氧化还原反应与原电池

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1、第9章氧化还原反应与原电池学习内容：9.1氧化还原反应的基本概念9.2原电池9.3电极电势9.4电动势与反应的吉布斯自由能变9.5浓度对电极电势和电动势的影响9.6电极电势的应用9.7元素的电势图及其应用2006-81第9章氧化还原反应与原电池基本要求：1.了解氧化还原反应的基本概念2.掌握原电池的组成和表示3.掌握标准电极电势和标准电动势的定义和应用4.掌握能斯特方程的应用5.掌握电极电势的应用6.了解元素的电势图及其应用2006-829.1氧化还原反应的基本概念9.1.1元素的氧化数9.1.2氧化还原反应9.1.3氧化还原反应方程式的配平什么

2、是氧化？什么是还原？2006-839.1.1元素的氧化数1970年国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对氧化数作出定义：氧化数——某元素一个原子所带的形式电荷数原子的形式电荷数通过如下假设而得到：把含有该原子的化学键中的电子指定给电负性大的原子。元素的电负性——分子中原子吸引成键电子的能力在周期表中，同一周期从左到右元素的电负性增大；同一主族从上到下元素的电负性减小。2006-84确定元素氧化数的规则（1）单质中元素的氧化数为零。（2）分子中所有元素氧化数的代数和等于零。（3）单原子离子的氧化数等于该离子所带的电荷数；多原子离子中各元素氧化数的

3、代数和等于该离子所带的电荷数。（4）在化合物中，氧的氧化数一般为-2(在过氧化物如H2O2中为-1，在超氧化物如KO2中为-0.5，在氟氧化物如OF2中为+2)；氢的氧化数一般为+1(在金属氢化物如NaH中为-1)；氟的氧化数皆为-1。例题：确定下列物质中S元素的氧化数。H2S、S8、H2SO2、H2SO3、H2SO4、S2O32-、S4O62-、S2O82--20+2+4+6+2+2.5+72006-859.1.2氧化还原反应Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu氧化——失去电子的过程还原——得到电子的过程还原剂——失去电子的物质氧化剂——得到电

4、子的物质氧化还原反应——有电子得失的反应还原剂1+氧化剂2==氧化剂1+还原剂22006-86半反应及半反应式的书写一个氧化还原反应可分为两个半反应。例如氧化还原反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu氧化半反应：Zn=Zn2++2e还原半反应：Cu2++2e=Cu半反应的通式：氧化型+ne=还原型或：Ox+ne=Red书写时先写出氧化型物质和还原型物质，然后加入电子和介质离子、水等，使半反应式配平。例如：Cu2++2e=CuAgCl+e=Ag+Cl-MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2OClO3-+3H2O+6e=Cl-+6OH-2006

5、-87氧化还原电对半反应中氧化型物质与还原型物质之间也存在共轭关系，氧化型物质得到电子后转变为还原型物质，而还原型物质失去电子后转变为氧化型物质。氧化型物质(氧化剂)得到电子的能力越强，其还原型物质(还原剂)失去电子的能力就越弱。半反应中氧化型物质和还原型物质的组合称为氧化还原电对，用“氧化型/还原型”表示。例如：Cu2+/Cu；AgCl/Ag；MnO4-/Mn2+；ClO3-/Cl-。2006-88氧化还原反应的类型普通氧化还原反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+自身氧化还原反应：2KClO3=2KCl+3O2岐化反应：2Cu+=Cu+Cu2+

6、逆岐化反应：2Fe3++Fe=3Fe2+2006-899.1.3氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平根据得失电子数相等的原则，可用氧化数法或离子电子法进行。氧化数法适用于各种氧化还原反应的配平。离子电子法只限于水溶液中进行的反应(两个半反应均必须有离子存在)。离子电子法的优点是不需找出元素的氧化数，常用于半反应式的配平。掌握离子电子法！2006-810氧化数法配平步骤（不作要求）（1）写出反应物和生成物并将氧化数发生变化的元素先配平。KMnO4+2FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4（2）标出氧化数的变化

7、情况。+5eKMnO4+2FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4-2e（3）根据氧化剂氧化数降低值与还原剂氧化数升高值相等的原则，在相应的化学式前乘以适当的系数。2KMnO4+10FeSO4+H2SO4→2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4（4）配平反应前后氧化数没有变化的原子：一般先配平除氢和氧以外的其他原子数，然后再检查两边的氢原子数，必要时可以加水进行平衡。2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O（5）核对两边的氧原子数。2006-811离子电

8、子法配平步骤KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4（1）写出离子方程式。MnO4-+Fe2+→M