：2Fe3++2I－＝2Fe2++I2 自发否？ ∵ ??Fe3＋/Fe2＋ ??I2 /I－ ∴Fe3+可以氧化 I－。 已知: ??I2 /I－= 0.54 V, ??Fe3＋/Fe2＋= 0.77 V ② 在上述体系中加入KCN，使cCN-=1.0 K稳[Fe(CN)6]3－= 1.0×1042 , K稳[Fe(CN)6]4－= 1.0×1035 此时反应能否自发？ 此时cFe3+= cFe2+=1/K稳II ∴氧化剂的 ?Fe3＋/Fe2＋＝ ??Fe3＋/Fe2＋+0.0592lg ＝0.77+0.0592lg ＝0