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第八章 氧化还原反应和电极电位 主讲教师：席晓岚 教授 第一节　氧化还原反应 一、氧化值1、氧化值的定义 氧化值定义为某元素一个原子的荷电 数，这种荷电数由假设把每个化学键中的电 子指定给电负性较大的原子而求得。 　 某元素在化合时，该元素一个原子失 去多少电子或有多少电子向其它原子偏移， 则该原子的氧化值即为正多少；反之，一个 原子得到多少电子或其它原子有多少电子向 它偏移，则该原子的氧化值即为负多少。 2、氧化值规则 (1) 在单质中，元素的氧化值为零。 H2 O2 F2 Fe Zn Ag (2) 在化合物中，一般规定： H+（氢化物NaH、KH： H-） 过氧化物H2O2、 Na2O2 ： O- (3)离子化合物：元素的氧化值=离子的电荷数 CaCl2 ：Ca2+ Cl- Na2S ：Na+ S2- 共价化合物：元素的氧化值=原子的形式电荷数 形式电荷数：把属于两原子的共用电子对指定 给电负性较大的一个原子后，在两原子中留下 的电荷数。 HCl ： H+ Cl- (4)在中性分子中，各原子氧化值之和等于零；复杂离子中各原子氧化值之和等于离子的电荷数。 例：求MnO4-中Mn的氧化值 （5）在某些化合物中，元素的氧化值可以 是分数。 例： H2S4O6 连四硫酸 3、氧化值与化合价的区别 化合价是元素相结合时的原子个数比， 它只能是整数，不能是分数；而氧化值是 一种按一定规则指定的形式电荷的数值， 它可以是整数，也可以是分数。 二、氧化还原反应 元素的氧化值在反应前后发生了变化的反应称为氧化还原反应。 在氧化还原反应中： 原子失去电子，氧化值升高 氧化反应（还原剂） 原子得到电子，氧化值降低 还原反应（氧化剂） 例 在反应中，Fe元素的氧化值由+3降低到+2， 由氧化态转化为还原态，发生还原反应，充 当氧化剂；Sn元素的氧化值由+2升高到+4， 由还原态转化为氧化态，发生氧化反应，充 当还原剂。 同种元素的不同氧化值状态，相对而言， 氧化值高的称为氧化态，氧化值低的称为还 原态。 在氧化还原反应中，物质的氧 化态和还原态相互依存、相互转 化，也是一种共轭关系。 碱 + H+ 酸 当溶液中的介质参与半反应时，须将介质写进相应的氧化型或还原型： 在氧化还原电对中，氧化态的氧化能力越强，其对应的还原态的还原能力就越弱；氧化态的氧化能力越弱，其对应的还原态的还原能力就越强。 氧化还原反应的实质是在两对氧化还原电对之间发生的电子转移反应。因此，任何一个氧化还原反应都可拆分为两个氧化还原半反应：氧化反应和还原反应。 例如 氧化还原反应 三、氧化还原反应方程式的配平 离子电子法 氧化值法 配平原则：在反应中，氧化剂和还原剂得失电 子数相等 氧化值法的配平步骤如下： (1) 写出主要反应物和生成物的简化离子方程 式： 将氧化还原反应分写成两个半反应： 一个氧化反应，一个还原反应： 一、原电池的概念 实验：在硫酸铜溶液中插入锌片 现象： （1）锌片逐渐溶解变成Zn2+进入 溶液， Cu2+则还原成红色的金属 铜从溶液中析出。 （2）溶液温度逐渐升高。 利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置称为原电池。 原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了用饱和 KCl(或NH4NO3) 溶液和琼脂调制成的胶冻，这样 KCl 溶液不致流出，而阴、阳离子可以在其中自由移动。盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性。 原电池由两部分组成，每一部分均称为电极，又称为半电池。每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。　 金属锌片和ZnSO4溶液构成的电极 称为锌电极（Zn-ZnSO4)，金属铜片和 CuSO4溶液构成的电极称为铜电极（Cu- CuSO4) ，由锌电极