实验十-氧化还原反应

实验十氧化还原反应

一．实验目的

1.加深理解电极电势与氧化还原反应的关系;

2.了解介质的酸碱性对氧化还原反应方向和产物的影响;

3.了解反应物浓度和温度对氧化还原反应速率的影响;

4.掌握浓度对电极电势的影响;

5.学习用酸度计测定原电池电动势的方法.

二．实验原理

参加反应的物质间有电子转移或偏移的化学反应称为氧化还原反应.物质的还原能力的大小，可以根据相应电对电极电势的大小来判断。电极电势愈大，电对中的氧化型的氧化能力愈强。电极电势愈小，电对中的还原型的还原能力愈强。

根据电极电势大小可以判断氧化还原反应的方向.

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂）＞ 0时；反应正向自发进行

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂） = 0时；反应处于平衡状态

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂）＜ 0时；不能进行自发反应

┃＞0.2V时）,通常可当氧化剂电对和还原剂电对的标准电极电势相差较大时，（如│E

MF

以用标准电池电动势判断反应的方向.

由电极反应的能斯特(Nernst)方程式,可以看出浓度对电极电势的影响.298.15K 时;

0．0592V c（氧化型）

E = Eø + ——————㏒——————

Z c（还原型）

溶液的PH会影响某些电对的电极电势或氧化还原反应的方向。

介质的酸碱性也会影响某些氧化还原的产物。

原电池是利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置。

当有沉淀或配合物生成时，会引起电极电势和电池电动势的改变。

三．实验内容

ø

实验步骤现象反应方程式解释与结论

1．上层橙色2I- + 2Fe3+= I2 + 2Fe2+ Eø（Fe3+/ Fe2+）＞Eø（I2/I-）下层紫红色故Eø＞0，反应生成I2并溶于

CCl

4

2．上层棕黄色2Br- + 2Fe3+ ≠Eø（Fe3+/ Fe2+）＜Eø（Br-2/ Br--）下层无色故Eø＜0，反应不能发生。

/I-）＜Eø（Fe3+/ Fe2+）＜Eø（Br-2/ Br--）

结论：Eø（I

2

Eø（I2/I-）和Eø（Br-2/ Br--）分别是最强的还原剂和氧化剂。

H2O2为氧化剂

3．橘红色2KI + H2O2 + H2SO4=

I2 + K2SO4 + 2H2O

H2O2为还原剂

4．肉红色2KMnO4 + 3H2SO4+5H2O2

=

K2SO4+ 2MnSO4 +

5O2+82H2O

结论：H2O2在上述分别用作氧化剂和还原剂。

5．墨绿色Cr2O2-7 + 2H+ + SO2-3=

2Cr3+ + SO2-4 + 6H2O

在酸中Cr2O2-7具有氧化性

6．Cr2O2-7 + 14H+ + 6Fe 2+=

2Cr3+ + 6Fe 3+ + 7H2O

在酸中Cr2O2-7具有还原性步骤现象反应方程式解释与结论

紫色退去 2 MnO-4 + 2H+ + 5SO2-3 =

Mn2+ + 5SO2-4 + 7H2O2生成Mn2+；MnO-4在酸性介质中具有强氧化性

黑色沉淀 2 MnO-4 + H20 + SO2-3 =

MnO2 + 2OH- + 3 SO2-4生成MnO2；MnO-4在中性介质中氧化性减弱

墨绿色2MnO-4 + 2OH- + SO2-3=

MnO2-4+ H2O + SO2-4生成MnO2-4；MnO-4在碱性介质中氧化性最弱

1．溶液PH对氧化还原反应方向的影响

橘红色I0-3 + 5I- + 6H+ =3I2 + 3H2O I0-3与I-反应生成I2 ；溶于CCl4

棕黑色沉淀KIO3 + 5KI + 6H2SO4 =

6K2SO4 + 3I2 + 3H2O

沉淀溶解

步骤现象反应方程式解释与结论

慢

快提高浓度可以加快反应速率.

2.温度对氧化还原反应速率的影响

步骤现象反应方程式解释与结论

褪色较快2KMnO4+ 3H2SO4+

5H2C2O4=

2MnSO4+K2SO4+ 10CO2

+8H2O 较高温度可以加快反应速率.

褪色较慢

1. E NF(Zn)的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应

正极(甘汞电极): E = 0.2415V 还原反应

将Zn电极与标准电极组成原电池，由于饱合甘汞电极E = 0.2415V，则测量该原电池

电动势，即可确定欲测电极既Zn电极及电极电势，E = E

（+）+ E

（-）

2. E M F﹤(Cu)的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应E M F（Zn）= -0。763V 正极(Cu)：Cu2+ +2e-=Cu 还原反应

电池反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

由E = E

（+）+ E

（-）

可计算出E（Cu2+/ Cu）（Eø（Cu2+/ Cu）

2．E M F{[Cu（NH）4]2+/Cu}的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应正极[Cu（NH）4]2+ + +2e- = Cu + 4NH3还原以应

由E = E

（+）+ E

（-）

可计算出E[Cu（NH）

4

]2+/Cu