试验化学反应焓变的测定-西北大学.PPT

实验原理 电极电势的相对大小可以定量地衡量氧化态或还原态物质在水溶液中的氧化或还原能力的相对强弱。电对的电极电势代数值越大，氧化态物质的氧化能力越强，对应的还原态物质的还原能力越弱；反之亦然。 水溶液中自发进行的氧化还原反应的方向可由电极电势数值加以判断。在自发进行的氧化还原反应中，氧化剂电对的电极电势代数值应大于还原剂电对的电极电势代数值。 Nernst 方程式反映了电极反应中离子浓度与电极电势的关系： 实验内容 (1) 应用电极电势比较氧化剂或还原剂的相对强弱 1) 根据实验室准备的试剂： H2SO4 (1mol · dm-3 ) ， CCl4 ( 作萃取剂 ) ， KBr(0.1 mol · dm-3 ) ， KI(0.1mol · dm-3 ) ， FeCl3 (0.1mol · dm-3 ) ， KMnO 4 (0.1mol · dm-3 ) 。设计实验证明 I - 的还原能力大于 Br - 的还原能力。 2) 根据实验室准备的试剂： I2 · H2O ， Br2 · H2O ， CCl4 ， FeSO4 (0.1mol · dm -3 ) ， SnCl2 (0.1mol · dm -3 ) 。设计实验证明 Br2 的氧化能力大于 I2 的氧化能力。 写出以上反应的现象及有关反应式，并总结氧化剂、还原剂的强弱与 E ( 电极 ) 的关系。 3) 原电池 取 2 只 50cm3 烧杯，往一只烧杯中加入 30 cm3 ZnSO4 溶液，插入连有铜导线的锌片，往另一只烧杯中加入 30cm3 CuSO4 溶液，插入连有铜导线的铜片，用盐桥把 2 只烧杯中的溶液连通，即组成了原电池。 取一张滤纸放在表面皿上并以 NaCl 溶液润之，再加入 1 滴酚酞指示剂。将上述原电池两极上的铜导线的两端隔开一段距离并均与滤纸接触 。数分钟后，观察滤纸上导线接触点附近颜色的变化。 试写出电解池两电极上的反应，并说明导线接触点附近颜色变化的原因。 4) 原电池电动势的测定 按下列所示装置原电池： Zn|ZnSO4 (0.1000mol · dm -3 ) ┊┊ CuSO4 (0.1000 mol · dm -3 )|Cu 用酸度计测定其电动势，共测两次，分别记录数据，取其平均值为 Cu-Zn 原电池的电动势值。 5) 电极电势的测定及影响电极电势的因素 1) Zn2+ /Zn 电极电势的测定 按下列所示装置原电池： Zn|ZnSO4 (0.1000mol · dm-3 ) ┊┊ 饱和 KCl |Hg2Cl2 (s)|Hg(Pt) 即将 Zn 片和甘汞电极插入 ZnSO4 (0.1000 mol · dm -3 ) 溶液中，组成一个 Zn-Hg 原电池，测其电动势，记录测定的数值及实验时的室温 t ℃，然后计算 Zn 2+ /Zn 的电极电势。 饱和甘汞电极的电极电势： E 甘汞 =0.2410V-0.00065(t-25)V 2) Cu2+ /Cu 电极电势的测定 按下列所示装置原电池： (Pt)Hg|Hg2Cl2 (s)|KCl( 饱和 ) ┊┊ Cu2+ (0.1000 mol · dm-3 )|Cu 即将 Cu 片和甘汞电极插入 CuSO4 (0.1000 mol · dm-3 ) 溶液中，组成一个 Hg-Cu 原电池，测其电动势，记录测定的数值及实验时的室温 t ℃，然后计算 Cu2+/Cu 的电极电势。 3) 浓度对电极电势的影响 取出甘汞电极，在 CuSO4 溶液中缓缓倒入 NH3 · H2O(6 mol · dm-3 ) ，并不断搅拌至生成沉淀又溶解 ( 即生成深蓝色溶液： Cu2+ +4NH3 =[Cu(NH3 )4]2+ ) 为止。测量此时的电动势，并计算此时 Cu2+ /Cu 的电极电势。 6) 金属腐蚀与防护 1) 腐蚀原电池的形成 取纯锌一小块，放入装有 2~3cm 3 0.1 mol · dm -3 HCl 溶液的试管中，观察现象。再取一根铜丝插入试管内与锌块接触，观察现象 ( 注意气泡发生的地方 ) 。写出反应式并加以解释。 2) 差异充气腐蚀 向用砂纸磨光的铁片上滴 1~2 滴自己配制的溶液 (1cm 3 NaCl+2 滴 K 2 [Fe(CN) 6 ]+2 滴 1% 酚酞溶液 ) ，观察现象，静置约 3~5min 后再仔细观察液滴不同部位所产生的颜色，为什么？写出有关反应式。 3) 金属腐蚀的防护 缓蚀剂法：在 2 支试管中各加入 2cm 3 HCl 溶液，并各加入 2 滴 K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶液，再向其中一试管中加入 10 滴六次