第十一章氧化还原反应
氧化还原电化学
(3) 离子电极 (―氧化还原”电极)
(4) 金属金属难溶盐电极 (例: 氯化银电极)
AgCl + e
Ag + Cl
Ag, AgCl (s) Cl (c)
原电池 锌锰干电池结构
正极: 石墨 (带铜帽)
负极: 锌 (外壳)
原电池 锌锰干电池放电反应
负极
(氧化反应): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e 正极 (还原反应): MnO2(s) + H+(aq) + e → MnO(OH)(s) 2 MnO(OH)(s) → Mn2O3(s) + H2O(l) 合并，得总的放电反应： Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l)
只适用于发生在水溶液中的氧化还原反应。
1. 将氧化还原反应分解为两个半反应，即氧化 和还原半反应。 2. 配平两个半反应。 3. 根据两个半反应得失电子总数相等的原则， 将两个半反应各乘以相应的系数再相加，即 得到配平的方程式。
[例] 稀 H2SO4 溶液中 KMnO4 氧化 H2C2O4， 配平此方程式。 [解] 2 MnO4 + 6 H+ + 5 H2C2O4 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
电极电位的产生“双电层模型”
M 活泼性↑, 或/和 Mn+(aq)浓度小生成左边的“双电层”。 M 活泼性↓, 或/和Mn+ (aq)浓度大生成右边的“双电层”。 教材 p.270 图11-3 Zn/Zn2+
+ + + + + + + + + + + +
无机及分析化学第十一章氧化还原滴定课后练习与答案
第十一章氧化还原平衡与氧化还原滴定法一、选择题1．在一个氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势值相差越大，则下列描述该氧化还原反应中正确的是（）A．反应速度越大 B．反应速度越小 C．反应能自发进行 D．反应不能自发进行2．在电极反应S2O32－＋2e SO42－中，下列叙述正确的是（）A．S2O32－是正极，SO42－是负极 B．S2O32－被氧化，SO42－被还原C．S2O32－是氧化剂，SO42－是还原剂 D．S2O32－是氧化型，SO42－是还原型3．将反应：Fe2++ Ag+ = Fe3+ + Ag组成原电池，下列表示符号正确的是（）A．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag B．Cu|Fe2+，Fe3+||Ag+|FeC．Ag|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag D．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Cu4．有一原电池：Pt|Fe2+，Fe3+||Ce4+，Ce3+|Pt，则该电池的反应是（）A．Ce3+＋ Fe3+ Fe2+＋Ce4+ B．Ce4+ ＋ e Ce3+C．Fe2+ ＋Ce4+ Ce3+＋ Fe3+ D．Ce3+＋ Fe2+ Fe ＋Ce4+5．在2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl +8H2O的反应中，还原产物是下面的哪一种（）。
A．Cl2 B．H2O C．KCl D．MnCl26．Na2S2O3与I2的反应，应在下列哪一种溶液中进行（）A．强酸性 B．强碱性 C．中性或弱酸性 D．12mol·L-1 HCl中7．在S4O62－离子中S的氧化数是( )A．2 B．2.5 C．+2.5 D．+48．间接碘量法中，应选择的指示剂和加入时间是（）A．I2液（滴定开始前） B．I2液（近终点时）C．淀粉溶液（滴定开始前） D．淀粉溶液（近终点时）9．用Na2C2O4标定KMnO4溶液浓度时，指示剂是（）A．Na2C2O4溶液 B．KMnO4溶液 C． I2液 D．淀粉溶液10．用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的浓度，滴定方式采用（）A．直接滴定法 B．间接滴定法 C．返滴定法 D．永停滴定法二、判断题1．氧化还原反应中氧化剂得电子，氧化数降低；还原剂失电子，氧化数升高。
chapter11第十一章氧化还原反应
rG rGm RT ln Q
for
rG n F
r Gm
n F
Q
[ 还原型 [氧化型
] ]
还原型
RT ln nF
[ 氧化型] [ 还原型]
RT nF
ln
[氧化型 ] [还原型 ]
当T 298.15K 时 , 将 R 8.314J mol 1 K1 F 96000C mol 1 代入得
整个反应被氧化的元素氧化数升高总数 与被还原的元素氧化数降低总数相等。
配平步骤
● 写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原过程 的有关原子上方标出氧化值。
● 计算相关原子氧化值上升和下降的数值。 ● 用下降值和上升值分别去除它们的最小公 倍数，
即得氧化剂和还原剂的化学计量数。 ● 平衡还原原子和氧化原子之外的其他原子，多数
标况下： Cr2O72- + 3H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O
p (-) Pt | H2( ) | H+(1.0mol ·L-1)‖Cr2O72－(1.0mol ·L-1), Cr3+(1.0mol ·L-1), H+(1.0mol ·L-1) | Pt(+)
3－2 电动势 E 和化学反应 G 的关系
➢1. concentration or partial pressure of oxidation or reduction type.
c氧化型
，c还原型
，或
c氧化型 c还原型
，则
奈斯特（Nernst）方程
Electrode reaction ：氧化型 ＋ n e－
rG n F
rGm n F
沉积 > 溶解
第十一章氧化还原滴定法
第⼗⼀章氧化还原滴定法第⼗⼀章氧化还原滴定法第⼀节氧化还原反应⼀、氧化还原反应氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析⽅法，⽤于测定具有氧化性和还原性的物质，对不具有氧化性或还原性的物质，可进⾏间接测定。
上述的三个化学反应⽅程式中1和3中有元素的化合价发⽣了变化，我们把有这种现象的化学⽅程式的反应称为氧化还原反应。
1. 标志：元素化合价发⽣变化。
2. 定义：发⽣电⼦的转移（电⼦的得失或电⼦对的偏转）的反应，称为氧化还原反应。
3. 规律：升失电⼦总数相等。
练习：判断下列化学反应是否是氧化还原反应1. 2H2O === H2↑+ O2↑2. 2Na+ Cl2 === 2NaCl3. Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑⼆、常见的氧化剂和还原剂1.过氧化氢纯净的过氧化氢是⽆⾊粘稠液体，可与⽔以任意⽐例混合，汽⽔溶液称双氧⽔，过氧化氢受热、遇光，接触灰尘易分解⽣成⽔和氧⽓。
2H2O2 === 2H2O+ O2↑因此过氧化氢具消毒杀菌的作⽤。
医学上常⽤质量分数为0.03的过氧化氢⽔容易作为外⽤消毒剂，清晰创⼝。
市售过氧化氢的质量分数为0.3，有较强的氧化性，对⽪肤有很强的刺激作⽤，使⽤时要进⾏稀释。
2.⾼锰酸钾医学上成为P.P，为深紫⾊有光泽的晶体。
易溶于⽔，⽔溶液的颜⾊根据⾼锰酸钾的含量的多少可有暗紫红⾊到鲜红⾊。
⾼锰酸钾是强氧化剂，医学⽣常⽤其稀释液作为外⽤消毒剂。
3.硫代硫酸钠常⽤的是硫代硫酸钠晶体（带有5个结晶⽔）俗称海波。
它是⽆⾊晶体，易溶于⽔，具有还原性。
苏打：Na2CO3⼩苏打：NaHCO3⼤苏打：Na2S2O3·5H2O硫代硫酸钠在照相术中常⽤作定影剂，医学上可⽤于治疗慢性荨⿇疹或作解毒剂。
第⼆节⾼锰酸钾法⼀、原理（⼀）⾼猛酸钾法的原理在强酸性溶液中，以⾼锰酸钾为滴定液，直接或间接测定还原性或氧化性物质含量的氧化还原滴定法。
终点前：过氧化氢郭亮，随着滴定的进⾏，过氧化氢越来越少。
第十一章 电化学基础1
Zn 极
Zn —— Zn2+ + 2 e
（ 1）
电子留在 Zn 片上，Zn2+ 进入溶液，发生氧化
Cu 极
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 2）
通过外电路从 Zn 片上得到电子，使 Cu2+ 还原成 Cu，沉积在 Cu 片上。
Zn —— Zn2+ + 2 e
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 1）
价，将从化学式出发算得的化合价定义为 氧化数。 S2O32－ 中的 S 元素的氧化数为 2，
S4O62－ 中的 S 元素的氧化数为 2.5。
前面的讨论中我们看到，从物质的微观
结构出发得到的化合价只能为整数，但氧化
数却可以为整数也可以为分数。 一般来说元素的最高化合价应等于其所 在族数，但是元素的氧化数却可以高于其所 在族数。
电池中电极电势 大的电极为正极，故 电池的电动势 E 的值为正。
有时计算的结果 E池 为负值，这说明计 算之前对于正负极的设计有特殊要求。
（–）Zn Zn2+（1mol· dm－3） Cu2+（1mol· dm－3）Cu（+）
E池 ＝ + － －
＝ 0.34 V －（－ 0.76 V） ＝ 1.10 V
价为正； 得到电子的原子带负电，这种元素的化合 价为正。
在共价化合物里，元素化合价的数值，就
是这种元素的一个原子与跟其他元素的原子形 成的共用电子对的数目。 化合价的正负由电子对的偏移来决定。
由于电子带有负电荷，电子对偏向哪种元
素的原子，哪种元素就为负价；电子对偏离哪
种元素的原子，哪种元素就为正价。
初中化学教科书目录
初中化学教科书目录
初中化学教科书是学习化学的重要参考书，它涵盖了化学的基本知识，为学生提供了一个良好的学习环境。
下面是初中化学教科书的目录：
第一章：化学的定义和历史
第二章：物质的性质
第三章：物质的组成
第四章：物质的变化
第五章：物质的分类
第六章：气体
第七章：溶液
第八章：化学反应
第九章：化学平衡
第十章：酸碱反应
第十一章：氧化还原反应
第十二章：热化学反应
第十三章：电化学反应
第十四章：有机化学
第十五章：无机化学
第十六章：分析化学
第十七章：生物化学
第十八章：环境化学
第十九章：化学工业
第二十章：化学实验
以上就是初中化学教科书的目录，它涵盖了化学的基本知识，从物质的性质、组成、变化、分类，到气体、溶液、化学反应、化学平衡、酸碱反应、氧化还原反应、热化学反应、电
化学反应、有机化学、无机化学、分析化学、生物化学、环境化学、化学工业、化学实验等，为学生提供了一个良好的学习环境。
初中化学教科书是学习化学的重要参考书，它涵盖了化学的基本知识，为学生提供了一个
良好的学习环境。
它不仅涵盖了化学的基本知识，而且还涉及到了化学的实际应用，如有
机化学、无机化学、分析化学、生物化学、环境化学、化学工业等，使学生能够更好地理
解化学的实际应用，为他们的学习提供了更多的帮助。
总之，初中化学教科书是学习化学的重要参考书，它涵盖了化学的基本知识，为学生提供了一个良好的学习环境，使学生能够更好地理解化学的实际应用，为他们的学习提供了更
多的帮助。
第十一章氧化还原反应
第十一章氧化还原反应一、选择题11.1 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：（）(A) K2Cr2O7 ；(B) PbO2；(C) O2；(D) FeCl311.2 为防止配制的SnCl2 溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：（）(A) 加入Sn 粒；(B) 加Fe 屑；(C)通入H2；( D) 均可11.3下列各组物质能够在标准状态下能够共存的是（）（A），Cu （B），（C），（D），（已知：，，，，）答案：D、A、B11.4 某氧化剂YO(OH)2+中元素Y的价态为+5，如果还原7.16×10-4molYO(OH)2+溶液使Y 至较低价态，则需用0.066mol.dm-3的NaSO3溶液26.98ml。
还原产物中Y元素的氧化态为（A）-2 (B)-1 (C) 0 (D) +111.5已知电极反应ClO3-+6H++6e-＝Cl-+3H2O的△r Gmθ=-839.6KJ.mol-1,则Eθ（ClO3-/Cl-）值为（A）1.45 V (B)0.73V (C) 2.90V (D) -1.45V11.6 使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E值增加的是（A）Cu++2e-＝Cu (B)I2+2e-＝2I-(C) 2H++2e-＝H2(D) Fe3++e-＝Fe2+11.7 将有关离子浓度增大5倍，E值保持不变的电极反应是（A）Zn2++2e-＝2HCl (B)2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+(C) Ag++Cl-＝AgCl (D) 2Hg2++Sn2+＝Hg22++Sn4+11.8 将下列反应设计成原池时，不用惰性电极的是（A）H2+Cl2＝2HCl (B)2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+(C) Ag++Cl-＝AgCl (D) 2Hg2++Sn2+＝Hg22++Sn4+11.9 下列氧化还原电对在Eθ值最大的是（A）Ag+/Ag (B)AgCl/Ag (C) AgBr/Ag (D) AgI/Ag11.10已知Eθ（Zn2+/Zn）=-0.76V，下列原电池反应的电动势为0.46V，则氢电极溶液中的PH为Zn+2H+(a mol.dm-3)＝Zn2+(1 mol.dm-3)+H2(1.013×105)（A）10.2 (B) 2.5 (C) 3.0 (D) 5.111.11 以惰性电极电解一段时间后，PH增大的溶液是（A）HCl (B) H2SO4(C) Na2SO4(D) NaHSO411.12将标准氢电极与另一氢电极组成原电池，若使电池的电动势最大，另一氢电极所采用的酸性溶液应是（A）0.1 mol.dm-3HCl (B)0.1 mol.dm-³ HAc+0.1 mol.dm-³ NaAc(C) 0.1 mol.dm-3 HAc (D) 0.1 mol.dm-3 H2SO411.13 现有原电池（-）Pt∣Fe3+,‖Ce4+,Ce3+∣Pt（+），该原电池放电时所发生的反应是（A）Ce3++Fe3+＝Ce4++Fe2+(B)3Ce4++Ce＝4Ce3+(C) Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+(D) 2Ce4++Fe＝2Ce3++Fe2+11.14 以惰性电极电解一段时间后，PH减小的溶液是（A）HCl (B)NaHSO4(C) Na2SO4(D) NaCl11.15 某氧化还原反应的标准吉布斯自由能变为△rθmG，平衡常数为Kθ，标准电动势为Eθ，则下列对△rθmG，Kθ的值判断合理的一组是（A）△rθmG> 0 Eθ< 0 Kθ< 1(B) △rθmG>0 Eθ< 0 Kθ> 1(C) △rθmG<0 Eθ<0 Kθ> 1(D) △rθmG<0 Eθ>0 Kθ< 111.16 已知Eθ(M3+/M2+) > Eθ[M(OH)3/M(OH)2]，则溶度积Kθsp[M(OH)3]与Kθsp[M(OH)2]的关系是（A）Kθsp[M(OH)3] > Kθsp[M(OH)2]（B）Kθsp[M(OH)3] < Kθs p[M(OH)2](C) Kθsp[M(OH)3] = Kθsp[M(OH)2](D) 无法判断11.17 某电池的电动势E为0.27V，则该电池的标准电动势Eθ为（A）0.24V (B) 0.27V (C) 0.30V (D) 0.33V11.18 已知钒的元素电势图EθA/V （V）1.0 V（Ⅳ）0.36 V（Ⅲ）-0.26 V（Ⅱ）欲将V（V）还原为V（Ⅳ），应选用的还原剂为（A）SnCl2(B) Zn粉(C) KBr (D) FeSO411.19 已知配合物的稳定常数K稳[Fe(CN)63-]>K稳[Fe(CN)64-],则下面对Eθ[Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-]与Eθ(Fe3+/Fe2+)判断正确的是(A) Eθ[Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-] > Eθ(Fe3+/Fe2+)(B) Eθ[Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-] < Eθ(Fe3+/Fe2+)(C) Eθ[Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-] = Eθ(Fe3+/Fe2+)(D)无法判断。
氧化还原滴定
电极反应 I2 + 2e
2I-
θ I 2 /I -
= 0.5345V
1.直接碘量法
❖ 利用I2的弱氧化性滴定还原性物质 测定对象：具有还原性的物质 可测：S2-，Sn(Ⅱ)，S2O32-，SO32-
1.直接碘量法
❖ 酸度要求:弱酸性，中性，或弱碱性(pH小于9)
强酸性介质：I-发生氧化导致终点提前；淀
4 I2 + S2O32- + 10 OH-
8I- + 2SO42-+5H2O
3.碘量法误差的主要来源
❖ 碘的挥发
预防：
❖（1）过量加入KI——助溶，防止挥发 增大浓度，提高速度
❖（2）溶液温度勿高 ❖（3）碘量瓶中进行反应（磨口塞，封水） ❖（4）滴定中勿过分振摇
第8章 熏制水产品加工工艺
1、熏烟的成分及作用
④贮于棕色瓶中，密塞阴凉处保存，以避免碘化钾的 氧化
1.碘滴定液
❖ 标定:基准物质法，三氧化二砷
As2O3 + 6OH AsO33- + I2 + 2H2O
2AsO33- + 3H2O H3AsO4 + 2 I - + H+
此法不常用（三氧化二砷俗名砒霜） 一般用硫代硫酸钠标定
2.
❖ 标定：比较法，硫代硫酸钠
❖ 一、 自身指示剂 ❖ 二、 特殊指示剂 ❖ 三、 氧化还原指示剂
一、 自身指示剂
❖ 有些滴定剂或被测物有颜色，滴定产物无色或颜色 很浅，则滴定时无须再滴加指示剂，本身的颜色变 化起着指示剂的作用，称自身指示剂。
高锰酸钾法
MnO4 - Mn2 +
紫色
几乎无色
优点：无须选择指示剂，利用自身颜色变化指示终点
第十一章 氧化还原反应
第十一章 氧化还原反应1. 用离子电子法配平下列反应式：（1）PbO 2 + Cl - → Pb 2+ + Cl 2 （酸性介质） （2）Br 2 → BrO 3- + Br - （酸性介质） （3）HgS + NO 3- + Cl - → HgCl 42- + NO 2 + S （酸性介质） （4）CrO 42- + HSnO 2- → HSnO 3- + CrO 2- （碱性介质） （5）CuS + CN - + OH - → Cu(CN)43- + NCO- + S （碱性介质） 解：用离子电子法配平：（1）PbO 2 + Cl - → Pb 2+ + Cl 2 （酸性介质）PbO 2 + 4H + + 2e - = Pb 2+ + 2H 2O （还原） +）2Cl - = Cl 2 + 2e - （氧化）PbO 2 + 2Cl + 4H = Pb + Cl 2 +2H 2O （2）Br 2 → BrO 3- + Br - （酸性介质）×5）21Br 2 + e - = Br - （还原）+）×1）2Br 2 + 3 H 2O = BrO 3- + 5Br - + 6H + （氧化）3Br 2 + 3H 2O = BrO 3- + 5Br - + 6H +（3）HgS + NO 3- + Cl - → HgCl 42- + NO 2↑+ S （酸性介质） ×2）NO 3- + 2H + + e - = NO 2 + H 2O （还原） +） HgS + 4Cl - = HgCl 42- + S + 2e - （氧化）HgS + 2NO 3 + 4Cl + 4H = HgCl 4 + 2NO 2↑+ S +2H 2O（4）CrO 42- + HSnO 2- → HSnO 3- + CrO 2- （碱性介质） ×2）CrO 42- + 2H 2O + 3e - = CrO 2- + 4OH - （还原） +）×3）HSnO 2- + 2OH - = HSnO 3- + H 2O + 2e - （氧化）2CrO 4 + 3HSnO 2 + 4H 2O + 6OH = 3HSnO 3- + 2CrO 2- + 8OH - + 3H 2O 整理：2CrO 42- + 3HSnO 2- + H 2O = 3HSnO 3- + 2CrO 2- + 2OH -（5）CuS + CN - + OH - → Cu(CN)43- + NCO - + S （碱性介质） ×2）CuS + 4CN - + e - = Cu(CN)43- + S 2- （氧化） +） CN - + 2OH - = NCO - + H 2O + 2e - （还原）2CuS + 9CN - + 2OH - = 2Cu(CN)43- + NCO - + H 2O +2S 2-2. 用离子电子法配平下列电极反应： （1）MnO 4- → MnO 2 （碱性介质） （2）CrO 42- →Cr(OH)3 （碱性介质） （3）H 2O 2 → H 2O （碱性介质） （4）H 3AsO 4 → H 3AsO 3 （酸性介质） （5）O 2 → H 2O 2(aq) （酸性介质） 答：配平过程略。
第十一章_氧化还原反应
⑵确定有关元素氧化态升高及降低的数值 ；
⑶确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍 数，从而找出氧化剂、还原剂的系数； ⑷产物中多氧或少氧可用H+, 平，并核对其它物质并配平。
2015/9/19 7
OH–,
H2 O配
例：11-1
HClO3
+
P4
HCl
+
H3PO4
(1)写出未配平的反应方程式并初调系数
2015/9/19 5．掌握电解中电极上的反应及电解定律的运用。 1
§ 11-1 氧化还原的基本概念
1—1 原子价和氧化数 1—2 氧化还原反应的特征
1-1
原子价和氧化数
（1）化合价 化合价:是指某元素一个原子与一定数目的一价原子或 一价基团化合或置换的数目。也可以说是某一个原子能结 合几个其它元素的原子的能力。因此，化合价是用整数来 表示的元素原子的性质，而这个整数就是化合物中该原子 的成键数。 （2）氧化数 1970年国际纯化学和应用化学联合会对氧化数定义：
(4)产物中多氧或少氧可用H+, OH–, H2O配平，并用观察法 配平氧化数未改变的其它元素原子的数目
左边28个H， 84个O ；右边36个H，88个 O
左边比右边少8个H，少4个O，加4个H2O 3As2S3 + 28HNO3 + 4 H2O = 6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO
一、原电池 1、原电池的概念 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 原电极正极发生还原反应，负极发生氧化反应
负极：
Zn － 2e = Zn2+ （氧化态升高-氧化反应）
正极： Cu2+ + 2e = Cu （氧化态降低-还原反应）
必修三高中化学所有教材(全)
必修三高中化学所有教材(全)本文档包括了必修三高中化学的全部教材内容。
以下是各章节的简要介绍：第一章：化学与生活该章节主要介绍化学在日常生活中的应用。
包括各种物质的分类、观察现象的解释以及化学方程式的编写和平衡等内容。
第二章：离子反应与化学方程式本章重点讲解了离子反应的原理和特点，包括离子方程式的写法、溶液中离子的特性等。
第三章：氧化还原与电化学该章主要介绍了氧化还原反应的基本概念和规律。
包括电子的转移、氧化剂和还原剂的定义与性质等内容。
同时也引入了电化学的内容，讲解了电池、电解池等基本概念。
第四章：化学反应速率和化学平衡本章介绍了化学反应速率和化学平衡的相关概念。
包括反应速率的计算方法、平衡常数的定义与计算等内容。
第五章：溶液的动力学与化学平衡该章节主要讲解了溶液的动力学和溶解平衡的相关知识。
包括溶液的浓度计算、动力学平衡的表达式等内容。
第六章：化学能量与热力学本章介绍了化学能量的基本概念和热力学原理。
包括热化学方程式的计算、热力学定律的应用等内容。
第七章：化学元素与化合物该章节主要讲解了化学元素和化合物的性质和结构。
包括原子结构、元素周期表、功能性基团等内容。
第八章：化学反应中的能量变化本章主要介绍了化学反应中的能量变化及其计算方法。
包括能量守恒定律、焓变化的计算与应用等内容。
第九章：空气与氧的制备与应用该章节主要讲解了空气和氧的制备方法和应用。
包括空气中气体的分离、氧气的制备与应用等内容。
第十章：金属与非金属本章介绍了金属和非金属的性质和特点。
包括金属的化学性质、金属与非金属的反应等内容。
第十一章：氧化还原反应与电化学该章节主要讲解了氧化还原反应和电化学的相关知识。
包括氧化还原反应的类型、电化学电池的原理和应用等内容。
以上是必修三高中化学所有教材的内容概述。
详细内容请参考相应章节的教材。
第十一章电化学基础.ppt
(3)若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
(4) 配平各元素原子数（观察法）
先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 1）配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18
配平原则： ① 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。
② 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。
配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固 体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素 的原子总数各自相等且电荷数相等。
3）配平（或核对）O的原子数目：已平衡。
对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程 式”表示（更简洁），配平步骤类似： MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
氧化还原反应 电化学基础
③
①×2+②×5得
4
+ 16H + + 10e = 2Mn 2 + + 8H 2 O 2MnO
+ ) 5SO 2 + 5H O = 5SO 2 + 10H + + 10e 3 2 4
2MnO + 5SO + 6H = 2Mn + 5SO + 3H2O 2KMnO + 5K 2SO3 + 3H2SO4 4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
负极，氧化反应
Zn(s) Zn2+(aq)+2e-
正极，还原反应 2H+(aq)+2e氧化还原反应 H2(g)
Zn(s)+2H+(aq)
Zn2+(aq)+H2(g)
11.2.3 原电池的电动势
( ) Zn Zn 2+ (1.0mol L1 ) ‖ 2+ (1.0mol L1 ) Cu ( + ) Cu
4
2 3
+
2+
2 4
例2：配平
Cl2 (g) + NaOH(aq) NaCl(aq) + NaClO3 (aq)
△
解：Cl 2 + 2e = 2Cl
①
3
Cl 2 + 12OH = 2ClO + 6H2 O + 10e
①×5+②得：
3
②
6Cl2 + 12OH = 10Cl + 2ClO + 6H2 O
氧化还原反应
W＝电量×电动势＝Q·E＝nFE
所以 又因为 △G＝-nFE 在标态下 △G0＝-RTlnK＝-2.303RTlgK
所以得： nFE0＝2.303RTlgK
nFE0＝2.303RTlgK
T=298K时: 例8 lgK = ———— = —————
2.303RT 0.0592 nFE0 n(+0 - - 0)
即电极电势大的氧化型和电极电 势小的还原型可以发生反应。
[强氧化型]＋[强还原型]＝[弱还原型]＋[弱氧化型]
判断方法
(1) 根据反应式查表求出氧化剂电 对和还原剂电对的电极电势。
(2) 把氧化还原反应当作原电池，求出电池电动势： E0＝0 (氧化剂电对)－0 (还原剂电对) 如果E0>0，则反应自发进行， 如果E0<0，则反应非自发。 例6 试解释在标准状态下，三氯化铁溶液为什么可以溶解 铜板？ 查表 : 0 (Fe3+/Fe2+)＝0.770V 解: 2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+ 0 (Cu2+/Cu)＝0.337V E0＝0+－0-＝0.770-0.337＝0.433V 所以在标态下溶解反应自发进行。
溶液间的电势差称为电极电势。
二、电极电势差
在原电池中，由于不同电极电势高低不同，因此，电子将从 电势低的电极（负极）流向电势高的电极（正极）而形成电 流。原电池的电极电势差称为原电池的电动势。 表示电极电势相对高低的单位是伏特（V），因此电极电 势差的单位也是伏特（V）。
影响电极电势的因素有电极的本性、温度、介质、离
先配平阳离子和阴离子，后配平氧和氢。
2KMnO4+16HCl＝2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O
福州大学无机化学(上11)
三、影响电极电势的因素
1. 定性地讨论 电极电势产生的原因是电极反应： 电极电势产生的原因是电极反应： 氧化型＋ 氧化型＋ne还原型 氧化型]↑，平衡右移，电极上负电荷↓， 若[氧化型 ，平衡右移，电极上负电荷 ，ϕ↑ 氧化型 还原型]↑，平衡左移，电极上负电荷↑， 若[还原型 ，平衡左移，电极上负电荷 ，ϕ↓ 还原型 即
§11-3 电极电势
一、原电池和电极电势 1. 原电池
（－）： Zn Zn2++2e－ Cu （＋）： Cu2++2e－ 电池反应： ＋ Cu＋Zn2+ 电池反应：Zn＋Cu2+ ＋
2. 电极电势
金属放入它的盐溶液中时， 金属放入它的盐溶液中时，在某种 条件下达到暂时平衡： 条件下达到暂时平衡： M Mn+(aq)+ne－ 产生在金属和它的盐溶液之间的 电势叫做金属的电极电势 电极电势。 电势叫做金属的电极电势。 金属的电极电势与金属本身的活 泼性和金属离子在溶液中的浓度 及温度有关。 及温度有关。
（还原产物） （氧化产物） 还原产物） 氧化产物）
(氧化剂 （还原剂） 氧化剂) 还原剂） 氧化剂
+5 +7 -1 4KClO3 ∆ 3KClO4+KCl
四、氧化还原电对
例：Cu2+ + Zn Zn2+ + Cu Zn2+/ Zn
(氧化剂 （还原剂） 氧化剂) 还原剂） 氧化剂
氧化还原电对： 氧化还原电对： Cu2+/Cu
第十一章 氧化还原反应
§11-1 基本概念 一、原子价与氧化数
原子价是表示原子能够化合或置换一价原子（ ） 原子价是表示原子能够化合或置换一价原子（H）或一价基团 是表示原子能够化合或置换一价原子 －）的数目 （OH－）的数目。同时它也表示化合物中原子成键的数目，在 －）的数目。同时它也表示化合物中原子成键的数目， 离子型化合物中原子价即为离子的电荷数； 离子型化合物中原子价即为离子的电荷数；在共价型化合物中某 原子的价数即为该原子形成的共价单键数目。 原子的价数即为该原子形成的共价单键数目。
理学第十一章醛和酮
O
Ar C OH + H-
O
Ar C H + H-
O-
+
Ar C H H
H2O
OH Ar C H
H
反应实例
CHO +;
CH2OH
CHO + NaOH O
COO-Na+ +
CH2OH
O
O
分子内的Cannizzaro反应
CHO 浓 NaOH CHO H2O
HOCH2－COONa H3O
还原反应选择性还原羰基为 醇.
(4)活泼金属 Na，Mg等 ＋ 酸（醇，水 or 碱）
还原 RCH＝O
RCH2—OH 伯醇
(5) 双分子还原: 活泼金属 Na，Mg等 ＋ 酸（醇，水 or NH3） 酮在上述条件下则会进行双分子还原，生成邻二醇
酮的双分子还原，如：
——片呐醇（pinacol）的合成及Pinacol重排
Gattermann-Koch 反应
O CH2 C
AlCl 3 + CO +HCl
OHC
O CH2 C
(2) 芳烃的控制氧化:
CH3
[O]
CHO
[ O ]= (1) MnO2 + 65% H2SO4 (2) H3O
(1) CrO3 + Ac2O (2) H3O
芳环上必须有-CH3
[ O ]= O2, 135℃,(CH3COO)2Mn 芳环上必须有-CH2-
3）自氧化还原反应—Cannizzaro反应
• 无 - 活泼H原子的醛，在强碱作用下，发生分子 间氧化－还原反应，1个分子醛基H以负氢的形式转 移给另1个分子，结果1分子被氧化成酸，而另1分 子则被还原为1级醇，故又称为 歧化反应,例如：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、教学时数 6学时 + 2学时习题课
三、典型习题 P466-468 ：1、2、3、6、7、8、9、
10、11、17
氧化还原简史
(1) 1774年，O2被发现后: 结合氧的过程称氧化， 如： C + O2 == CO2 失去氧的过程称还原， 如：Fe2O3 + 3C == 2Fe + 3CO
(2) 1897年，电子的发现，人们认识到： 氧化——失去电子的过程 还原——得到电子的过程 所以，有电子得失的反应称氧化还原反应。
A
V
cell reaction： Zn+Cu2+ =Zn2++Cu salt bridge 沟通内电路， 平衡电中性。 Cu2+在Cu棒上 获得电子，沉积 在Cu片上。
salt bridge
KCl
Zn棒上的Zn 原子失去2e， 形成Zn2+， 进入溶液。
+
Cu2+ K+
e
Zn2+ Cl-
ZnSO4
降：(25) ×28 ＝ -84 +3 -2 +5 升：[6(-2)] ×3 = 24 升：(53) ×2 = 4 共升：( 24 + 4 ) ×3 ＝ 84 +6 +5 +2
3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O = 9H2SO4 + 6H3AsO4 + 28NO
2-2 离子—电子法
(2) 电极电势 ( electrode potential )
(a) 电极电势的产生 ——1889年，Nernst,H.W.(德)的双电层理论
活泼的金 属，金属 极板带负 电，溶液 呈正电性
在金属M与M n+的盐的溶液中： M M n+ (aq) ne
Zn + + + + +
Zn2+
Cu + + + + + + + + +
(2) 氧化数：(oxidation number)
氧化数的概念于1948年在价键理论和电负性 的基础上提出。经过几十年的发展，IUPAC于 1970 年正式启用氧化数的概念。 定义： “氧化数是化合物中某元素的形式电荷数值。” 下列元素的氧化数在通常情况下被指定： H(+1)、Li(+1)、Na(+1)、O(-2)、F(-1) 等。
H、O原子数配平的方法是：
酸性(H+)介质中： 多氧的一边加H+ ，结合为H2O； 碱性(OH- )介质中： 多氧的一边加H2O，结合为OH-； 中性介质中： 反应物一边加H2O提供 H、O原子。
如MnO4-在H+ 、 OH-介质中作氧化剂的半反应： (H+)： MnO4- + 8H+ + 5e == Mn2+ + 4H2O (OH- )： MnO4- + 2H2O + 3e == MnO2 + 4OH-
CuSO4溶液 ZnSO4溶液
Cu2+
不活泼的 金属，金 属极板带 正电，溶 液呈负电 性。
金属与溶液间都能构成双电层，产生电位差。
(b) 金属的电极电势
——金属与其盐溶液之间的电势()
金属的电极电势大小由下列因素决定： 金属的本性、 金属离子浓度、 温度、••• 等。 如：Zn2+/Zn电对的电极电势比Cu2+/Cu电对的 电极电势要负一些。
§11-2 氧化还原反应方程式的配平 §11-3 电极电势
§11-4 电势图解及其应用 §11-5 电解
§11-6 化学电源简介
一、教学要求：
1. 掌握氧化还原反应的基本概念。 2. 掌握氧化还原反应方程式的能应用。 4. 能用Nernst方程讨论离子浓度及酸度对电极电 势、氧化还原反应方向的影响。 5. 初步理解元素电势图、pH—电势图，并能应用 6. 了解电解、化学电源。
KMnO4与Na2SO3在不同介质中反应， 其反应方程式为：
H+介质中： 2MnO4-+5SO32-+6H+ == 2 Mn2++ 5SO42-+3H2O 强OH-介质中： 2MnO4-+SO32-+2OH- == 2MnO42-+ SO42-+H2O 近中性介质中： 2MnO4-+3SO32-+ H2O == 2MnO2+3 SO42-+ 2OH-
第十一章 氧化还原反应
本章首先讨论了氧化还原反应方程式 的配平问题和氧化还原反应的本质、 特点。在介绍标准电极电势基本概念 的基础上，讨论 ө的用途，重点是氧 化还原反应的方向和进行的程度。
Chapter 11. Oxidation-Reduction Reactions
本章讲授的内容：
§11-1 氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应的定义：
元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了 变化的反应称氧化还原反应。
氧化——氧化数升高的过程 还原——氧化数降低的过程
1-3 氧化剂和还原剂(oxidant and reductant)
氧化剂——氧化数降低的物质。 氧化剂在反应中使另一种物质氧化，本身被 还原，它的反应产物叫做还原产物。 还原剂——氧化数升高的物质。 还原剂在反应中使另一种物质还原，本身被 氧化，它的反应产物叫做氧化产物。
§11-3 电极电势
本节将讨论电极电势是如何产生的、 电极电势的影响因素及电极电势的应
用，重点介绍Nernst’s equation。
§11-3 electrode potential
3-1 原电池和电极电势
(1) 原电池(primary cell )
1799年，volta, A.(意，1745~1827)原电池示意图：
§11-2 氧化还原反应方程式的配平 ( Balancing redox equation )
依据：质量守衡定律 方法：电子得失法 氧化数升降法 离子——电子法(重点)
2-1 氧化数法
依据：反应中，
氧化剂元素氧化数降低值＝还原剂元素氧化数增加值
氧化数法配平氧化—还原方程式的步骤
(1) 写出基本反应式 HClO3＋ P4 HCl + H3PO4 (2) 标明氧化数有变化的元素的氧化数值，并确定 氧化剂元素的氧化数降低值与还原剂元素的氧 化数增加值。
确定元素氧化数的规则：
(a) 单质的氧化数为0。
(b) 在多原子分子中，所有元素氧化数的代数和等于0； 在多原子的离子中，等于离子所带的电荷数。
(c) 氢：在一般化合物中，氧化数为+1； 在金属氢化物中，氢的氧化数为-1。 (d) 氧：在一般化合物中，氧化数为-2；在过氧化 物中，氧的氧化数为-1；在超氧化合物为-1/2； 在OF2中，氧化数为+2。
如： NaClO + 2FeSO4 + H2SO4 == NaCl + Fe2(SO4)3 + H2O
氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物
1-4 氧化还原电对 (redox couple)
Zn + Cu2+ === Cu + Zn2+
还原剂 氧化剂 还原剂 氧化剂
共轭的氧化还原电对：Cu2+／Cu 、 Zn2+／Zn 氧化剂( Cu2+ )氧化能力越强， 共轭还原剂(Cu)还原能力越弱； 还原剂(Zn)还原能力越强， 共轭氧化剂(Zn2+ )氧化能力越弱。
(3) 随着人们对物质结构认识的深入，通过对一些 有机物的研究，发现某些反应是通过电子的偏移 实现的，如： CH2=CH2 + H2 == CH3-CH3 AgBr(s)+ h == Ag（核） + Br
以上研究给人们提出一个如何定义氧化还原反 应的问题。为此，国际纯化学和应用化学联合会 ( International Union of Pure and Applied ChemistryIUPAC )于1970年正式起用氧化数 的概念。
降：(-1)－ (+5)＝-6 +5 0 -1 +5
HClO3 + P4
HCl + H3PO4
升：(5－0) × 4＝20
(3) 求最小公倍数发生氧化数变化的元素的 氧化数降低值和升高值相等：
降：6 × 10＝ 60 +5 0 -1 +5
10HClO3 + 3P4
10HCl + 12H3PO4
升：20 × 60 3＝
§11-1 氧化还原反应的基本概念
1-1 原子价和氧化数
(1) 原子价或化合价(atomic valence) 原义：相结合的原子个数之比。即原子能化合或 置换一价原子(H )或一价基团(-OH)的数目。 如：CH4、NH3、HCl 等。 现义：1、正、负化合价 2、化学键数 如：N2为3 3、氧化数 化合价的概念仍在发展中。
半反应的书写：
Cu2+ + 2e == Cu (还原反应)
Zn == Zn2+ + 2e
(氧化反应)
P495 表中所列电对半反应：
——均是还原反应电对值。
1-5 氧化还原反应的类型
(1) 分子间的氧化还原反应
ClO- + 2Fe2+ + 2H+ === Cl- + 2Fe3+ + H2O
(2) 自氧化还原反应(或歧化反应) 3I2 + 6NaOH === 5NaI + NaIO3 + 3H2O (3) 分子内的氧化还原反应 2KClO3 === 2KCl + 3O2