无机及分析化学 教学课件 作者 王秀彦 马凤霞 主编第八章 电极电势与氧化还原平衡.ppt

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1、第八章电极电势与氧化还原平衡1第一节氧化还原反应的基本概念及配平化合价：氧化还原反应中得失电子数，只能为整数。氧化数：得失电子或平均化合价。可以为整数或分数。CrOOOOO例如：CrO5中Cr的氧化数为正10，但是从右图所示的结构式中，可以看出Cr的化合价为正6。这是Cr的最高价态，等于其所在的族数。2例配平电对Cr2O72－/Cr3＋的电极反应式。1）将氧化数有变化的原子配平Cr2O72－——2Cr3＋2）在缺少n个氧原子的一侧加上n个H2O,Cr2O72－——2Cr3＋＋7H2O3）在缺少n个氢原子的一侧加上n个H＋，平衡氢原子Cr2O72－＋14H＋——2Cr3＋

2、＋7H2O4）加电子以平衡电荷，完成电极反应式的配平Cr2O72－＋14H＋＋6e＝2Cr3＋＋7H2O电极反应式的配平原则：方程式两边的原子数和电荷相等。3例配平氧化还原反应方程式MnO4－＋H2SO3——Mn2＋＋SO42－1）写出两个半反应并配平MnO4－＋8H＋＋5e＝Mn2＋＋4H2OSO42－＋4H＋＋2e＝H2SO3＋H2O2）调整计量数，使得失e数相等后，两式相减，得2MnO4－＋5H2SO3＝2Mn2＋＋5SO42－＋4H＋＋3H2O4CI2N00231.jpg5CI2N00232.jpg6CI2N00233.jpg7第二节原电池与电极电势1.原电池：

3、将化学能转变成电能的装置称为原电池。负极Zn＝Zn2＋＋2e正极Cu2＋＋2e＝Cu电池反应：Zn＋Cu2＋＝Cu＋Zn2＋CI4N00092.swf原电池8将饱和的KCl溶液灌入U形管中，用琼胶封口，倒架在两池中。由于K＋和Cl－的定向移动，使两池中过剩的正负电荷得到平衡，恢复电中性。于是两个半电池反应乃至电池反应得以继续，电流得以维持。2.盐桥CI4D00068.swf93.电池符号例如Cu－Zn电池符号(–)ZnZn2＋(1mol·dm－3)‖Cu2＋(1mol·dm－3)Cu(＋)左边负极，右边正极；两边的Cu，Zn表示极板材料；离子的浓度，气体的分压要在（

4、）内标明。‘’代表两相的界面；‘‖’代表盐桥。盐桥连接着不同电解质的溶液或不同浓度的同种电解质的溶液。10电极电势和电动势1.电极电势Cu－Zn电池中，为什么电子从锌片流向铜片？为什么Cu为正极，Zn为负极？或者说为什么铜片的电势比锌片的高？这是我们首先要回答的问题。CI2N00221.jpg112原电池的电动势电极电势E表示电极中极板与溶液之间的电势差。当盐桥将两个电极的溶液连通时，认为两溶液之间的电势差被消除，则两电极的电极电势之差即原电池的电动势。用E池表示电动势，则有E池＝E＋－E－标准状态时电池的标准电动势有Eө池＝Eө＋－Eө－例如：(–)ZnZn2＋(

5、1mol·dm－3)‖Cu2＋(1mol·dm－3)Cu(＋)Eө池＝Eө＋－Eө－＝0.34－(－0.76)＝1.10V123.标准氢电极:涂满铂黑铂丝作为极板，插入到H＋(1mol·dm－3)溶液中，并向其中通入H2(1.013105Pa).标准氢电极示意图氢电极的半反应为2H＋＋2e＝H2符号Pt

6、H2(p)

7、H＋(c)CI4N00088.swf13＝0.34V＋0V＝0.34V例如：标准氢电极与标准铜电极组成的原电池。(－)Pt

8、H2(p)

9、H＋(1mol·dm－3)‖Cu2＋(1mol·dm－3)

10、Cu(＋)测得该电池的电动势Eө池＝0.34V，由公

11、式Eө池＝Eө＋－Eө－得Eө＋＝Eө池＋Eө－144.其它类型的电极电极类型电对电极Me—Men+电极Zn2+/ZnZn∣Zn2+A—An-电极Cl2/Cl-Cl-，Cl2∣Pt氧化还原电极Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+∣PtMe—难溶盐电极AgCl/AgAg∣AgCl,Cl-15甘汞电极：实际测量非常重要的一种电极，标准氢电极使用不多，原因是氢气不易纯化，压强不易控制，铂黑容易中毒。电极反应Hg2Cl2＋2e＝2Hg＋2Cl－符号Pt

12、Hg

13、Hg2Cl2

14、KCl标准电极电势Eө＝0.268V饱和甘汞电极电势E＝0.2415VCI2N00218.jpg165.标

15、准电极电势表在电极反应中，左侧是氧化数高的物质，称为氧化型；右侧是氧化数低的物质，称为还原型。CI2N00215.jpgCI2N00216.jpg17在电对中只写出氧化数有变化的物质，如Cr2O72－/Cr3＋Cr2O72－＋14H＋＋6e＝2Cr3＋＋7H2O＝1.23V电极反应的通式氧化型＋ze＝还原型按照Eө值增大的顺序列表即标准电极电势表。18电极电势表说明：(1)电极电势高，其氧化型的氧化能力强；电极电势低其还原型的还原能力强。(2)标准电极电势表是酸介质中的表。(3)碱介质中另有一张标准电极电势表。例如2H2O＋2e＝H2＋2