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1、第六章氧化还原反应第一节氧化还原反应的基本概念一、氧化数基本概念假设把化合物中成键的电子都归电负性更大的原子,从而求得原子所带的电荷数,此电荷数即为该原子在该化合物中的氧化数。如确定氧化数的规则(1)单质中,元素的氧化数为零(2)在电中性的化合物中,所有元素的氧化数之和为零(2)离子的所有元素的氧化数之和等于该离子所带电荷数(3)氢NH3,NaH,LiAlH4(4)氧一般化合物、过氧化物、超氧化物、OF2例Fe3O4、Na2O2、KO2(5)氟:在化合物中的氧化数均为-1二、氧化还原反应的概念氧化还原反应:在化学反应过程中,元素
2、的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的反应氧化:氧化数升高的过程还原:氧化数降低的过程还原剂:氧化数升高的物质氧化剂:氧化数降低的物质Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Zn–2e=Zn2+Cu2++2e=Cu氧化态+2e=还原态2e三、氧化还原方程式的配平KMnO4+HCl—MnCl2+Cl2写出离子反应方程式MnO4-+Cl-—Mn2++Cl2拆分成氧化和还原半反应MnO4-—Mn2+Cl-—Cl2配平半反应MnO4-+8H3O++5e—Mn2++12H2O2Cl-–2e—Cl2配平离子反应方程式2MnO4-+16H3O++10
3、Cl-—2Mn2++5Cl2+24H2O配平离子反应方程式2KMnO4+16HCl—2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O第二节原电池一、原电池的概念负极:Zn=Zn2++2e-正极:Cu2++2e-=Cu电池反应:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+原电池盐桥电极导体电对氧化型+ne-=还原型电对:氧化型/还原型金属-金属离子电极Ag++e-=Ag电极符号:Ag(s)
4、Ag+(c)Zn2++2e-=Zn电极符号:Zn(s)
5、Zn2+(c)气体-离子电极Cl2+2e-=2Cl-符号:Pt,Cl2(P)
6、Cl-(c)金属-金属难溶盐
7、电极AgCl(s)+e-=Ag+Cl-符号:Ag-AgCl(s)
8、Cl-(c)惰性金属电极Fe3++e-=Fe2+符号:Pt
9、Fe3+(c1),Fe2+(c2)二、电极类型和电极符号两相之间的界面Zn+Cu2+=Cu+Zn2+(-)Zn
10、Zn2+(c1)
11、
12、Cu2+(C2)
13、Cu(+)Ag++2Fe2+=2Fe3++Ag(-)Pt
14、Fe3+(c1),Fe2+(c2)
15、
16、Ag+(C3)
17、Ag(+)Fe+2H+=Fe2++H2(-)Fe
18、Fe2+(c1)
19、
20、H+(C2),H2(p),Pt(+)三、电池符号盐桥例:将反应6Fe2++C
21、r2O72-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O设计成原电池,并写出电池符号正极:Cr2O72-+6e-+14H+→2Cr3++7H2O负极:6Fe3++6e-→6Fe2+电池符号:(-)Pt
22、Fe3+(c1),Fe2+(c2)
23、
24、Cr2O72-(c3),Cr3+(c4),H+(c5)
25、Pt(+)四、由化学反应设计原电池写出电极反应确定正负极确定电极组成确定电池组成将反应Sn2++HgCl2→Sn4++Hg+2Cl-设计成原电池并写出电池符号。正极:HgCl2+2e→Hg+2Cl-负极:Sn4++2e→Sn2+电池符号:
26、(-)Pt
27、Sn4+,Sn2+
28、
29、Cl-
30、Hg-HgCl2(+)第三节电极电势一、原电池电极电势的产生++++++++++++------------金属插入其盐溶液中M(s)溶解析出Mn+(aq)+ne产生电极电势E,(伏特,v)参加电极反应的各物质的浓度均为1mol/L时的电极电势被称为标准电极电势。用符号Eθ表示二、标准氢电极和标准电极电势H2(g)=2H+(1.0mol·dm-3)+2e-Eθ=0.000V用标准氢电极与其他电极组成原电池,测电池的电动势EEθ=Eθ+–Eθ-EθZn2+/Zn=–0.7618VEθCu2
31、+/Cu=0.3419V同一物质,还原产物不同,Eθ不同MnO4-+4H++3e-=MnO2+2H2OEθ1=+1.69vMnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2OEθ2=+1.51v电极电势越大,氧化型得电子能力越强,还原型失电子能力越弱。电极电势越小,还原型失电子能力越强,氧化型得电子能力还原型失电子能力越弱。一个氧化还原反应必须在两个共轭氧化还原电对之间进行Cu2++2e-=CuEθCu2+/Cu=0.3419VZn2++2e-=ZnEθZn2+/Zn=–0.7618VZn+Cu2+=Cu+Zn2+反应介质不同,Eθ不
32、同MnO4-+2H2O+3e-=MnO2+4OH-EθB=+0.588vMnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2OEθA=+1.51v同一电极,Eθ大小与得失电子数目无关。Cl2+2e-=2Cl-EθA=+1.358v½Cl2+e-=Cl-EθA=+1.35