海南大学学生实验报告(氧化还原反应)

海南大学学生实验报告

实验课程：无机化学实验B 学院：材料与化工学院

班级：材料科学与工程理科实验班姓名：袁丹

学号：20160419310026 日期：2016.12.05

实验名称：氧化还原平衡与电化学

一、实验目的

1、理解电极电势与氧化还原反应的关系。

2、掌握介质酸碱性、浓度对电极电势及氧化还原反应的影响。

3、了解还原性和氧化性的相对性。

4、了解原电池的组成及工作原理，学习原电池电动势的测量方法。

二、实验原理

氧化还原反应的实质是反应物之间发生了电子转移或偏移。氧化剂在反应中得到电子被还原，元素的氧化值减小；还原剂在反应中失去电子被氧化，元素的与氧化值增大。物质氧化还原能力的大小可以根据对应的电极电势的大小来判断。电极电势越大，电对中氧化型的氧化能力越强；电极电势越小，电对中还原型的还原能力越强。

根据电极电势的大小可以判断氧化还原反应的方向。当氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时，即

时，反应自发向正向进行。

由电极的能斯特方程式可以看出浓度对氧化还原反应的电极电势的影响，298.15K时

溶液的pH也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反应的产物，如MnO4—在酸性、中性、碱性介质中的还原产物分别为Mn2+、MnO2和MnO4—。

一种元素（如O）由多种氧化态时，氧化态居中的物质（如H2O2）一般既可作为还原剂，又可作为氧化剂。

三、仪器与试剂

仪器：试管、烧杯。

试剂：CuSO4（0.1mol·L-1），KI（0.1mol·L-1），CCl4，KMnO4（0.01mol·L-1），H2SO4（2mol·L-1），NaOH（6mol/L），Na2SO3（0.2mol/L），KIO3（0.1mol/L），NaOH(2mol/L)，FeCl3（0.1mol/L），KBr(o.1mol/L),SnCl2（0.2mol/L），KSCN（0.1mol/L），H2O2（3%），ZnSO4（1mol/L），CuSO4（1mol/L）。

四、实验步骤

1、浓度对氧化还原反应的影响

取1支试管，加入10滴0.1mol/L CuSO4溶液，10滴0.1mol/L KI 溶液，观察现象。再加入10滴CCl4，充分振摇，观察CCl4层颜色，记录现象并写出反应方程式。

①反应试剂图片

0.1mol/L CuSO4溶液（浅蓝色）0.1mol/L KI溶液（无色）

CCl4（无色）

② 0.1mol/L CuSO4溶液与 -

0.1mol/L KI溶液混合

现象：反应生成棕黄色沉淀

反应方程式：

2CuSO4+ 4KI=2CuI↓ + I2+ 2K2SO4现象解释：的还原性大于的还原性，因此发生氧化还原反应生成为白色沉淀，吸附呈现棕黄色。

③再加入10滴CCl4，充分振摇，

现象：溶液分层，上层为橙黄

色，下层为紫红色且有白色沉

淀。如图所示

解释：碘单质在四氯化碳中呈

紫色

2、介质酸碱性对氧化还原反应的影响

（1）对产物的影响

取3支试管，分别加入2滴0.01mol/L KMnO4溶液。在第一支中加入3滴2mol/L H2SO4溶液，第二支中加入6滴蒸馏水，第三支中加入6滴6mol/L NaOH溶液，然后分别向三支试管中逐滴滴加0.2mol/L Na2SO3溶液，振摇并观察三支试管中的现象。

①反应试剂：

0.01mol/L KMnO4溶液（紫红色）

2mol/L H2SO4溶液（无色）

蒸馏水（无色）

6mol/L NaOH溶液（无色）

0.2mol/L Na2SO3溶液

反应现象，原理及方程式

②2mol/L H2SO4溶液与0.01mol/L KMnO4溶液混合，后加入0.2mol/L Na2SO3溶液

现象：紫红色褪去，溶液变为无色。

反应方程式：2KMnO4+ 5Na2SO3+ 3H2SO4=K2SO4+ 2MnSO4+ 5Na2SO4+ 3H2O 解释：高锰酸钾的氧化性大于，且的还原性大于，在酸性条件下发生氧化还原反应，使高锰酸钾变成硫酸锰，颜色褪去。

③ 0.01mol/L KMnO4溶液与蒸馏水混合，再加入Na2SO3溶液。

现象：溶液由紫红色变为黄色，且有黑色沉淀生成。

反应方程式：2KMnO4 + 3Na2SO3 +

H2O=3Na2SO4 + 2KOH + 2MnO2↓

解释：在中性条件下，其反应生成

MnO2，为黑色沉淀

④ 0.01mol/L KMnO4溶液与

6mol/L NaOH溶液混合，再加入

Na2SO3溶液

现象：溶液由紫红色变为墨绿色。

反应方程式：2KMnO4 + Na2SO3 +

2NaOH=Na2SO4 + K2MnO4 + Na2MnO4 +

H2O

解释：在碱性条件下，高锰酸钾和

硫酸钠反应，高锰酸钾为氧化剂，硫酸钠为还原剂。生成锰酸钾溶液呈墨绿

综上所述：溶液的酸碱度对生成的产物有巨大影响。

（2）对反应方向的影响

取1支试管，加入10滴0.1mol/L KI溶液和2～3滴0.1mol/L KIO3溶液，混匀后观察现象。再加入几滴2mol/L H2SO4溶液，观察现象。在逐滴滴加2mol/L NaOH溶液使溶液呈碱性，观察现象。解释上述现象，并写出反应方程式。

①反应试剂

0.1mol/L KI溶液（无色） 0.1mol/L KIO3溶液（无色）