第9章 原电池和氧化还原反应

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1、1.氧化还原的基本概念——氧化数2.氧化还原方程式的配平3.原电池和电极电势4.表示电极电势的能斯特方程5.电极电势的应用6.氧化还原滴定法第九章原电池和氧化还原反应氧化：失电子还原：得电子氧化还原反应的实质是电子的转移。Ox1+Red2=Red1+Ox2氧化还原反应可看作是两个“半反应”之和：Ox1+ne=Red1（还原半反应）Red2-ne=Ox2（氧化半反应）氧化还原的基本概念——氧化数e氧化数是指某元素一个原子的表观电荷数。氧化数升高即被氧化，氧化数降低即被还原。确定氧化数的一般原则：任何

2、单质中元素的氧化数等于零，H2Cl2Ne。多原子分子中，所有元素的氧化数之和等于零。单原子离子的氧化数等于它的电荷数。多原子离子中所有元素的氧化数之和等于该离子的电荷数。氧化还原的基本概念——氧化数共价化合物可按元素电负性的大小，把共用电子对归属于电负性较大的那个原子。氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在金属氢化物，如NaH、CaH2中，氧化数是-1。氧在化合物中的氧化数为-2，但在过氧化物，如H2O2、Na2O2中，氧化数为-1。在超氧化物，如KO2中，氧化数为-1/2。在氟氧化物，如OF2中，

3、氧化数为+2。氟在化合物中的氧化数为-1。氧化还原的基本概念——氧化数例：K2Cr2O7Cr-----Fe3O4Fe-----Na2S2O3S------Na2S4O6S------氧化还原的基本概念——氧化数+6+8/3+2+5/2有时，元素具体以何种物种存在并不十分明确。如盐酸溶液中，铁除了以Fe3+存在外，还可能有FeOH2+,FeCl2+,FeCl2+,…等物种存在，这时常用罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。1.氧化数法2.离子电子法氧化还原方程式的配平原则：还原剂氧化数升高数和

4、氧化剂氧化数降低数相等。1.确定反应物和产物的化学式；2.找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化；3.根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，确定氧化剂、还原剂的系数；4.配平反应前后氧化数无变化的原子数（先配除H和O外的原子，再加H2O进行平衡）。氧化还原方程式的配平——氧化数法写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与H2O2的反应还原产物：MnSO4氧化产物：O2写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应氧化还原方程式的配平——氧化数法原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。1.确

5、定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）；2.写出还原剂的氧化半反应和氧化剂的还原半反应；3.配平半反应：根据反应条件（酸、碱介质），加入H+或OH-以及H2O，使方程式配平（反应前后原子数和电荷数不变）；4.根据得失电子数相等的原则合并2个半反应。氧化还原方程式的配平——离子电子法左边右边酸性介质多1个O加2个H+缺1个H加1个H+加相应的H2O碱性介质多1个H加1个OH–缺1个O加2个OH-加相应的H2O酸性介质中配平的半反应方程式里不应出现OH–；碱性介质中配平的半反应方程式里不应出现H+。

6、氧化还原方程式的配平——离子电子法写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与H2O2的反应氧化剂：MnO4-被还原为Mn2+还原剂：H2O2被氧化为O2还原半反应：氧化半反应：按得失电子数相等的原则合并：氧化还原方程式的配平——离子电子法1.原电池2.电极电势3.标准电极电势4.电池电动势和化学反应Gibbs自由能的关系5.原电池反应的标准平衡常数原电池和电极电势原电池在CuSO4溶液中放入一片Zn片，由于金属Zn比Cu活泼，将发生下列氧化还原反应：2e原电池原电池由两个半电池组成。阳极阴极负极正极

7、原电池的书写原电池1.左边为负极，起氧化作用，是阳极；2.“

8、”表示相界面，“┆”表示半透膜，“

9、

10、”或“”表示盐桥3.需注明温度，不注明就是298.15K；5.气体需注明压力；溶液需注明浓度。右边为正极，起还原作用，是阴极。4.需注明物态；原电池的书写原电池6.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是用镀有铂黑的铂电极。根据电池表示式写出电池半反应(电极反应式)与总反应：原电池双电层本体溶液电极电势负值任何一个电极的电极电势的绝对值都是无法测量的。因为只能测定两个电极组成的电池的电动势

11、，即测量结果是两个电极的电极电势之差。但是，我们可以选定某种电极作为基准（标准电极），规定它的电极电势为零。将待测电极与标准电极组成一个原电池，通过测定该电池的电动势，即可得出相对电极电势。标准电极电势规定298.15K时用镀铂黑的金属铂导电标准电极电势1.标准氢电极显然，以标准氢电极为负(阳)极，待测电极为正(阴)极，所组成的电池的电动势（用符号E表示）即为待测电极的电极电势（氢标还原电极电势），用符号表示。标准电极电势标准氢电极使用不方便，实际往往使用甘汞电极作为二级标准电极。