6 氧化还原反应（课件）- 《无机化学》同步教学（清华大学版）

第6章 氧化还原反应 本章主要内容 6. 2 电极电势 6. 4 元素电势图和电势-pH图 6.1 原电池 6. 3 电极电势的应用： 电动势的计算 氧化剂和还原剂强弱的比较 反应方向和限度的判定 平衡常数的计算 反应的过程: 氧化 - e Zn – 2e Zn2+ Cu2+ +2e Cu 还原 +e 氧化型 Ox 还原型 Red Zn CuSO4 氧化数 氧化型 (相对Zn而言) 还原型 (相对Cu2+而言) 氧化数 Zn2+ / Zn 氧化还原电对的关系： Ox / Red 氧化还原电对( 偶 ) Cu2+ / Cu 借助氧化还原反应将化学能转变为电能的装置 原电池 Zn CuSO4 Red1 Ox2 Red2 Ox1 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ 氧化型(Ox) + ne- 还原型(Red) 氧化 还原 2e 盐桥： ①构成原电池的通路 K+、Cl-可以自由流动， 琼脂制成的动胶不能自 由流动。 ②维持溶液的电中性 铜——锌原电池 作用： 6.1 原电池 使氧化还原反应 产生电流的装置 装有饱和KCl(或KNO3 )溶液和琼脂制成 动胶的 U型玻璃管 特点： 现象： ①检流计指针发生偏转 ②锌板上有 Zn溶解 金属导线上有电流通过 铜板上有Cu 析出 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 电极反应： 负极： 电池反应： Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ 正极： Zn –2e Zn2+ Cu2+ + 2e Cu 原电池符号(电池组成式)： (-)Zn | Zn2+(c1) || Cu2+(c2) | Cu(+) 盐桥 相界面 正极写在右边 负极写在左边 书写方法 ◆半电池中的同相不同物质用“，”隔开； Sn4+(c1)， Sn2+(c2) | Pt (+) ◆电极反应中的沉淀、气体或纯液体，写在电极 一边，并用“，”与电极隔开； ◆电极反应中无金属存在，必须用Pt或C（石墨） 起导电作用； Cl-(c) | Cl2(p) , Pt Pt , I2(s) | I-(c) ◆电极反应中的介质（H+，OH-）或沉淀剂、配位剂，写在有关半电池中。 Cr2O72- (c1)， Cr3+(c3) ，H+(c2) | Pt (+) Ag，AgCl(s) | Cl-(c) 例题6-1 将下列氧化还原反应设计成原电池， 并写出它的原电池符号。 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O Cr2O72- + 14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O 解： 原电池的正极： 负极： Fe2+ = Fe3+ + e- 原电池符号为： ( - ) Pt Fe2+ ( c1) Fe3+ ( c2) ， Cr2O72- (c3) Pt ， ( + ) ， H+(c4) Cr3+(c5) 例题6-2 根据下列的原电池符号写出此电池的电极反应和电池反应。（-）Pt，I2 (s) | I- (c1) || MnO4- (c2)，H+(c3)，Mn2+(c4) | Pt（+） 10I- + 2MnO4- + 16H+ = 5I2 + 2Mn2+ + 8H2O 解：由电池符号可知电极反应： 负极 2I- = I2 + 2e- 正极 MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O 电池反应： 半电池：由同一元素不同氧化数的两种物质组成 原电池：由两个“半电池”通过盐桥连接而成 M Mn+ 两种倾向 -e ＞ +e -e ＜ +e M – ne- → Mn+ Mn+ + ne+ → M M Mn+ + ne- 产生了电势差　　　　　 6.2.1 电极电势的产生 6.2 电极电势 金属 溶液 产生 正负双电层 6.2.2 电极电势的测定 标准电极电势 国际纯粹和应用化学学会（IUPAC）规定： 指定温度， 离子浓度为1mol·dm-3， 气体分压为100kPa， 固体、液体为纯物质时的电极电势。 以氢电极作为标准， 硬性规定： E = E+ - E- E (H+/H2）= 0.000V Pt ，H2(100kPa) | H+ (1.0mol·dm-3) 电对：H+/H2 电极反应： 1. 标准氢电极(SHE) 电极符号： 2H+(aq) + 2e H2(g