无机化学中常见图形简介(有).ppt

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1、元素电势图及其应用自由能－温度图溶解度－pH图自由能－氧化态图电势－pH图无机化学常用性质图介绍一.元素电势图及其应用一种元素的不同氧化态物种按照其氧化态由低到高从左到右的顺序排成图式，并在两种氧化态物种之间标出相应的标准电极电势值。这种表示一种元素各种氧化态之间标准电极电势的图式称为元素电势图，又称拉蒂默图。如碘在酸性溶液中的电势图为：若相邻电对的φθ值符合φ右θ>φ左θ，则中间物质发生歧化反应，生成两头物质。如Cu＋在水溶液中不能稳定存在，发生歧化反应生成Cu2＋和Cu。(1)判断元素各种

2、氧化态的相对稳定性(判断是否能发生岐化)若φ左θ>φ右θ，则两边的个体不稳定，可发生逆歧化反应。如在进行实验时，为防止Fe2＋被氧化，常加入铁钉。2Cu+=Cu2＋+Cu正极：Cu+/Cu负极：Cu2+/Cu+2.求未知电对的电极电势ø(ni)1ø,n12ø,n23ø,n34ø,n4iø,niA——B——C——D——E——Gi=1rG=rGI-nF=-niFi(2)判断哪些物种可以歧化?例题：已知Br的元素电势图如下(1)求ø1、ø2和ø3(3)Br2(l)和Na

3、OH(aq)混合最稳定的产物是什么？写出反应方程式并求其Kø。3BrO---2Br1.0774Br0.4556BrO0.6126ø1ø2ø3(4)计算Br2(l)能歧化的最低pH。解：(1)ø1ø2ø3(2)0.51960.7665---Br1.0774Br0.4556BrOBrO230.53572)aq(6OH)l(3Br+-能歧化BrO(3)-，不稳定。因为23O(aq)3H)aq(BrO)aq(5Br++--11.470.0592V0.5578V50.0592Vlg=×==nEK471

4、029.1×=K所以Br2与NaOH混合最稳定的产物BrO3-和Br-。2)aq(2OH)l(Br+-2O(aq)H)aq(BrO)aq(Br++--5.100.0592V0.6218V10.0592Vlg=×==nEKEθ＝1.0774-0.4556=0.6218V（4）Br2与NaOH混合的产物BrO3-和Br-。正极：Br2→Br-φo=1.0774负极：Br2→BrO3-φo=0.5196电极反应:BrO3－＋5e＋3H2O＝1/2Br2(l)＋6OH-电对BrO3－/Br2的电极电势受溶液pH

5、值影响φ＝φθ＋lg(1/[OH-]6)0.05925＝0.5196＋lg(1/[OH-]6)=1.07740.05925pOH=7.85pH=6.15根据某一电对的电极电势越大，则氧化态物质的氧化能力越强，相应的还原态物质的还原性越弱的原理。(3)判断元素处于不同氧化态时的氧化还原能力则作为氧化剂，Fe3＋的氧化能力大于Fe2＋(+0.771>-0.440)；作为还原剂，Fe的还原能力大于Fe2＋(-0.440<+0.771)。对于Cu元素,Cu＋的氧化能力大于Cu2＋(0.521>0.153)，Cu

6、的还原能力小于Cu＋。为了只使V(Ⅱ)稳定存在于体系，必须保证其它钒的氧化态形式不可能存在。在生产及研究中，常常要求在系统中只能允许某元素的某一氧化态稳定存在于溶液，即通过选择某一合理的氧化剂或还原剂来达到目的。在钒的系统中欲只使V(Ⅱ)稳定存在，有Zn、Sn2＋和Fe2＋三种还原剂，应选择哪一种？若Fe2+为还原剂：0.771<1.00，但0.771>0.71所以V(IV)、V(IIII)和V(II)都能存在；若Sn2＋为还原剂：0.15<1.00,0.15<0.71,但0.15>-0.20,所以V(

7、IIII)和V(II)能存在；若Zn为还原剂：-0.76<1.00,-0.76<0.71,-0.76<-0.20,所以V(II)能存在.H2O2先将I－氧化为I2，再将I2继续氧化，最终产物是IO3－；3H2O2＋I－＝IO3－＋3H2OH2O2将部分I－氧化为I2，生成的I2与足量的I－生成I3－离子；H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋3H2OI2＋I－＝I3－H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋3H2O(1)当I－的量很少，H2O2过量时：(2)当I－过量，H2O2的量不足时：(3)当控制用量n(H2O2

8、)∶n(I－)＝1∶2时：(4)对氧化还原的产物作分析判断由电势图判断H2O2与I－发生氧化还原反应的产物?IO3-+H2O2===I2+O23H2O2＋I－＝IO3－＋3H2O即H2O2被催化分解例：根据下列电势图φAθ/VMnO4－MnO2Mn2＋IO3－I2I－写出当溶液的pH＝0时，在下列条件下，KMnO4和KI反应的方程式：(1)MnO4－过量；(2)KI过量。＋1.69＋1.23＋1.19＋0.535＋1.506＋1.08解：(