第七章 氧化还原反应和电化学

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1、第七章氧化还原反应和电化学§7.1氧化还原反应方程式配平§7.2电化学电池与电极电势§7.3影响电极电势的因素§7.4电极电势的应用*§7.5电解*§7.6金属的腐蚀与防护起先2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)与氧结合后来Mg→Mg2++2e电子转移现在2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l)电子偏移7.1.1氧化与还原氧化还原概念的发展覆盖范围扩大氧化(oxidation)：氧化数增加的过程还原(reduction)：氧化数降低的过程氧化剂(oxidizingagent)：得到电子的物质还原剂(reducinga

2、gent)：提供电子的物质氧化还原反应（Oxidation-reductionreaction,或Redoxreaction):指电子由还原剂向氧化剂转移的反应。升失氧，还原剂；降得还，氧化剂氧化数：是指某元素的一个原子的电荷数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。7.1.2氧化数确定氧化数的规则⑴离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。⑵共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的原子，两原子的形式电荷数即为它们的氧化数。⑶单质中，元素的氧化数为零。⑷中性分子之中，各元素原子的氧化数

3、的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。⑸氢的氧化数一般为+1，在金属氢化物中为-1，如。⑹氧的氧化数一般为-2，在过氧化物中为-1，如　　　　　　　　在超氧化物中为-0.5，如在氧的氟化物中为+1或+2，如例：整个反应被氧化的元素氧化值的升高总数与被还原的元素氧化值的降低总数相等。(2)配平步骤1、氧化数法(1)配平原则●写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原过程的有关原子上方标出氧化值。以氯酸与磷作用生成氯化氢和磷酸的反应为例：+50-1+5HClO3+P4HCl+H3PO47.1.3氧化还原反应方程式的配

4、平●计算相关原子氧化值上升和下降的数值。例如,本例中Cl原子氧化数上升值为6[(-1)－(+5)]，4个P原子氧化数下降值为20{[(+5)－0]×4}。●用下降值和上升值分别去除它们的最小公倍数,即得氧化剂和还原剂的化学计量数。本例中氧化剂和还原剂的化学计量数为10和3：10HClO3+3P410HCl+12H3PO4●平衡还原原子和氧化原子之外的其他原子,在多数情况下是H原子和O原子。10HClO3+3P4+18H2O10HCl+12H3PO4配平铜与稀硝酸反应的方程式:Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO3Cu+2H

5、NO33Cu(NO3)2+2NO平衡N原子：3Cu+2HNO3+6HNO33Cu(NO3)2+2NO反应式左边多出8个H原子，右边应添加4个H2O分子,并将HNO3的系数合并，而且检查O原子也平衡的：3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O例：2、离子-电子法配平原则：(1)电荷守恒：得失电子数相等。(2)质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。配平步骤：（1）用离子式写出主要反应物和产物（气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式）。（2）将反应分解为两个半反应式，并配平两个半反应的原子数及电荷数。（3）根据电荷守

6、恒，以适当系数分别乘以两个半反应式，然后合并，整理，即得配平的离子方程式；有时根据需要可将其改为分子方程式。例：配平解：①×5+②得①②①×28+②×3得②①例：配平方程式酸性介质：多n个O+2n个H+，另一边+n个H2O碱性介质：多n个O+n个H2O，另一边+2n个OH-中性介质：左边多n个O+n个H2O，右边+2n个OH-右边多n个O+2n个H+，左边n个H2O一种配平H+、OH-和H2O的方法：§7.2原电池与电极电势7.2.1原电池7.2.2电极电势7.2.1原电池工作状态的化学电池同时发生三个过程：●两个电极表面分

7、别发生氧化反应和还原反应●电子流过外电路●离子流过电解质溶液氧化反应还原反应氧化反应还原反应作用：●让溶液始终保持电中性,使电极反应得以继续进行通常内盛饱和KCl溶液或NH4NO3溶液(以琼胶作成冻胶)。盐桥(Saltbridge)实际电池中，并没有盐桥，而是用隔膜将两个电极反应分开‖书写原电池符号的规则：⑴负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示。⑵半电池中两相界面用“”分开，同相不同物种用“，”分开，溶液、气体要注明ci，pi。⑶纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“，”分开。原电池的书写规则‖例：将下列反应

8、设计成原电池并以原电池符号表示常见电极类型●金属-金属离子电极Zn2++2e-Zn电极反应电极符号Zn(s)∣Zn2+(aq)●气体-离子电极2H+(aq)+2e-H2(g)电极反应电极符号Pt∣H2(g)∣H+(aq)●金属-金属难溶盐电极●氧化还原电极或浓差电极Pt∣Fe3+(aq,c