《氧化还原和电化学》PPT课件

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1、氧化还原反应与电化学电化学是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中有关规律的科学。电化学工业已成为国民经济的重要组成部分。简介氧化还原反应是化学反应中最重要的一类,反应的基本特点是在反应物之间发生电子的传递，即反应物的原子或离子发生氧化数改变。1.氧化还原及氧化数的基本概念；氧化还原反应方程式的配平；2.电极的种类及表示方法；电极反应方程式的书写；3.原电池及电解池的表示方法；原电池及电解池中电极符号；电池反应的书写方法；4.电解过程法拉第定律，电流效率及有关计算；本部分所要掌握的主要内容5.电极电势及标准电极电势的概念及影响因素；6.氧化剂、还原剂强弱的判断；氧化还原反

2、应方向的判断；7.电解与电镀过程的基本概念，电解过程析出物质的顺序；8.一些常见化学电源9.金属电化学腐蚀的原理及基本防腐方法。本部分所要掌握的主要内容一、氧化还原反应1.氧化与还原氧化本来是指物质与氧化合，还原是指从氧化物中去掉氧恢复到未被氧化前的状态的反应。任何一个氧化还原反应都可看作是两个半反应之和。例如，铜的氧化反应可以看成是下面两个半反应的结果：Cu(s)-2e-=Cu2+½O2(g)+2e-=O2-“失去”一词并不意味着电子完全移去。当电子云密度远离一个原子时，该原子即是氧化。这是氧化还原反应意义的进一步扩展。氧化还原反应——氧化与还原它们的代数和即是总的反应。

3、金属铜失去电子，变成铜离子，铜被氧化；氧得到电子，变成氧离子，氧被还原。因此，氧化和还原可定义为：氧化是失去电子，还原是得到电子。2.氧化还原电对氧化还原反应——氧化还原电对我们把一个还原型物种(电子给体)和一个氧化型物种(电子受体)称为氧化还原电对：在书写半反应时，要把电对的氧化型物种写在左边，还原型物种写在右边。氧化型+ze-还原型氧化还原反应——氧化还原电对对于Fe2＋，当它作为还原剂和氧化剂物种时，书写半反应时分别出现在不同一侧：Fe3+(aq)+e-Fe2+(aq)Fe2+(aq)+2e-Fe(s)还原剂和氧化剂之间的反应是一个氧化还原反应。氧化剂氧化其他物质，它

4、本身得到电子被还原；还原剂还原其他物质，它本身失去电子被氧化。3.元素的氧化数指某元素一个原子的荷电数，这种荷电数是假设把每个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。氧化还原反应——元素的氧化数确定氧化数的一般原则是：氧化还原反应——元素的氧化数a.任何形态的单质中元素的氧化数等于零。b.多原子分子中，所有元素的氧化数之和等于零。c.单原子离子的氧化数等于它所带的电荷数。多原子离子中所有元素的氧化数之和等于该离子所带的电荷数。氧化还原反应——元素的氧化数d.在共价化合物中，可按照元素电负性的大小，把共用电子对归属于电负性较大的那个原子，然后再由各原子的电荷数确定它们的氧

5、化数。e.氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在金属氢化物中，氢的氧化数为-1。氧在化合物中的氧化数一般为-2，但在过氧化物为-1,在超氧化物中为-1/2。f.氟在化合物中的氧化数皆为-1。4.氧化还原方程式的配平氧化还原反应——氧化还原方程式的配平以高锰酸钾和氯化钠在硫酸溶液中的反应为例，说明用氧化数法配平氧化还原反应方程式的具体步骤。a.根据实验确定反应物和产物的化学式：KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4+H2Ob.找出氧化数升高及降低的元素。锰的氧化数降低5；氯的氧化数升高1，氯气以双原子分子的形式存在，NaCl的化学计量数至

6、少应为2；氧化还原反应——氧化还原方程式的配平KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4氧化数降低5氧化数升高2+H2Oc.计算氧化数降低与升高的最小公倍数，上述反应式中5和2的最小公倍数为10，可知高锰酸钾的系数为2，而氯气的系数为5，氯化钠的系数为10:氧化还原反应——氧化还原方程式的配平KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4氧化数降低5×2氧化数升高2×5+H2Od.配平反应前后氧化数没有变化的原子数。e.最后核对氧原子数。该等式两边的氧原子数相等，说明方程式已配平。氧化还原反应——氧化还原方

7、程式的配平2KMnO4+10NaCl+8H2SO4=5Cl2+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O二、原电池和电极1.原电池在硫酸铜溶液中放入一片锌，将发生下列氧化还原反应：这个反应同时有热量放出，这是化学能转变为热能的结果。这一反应也可在图1所示的装置中进行。Zn+Cu2+=Zn2++Cu图1铜锌原电池原电池和电极——原电池这种装置能将化学能转变成为电能，称为原电池。KCl(aq)原电池和电极——原电池在两电极上进行的反应分别是：负极反应：Zn=Zn2++2e-(氧化反应)正极反应：Cu2++2e-