13实验十三 氧化还原反应与电极电势ppt（课件）- 《无机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

氧化还原反应 与电极电势 1 2.熟悉 熟悉浓度、酸度、温度、催化剂对氧化还原反应的方向、产物、速度的影响。 3.了解 了解原电池装置。 掌握电极电势对氧化还原反应的影响。 1.掌握 一、实验目的 二、实验原理 氧化剂和还原剂的相对强弱，可根据它们的电极电势φ 值的相对大小来衡量：φ 值越大，电对中氧化型物质的氧化能力越强；φ值越小，电对中还原型物质的还原能力越强。 当氧化型或还原型物质的浓度、酸度改变时，电极电势φ值发生改变，引起电动势E发生改变，还可能导致氧化还原反应方向的改变。 根据能斯特方程： 二、实验原理 原电池是利用氧化还原反应把化学能转变为电能并产生电流的装置。原电池的电动势计算如下： E>0，氧化还原反应正向进行； E<0，氧化还原反应逆向进行； E=0，反应处于平衡状态。 三、仪器与试剂 1.仪器：胶头滴管，烧杯（50mL，100mL），试管，试管架，U形管，伏特计，表面皿，洗瓶，玻棒，水浴锅。 2.试剂：实验所需酸、碱、盐溶液，NH4F固体，(NH4)2S2O8固体。 四、实验步骤 1.电极电势与氧化还原反应 1) 取1支试管，加入10d 0.1 mol·L-1的KI溶液和2d 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液，混匀后加入10d CCl4，充分振荡，观察CCl4层的颜色。 2) 取1支试管，加入10d 0.1 mol·L-1的KBr溶液和2d 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液，混匀后加入10d CCl4，充分振荡，观察CCl4层的颜色。 3) 取2支试管，分别加入1mL Br2水或I2水，然后各加入10d 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液，混匀，观察现象？再各加入1d 0.1 mol·L-1 NH4SCN溶液，又有何变化？ 四、实验步骤 2.浓度和酸度对电极电势的影响 1) 浓度的影响 (-)Zn｜Zn2+(1 mol·L-1)‖Cu2+(1 mol·L-1)｜Cu(+) (1) 组装Cu-Zn原电池，读出伏特计读数。 (2))取出盐桥，在CuSO4溶液中滴加适量浓NH3∙H2O溶液，并不断搅拌，至生成的沉淀溶解而形成深蓝色溶液，放入盐桥，观察伏特计有何变化。 (3)再取出盐桥，在ZnSO4溶液中滴加适量浓NH3∙H2O溶液，并不断搅拌，至生成的沉淀溶解而形成无色溶液，放入盐桥，观察伏特计有何变化。 四、实验步骤 2.浓度和酸度对电极电势的影响 2) 酸度的影响 (-)Fe｜Fe2+(c1)‖Cr2O72-(c2),Cr3+(c3),H+(c4)｜C(+) (1) 组装原电池，读出伏特计读数。 (2))向盛有K2Cr2O7的溶液中，慢慢加入 1 mol·L-1 H2SO4溶液，观察伏特计示数有何变化？再向K2Cr2O7溶液中逐滴加入6 mol·L-1 NaOH溶液，观察伏特计示数又有何变化？ 四、实验步骤 3.浓度和酸度对氧化还原反应产物的影响 1) 浓度的影响 取2支试管，各放入一粒锌粒，再加入1mL 浓HNO3和1 mol·L-1HNO3溶液，观察现象。浓HNO3的还原产物可通过观察生成气体的颜色来判断；稀HNO3的还原产物可用气室法检验溶液中是否有NH4+离子生成。 2) 酸度的影响 在3支试管中各加入10滴 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液，再各加入10滴 1 mol·L-1H2SO4、H2O、6 mol·L-1 NaOH溶液，摇匀后，再向3支试管中各加入2滴0.001 mol·L-1KMnO4溶液。观察3支试管中反应产物有何不同？ 四、实验步骤 4.浓度和酸度对氧化还原反应方向的影响 1) 浓度的影响 (1)取1支试管，加入1mL H2O、1mL CCl4和1mL 0.1 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液，摇匀后，再加入1mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡，观察CCl4层的颜色。 (2)取1支试管，加入1mL CCl4、1mL 0.1 mol·L-1FeSO4和1mL 0.1 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液，摇匀后，再加入1mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡，观察CCl4层的颜色。与实验(1)中CCl4层颜色有何区别？ (3)在以上2支试管中，分别加入少许NH4F固体，振荡后，观察CCl4层颜色变化。 四、实验步骤 4.浓度和酸度对氧化还原反应方向的影响 2)酸度的影响 取1支试管，加入5滴0.1 mol·L-1Na3AsO4溶液，再加入5滴I2溶液，观察溶液颜色。然后加入几滴2mol·L-1 HCl溶液，有何变化？再加入40% NaOH溶液，又有何变化？ 5.酸度、温度和催化剂对氧化还原反应速度的影响