第4章 还原反应
第四章 氧化还原与电极电势 (1)
φ( AgCl/Ag) =φ(AgCl/Ag) - 0.0592 lg c (Cl-)
NO3- + H2 O + 2e-
2OH- + NO2-
(NO3-/NO2-)
=
(NO3-/NO2-
)
+
0.0592 lg 2
c(NO3- ) c(NO2- )c2 (OH )
[例] 将锌片浸入含有0.01mol/L或4.0 mol/L的Zn2+溶液中，
• 金属（电极极板）与溶液之间的界面用 “│”分开； • 同一相中的不同物质之间，以及电极中的其它相界面用 “ , ”分开； • 当气体或液体不能直接和普通导线相连时，应以不活泼 的惰性导体(如铂或石墨)作电极板起导电作用； • 纯气体、液体和固体，应标出其物理状态并紧靠电极板； • 溶液注明浓度，若为气体应标注分压(单位kPa)。
解: 还原反应: Cl2 + 2e- = 2Cl氧化反应: Fe2+- e- = Fe3+
正极 负极
电极组成: 正极: Cl-(c3) |Cl2(100kPa), Pt 电池符号: 负极: Fe3+(c2), Fe2+(c1) | Pt
(-)Pt | Fe3+(c2), Fe2+(c1) ||Cl-(c3) |Cl2(100kPa), Pt(+)
三、影响电极电势的因素
(一) 能斯特方程式(Nernst equation)
任意电极反应 aOx + ne- bRed
RT ca (Ox)
(Ox/Red) = (Ox/Red) +
R：8.314 J·mo1-1·K-1
nF
ln cb (Red)
还原反应化学初中教案全套
还原反应化学初中教案全套
一、教学目标：
1. 了解还原反应的概念和特点；
2. 掌握还原反应的基本原理；
3. 能够辨别还原反应与氧化反应；
4. 能够正确描述还原反应的化学方程式。
二、教学内容：
1. 还原反应的概念和特点；
2. 还原反应的基本原理；
3. 还原反应与氧化反应的区别；
4. 还原反应的化学方程式。
三、教学重点与难点：
1. 还原反应的概念和特点；
2. 还原反应的化学方程式。
四、教学过程：
1. 导入：通过案例引入还原反应的概念；
2. 讲解：介绍还原反应的特点和基本原理；
3. 演示：进行实验演示还原反应的过程；
4. 练习：让学生进行练习，练习还原反应的化学方程式；
5. 总结：对还原反应进行总结，澄清重点难点。
五、教学辅助工具：
1. 实验仪器及材料；
2. 讲义PPT；
3. 案例分析。
六、教学评价：
1. 参与学生情况；
2. 学生练习情况；
3. 学生对还原反应的理解情况。
七、教学反思：
1. 教案设计合理性；
2. 教学环节流程是否合理；
3. 学生反馈及教师反馈。
高中化学：《高中化学》必修二第四章《氧化还原反应》
高中化学：《高中化学》必修二第四章《氧化还原反应》氧化还原反应作为化学中的重要反应之一，具有广泛的应用领域。
在《高中化学》必修二第四章《氧化还原反应》中，学生将通过实验和探究，深入理解氧化和还原的概念，认识氧化还原反应的特征和意义，掌握常见氧化还原反应的平衡方程式以及电子转移过程中的电子数变化等内容，提高科学思维和实验技能。
本章相关知识点：1、氧化和还原的概念、化学符号表示和电子转移过程中的电子数变化。
2、氧化还原反应的特征和意义。
3、氧化剂和还原剂的概念及其判断方法。
4、常见氧化还原反应的平衡方程式和化学实验的探究，提高实验技能和科学思维。
下面是本章的练习题：一、选择题：1、将Na转变成Na+，则它的氧化数由（）变成（）。
A、0，+1B、0，−1C、+1，02、用Cu2+溶液处理Zn的表面，此时Zn的（）。
A、氧化数增加B、氧化数不变C、氧化数减小3、SO2气体遇到KMnO4溶液，能使KMnO4氧化为（）。
A、MnO2B、MnO4−C、Mn2+4、下列物质不可以作为还原剂的是（）。
A、ZnB、CuC、Al2O35、设化学反应：Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O，那么Fe2O3的氧化数是（）。
A、+2B、+3C、+6二、填空题：1、Zn与Cu2+溶液反应时，Zn被氧化，Cu2+离子被（）。
2、NO在HNO3中发生氧化反应，NO的氧化数从（）变为（）。
三、解答题：1、请给出下列反应的电子转移方程式和氧化还原反应类型：a）Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + H2Ob）Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑ + S↓ + H2O2、在化学实验中，如何判断一种物质是还原剂或氧化剂？参考答案：一、选择题：1、B2、A3、B4、C5、B二、填空题：1、还原2、+2，+3三、解答题：1、a）Cu → Cu2+ + 2e−HNO3 + 3e− → NO2↑ + 2H2O氧化还原反应类型：还原反应b）Na2S2O3 → 2Na+ + S2O32−2H+ + 2e− → H2↑氧化还原反应类型：还原反应2、根据化学实验的结果，能够判断一种物质是还原剂或氧化剂。
4-还原反应
2014-11-5
反应活性
2014-11-5
第二节 不饱和烃的还原
一、 炔、烯烃的还原 1 . 多相催化氢化法 ①镍为催化剂: Raney Ni (活性Ni)的制备(参见教材:366):
Al-Ni+NaOH
H2O
Na2AlO4+Ni+H2↑
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②钯(Pd)为催化剂(
PdCl2+H2 Pd↓+HCl Pd(黑 色 粉 末 )
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影响多相氢化因素:
a 催化剂： 活性高 稳定性 不易中毒,再生 10%～15%被催化物质质量 用量 Ni Pd/C 1%～5%被催化物质质量 Pt 0.5%～1%被催化物质质量
载体： 为增大催化剂的表面在催化剂制备中加入的多孔物质
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b 氢压
收率 高 压 : 400atm (磁 搅 拌 ) 低 压 : 4atm(磁 搅 拌 ) 常 压 : 1atm(摆 床 )
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反应机理
H3C C C CH3 + Na
- Na
H3C C C CH3 a radical anion
H NH2 - NH 2
H H3C C C CH3
Na - Na
H H3C C C CH3
H NH2 - NH2
H3C
H
a vinylic radical
a vinylic anion
亚当斯1889年生于美国波士顿，1908年毕业于哈佛大学，曾在 柏林Ｅ·费歇尔实验室从事博士后研究工作。这一年的国外学习为 他以后一生的事业奠定了基础，使他成长为美国化学界最有代表性 的人物之一。
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还原反应工艺流程
还原反应工艺流程
《还原反应工艺流程》
还原反应是化学上的一种重要的化学反应类型，通常是指氧化还原反应中氧化物失去氧而另一物质得到氧的过程。
在工业生产中，还原反应工艺流程被广泛应用于生产各种化学产品。
一般来说，还原反应工艺流程可以分为几个基本步骤。
首先，原料准备阶段，这个阶段包括选择合适的反应原料和准备反应容器。
其次是反应过程，这个阶段包括设定合适的反应条件，如温度、压力和催化剂等，以促进还原反应的进行。
接着是产物分离和提纯阶段，这个阶段包括对产物进行分离和提纯，通常采用各种物理或化学方法，如蒸馏、结晶、萃取等。
最后是产物储存和包装阶段，这个阶段包括将产物存储在适当的条件下，并进行包装以便于运输和销售。
在工业生产中，还原反应工艺流程被广泛应用于生产许多重要的化工产品。
比如，氢氧化钠的生产就是通过电解氯化钠溶液得到氢氧化钠和氯气，而氢氧化钠又是制取碱液和其他化学产品的重要原料。
又如，工业上生产氨的哈伯过程也是一个重要的还原反应工艺流程，通过该过程亚氮与氢气在催化剂的作用下发生反应，得到氨。
总之，还原反应工艺流程在工业生产中扮演着重要的角色，通过合理设计和优化该工艺流程，不仅可以提高生产效率，还可以降低成本，从而促进化工产品的发展和应用。
第四章氧化还原反应和电化学概要
MnO
4
SO32
Mn2
SO42
（酸性介质）
（1）氧化：
SO
2 3
SO42
还原：MnO4 Mn2 （2）配平原则：
酸性介质中：多氧的一边加H＋，少氧的一边加H2O ； 碱性介质中：多氧的一边加H2O，少氧的一边加OH－ ； 中性介质中：左边加H2O，右边根据需要加H＋或OH－。
SO
3
H 2O
Cu2 | Cu
电对符号
电极符号
30 构成电极的物质，有时须注明状态。如气体分压
液体浓度等。
两个半电池中进行的反应称为半电池反应或者电极反应。
根据正负极的规定，我们可以知道：负极进行的是氧化 反应(失去电子）；正极进行的是还原反应（得到电子)。
对于Cu－Zn原电池来说，它的电极反应为：
负极：Zn = Zn2+ + 2e－ 正极：Cu2＋ + 2e－＝Cu
氧化： CrO2 CrO42 CrO2 4OH CrO42 2H2O 3e
还原： H2O2 2e 2OH 整理： 2CrO2 3H2O2 2OH 2CrO42 4H2O
§4.2 原电池与电极电势
（Primary cell and electrode potential）
3) 2I I2 2e
2) MnO4 2H2O 3e MnO2 4OH
——————————————————————————
2MnO4 6I 4H2O 2MnO2 3I2 8OH ★ 特例：H2O2
酸性介质中 氧化：H2O2 O2 2H 2e（作还原剂）
还原：H2O2 2H 2e 2H2O（作氧化剂）
Fe2 Fe3 e
Fe 3 Fe 2
无机化学课件：第四章(应化专业)
电池反应
Cu2+ + Zn →Cu + Zn2+
氧化还原电对：
氧化还原电对表示方法 氧化型物质/还原型物质
如 Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+
氧化型物质，还原型物质 如 Cu2+,Cu、Zn2+,Zn、H+,H2、Sn4+,Sn2+
(-)Pt, Cl2(p) Cl-(c) Cr2O72-(c1), H+(c2), Cr3+(c3) Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
2H2 + O2 → 2H2O
H2 - 2e- → 2H+ 氧化 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 还原
(-) Pt, H2(p1) | H+(c1) || H+(c1), H2O | O2(p2), Pt(+)
而伽伐尼的朋友伏打则认为 他可以用任意两个金属和一 种潮湿的物质（食盐水）重 复上述现象，用伏打自己的 话来说：金属是真正的电流 激发者，而神经是被动的。 从而发明了伏打堆。 这一发现引起了极大地震动， 因为这是第一个可以产生持 续电流的装置。
公元1799年，伏打发明伏打電池。
一种利用两种不同的金属夹着盐水湿过的纸张、布片 的多种构造。相当于数个电池串联，故又称为伏打电 堆。
= 0V- 0.7626 V= -0.7626 V
3. 标准电极电势的意义
待测电极处于标准态时
物质皆为纯净物 有关物质的浓度为1mol·L-1 涉及到的气体分压为100kPa 此时测得的电极电势即为标准电极电势
无机化学第4章 氧化还原反应
∵ E- =E (H+/H2) = 0.000V
∴ E = E+ = E待测
例如：测定Zn2+/Zn电极的标准电极电势 将Zn2+/Zn与SHE组成电池
(-)Pt,H2(100kPa)|H+(1mol· -3)||Zn2+(1mol· -3)|Zn(+) dm dm 298.15K时， E = -0.76V E (Zn2+/Zn) = -0.76V 又如：测定Cu2+/Cu电极的标准电极电势 将Cu2+/Cu与SHE组成电池
1. 标准氢电极(SHE)
电极反应：
2H+(aq) + 2e
电对：H+/H2 电极电势(规定):
H2(g)
H+ 标准氢电极装置图
E (H+/H2）= 0.000V
电极符号：
Pt ，H2(100kPa) | H+ (1.0mol· -3) dm
2. 电极电势的测定
将标准氢电极与待测电极组成电池： ( - )标准氢电极 || 待测电极( + ) E = E+ - E-
Cr2O72- (c1)， Cr3+(c3) ，H+(c2) | Pt (+)
例题4-1 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 解： 原电池的正极： Cr2O72- + 14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O 负极： Fe2+ = Fe3+ + e-
第4章还原反应
4ArNO2 + 6Na2S + 7H2O
4ArNH2 + 3Na2S2O3 + 6NaOH
4ArNO2 + 6Na2S + 7H2O
4ArNH2 + 3Na2S2O3 + 6NaOH
ArNO2 + Na2S2 + H2O
ArNH2 + Na2S2O3
用硫化钠反应介质碱性增加，用硫氢化钠、二硫化钠反 应介质碱性不增加。故需控制碱性时，采用二硫化钠，还可加 入强酸弱碱盐调节碱度，如氯化铵、硫酸镁等。
①总反应式
4ArNO2 + 6S2- + 7H2O
②硝基苯的还原
NO2 + NaHS + H2O k1
4ArNH2 + 3S2O32- + 6OH-
NHOH k2
NH2 k2>k1
HS- + S
HS2-
③活泼质点：
S2- > HS2- > HS-
氧化后的电子构型： S S 2-
S S +2e-
稳定（八电子）
举例
OH
NO2
+
Fe
H2O 苯
OH NH2
4.2.3 铁酸法还原工艺
⑴还原操作（以间二硝基苯为例）
①加水、铁屑、盐酸，加热使铁屑预蚀，形成活性铁粉；
②于90℃，1h内加入间二硝基苯，保持沸腾至完全反应。 ⑵产物分离方法 ①水蒸气蒸馏法。例如：苯胺，邻、对甲苯胺，邻、对氯 苯胺。这些试剂与水形成共沸物，与水不互溶。
2ArNO2 + 5Zn + H2O
ArNHNHAr + 5ZnO
初中化学还原反应教案
初中化学还原反应教案
主题：还原反应
年级：初中
课时：1课时
教学目标：
1. 了解还原反应的概念和特点；
2. 能够观察和描述还原反应的现象；
3. 掌握还原反应的基本原理和常见实验操作方法。
教学内容：
1. 什么是还原反应？
2. 还原反应的特点和实验现象；
3. 还原反应的原理和实验操作。
教学准备：
1. 实验器材：试管、试管夹、瓶塞；
2. 实验药品：铜(II)氯化物溶液、氢气、铁片、氯气等；
3. 实验记录表。
教学过程：
1. 引入：通过介绍昨天我们学过的氧化反应，引入还原反应的概念，并让学生思考还原反应与氧化反应的关系。
2. 实验操作：让学生观察实验现象，例如将铁片加入铜(II)氯化物溶液中，观察铁片表面的变化。
3. 实验分析：引导学生总结实验现象，解释还原反应的特点和原理。
4. 实验总结：让学生总结还原反应的特点和实验操作方法，并填写实验记录表。
5. 拓展练习：让学生进一步了解还原反应的应用，例如生产氢气、铁质锈蚀等现象。
6. 总结提升：通过讨论和总结，让学生加深对还原反应的理解，巩固知识点。
教学反思：通过这堂课的学习，学生对还原反应有了初步的了解，但还需要进一步的巩固和拓展。
教师需要根据学生的实际情况，调整教学方式和内容，以提高学生的学习效果。
氧化还原反应教案优秀5篇
氧化还原反应教案优秀5篇《氧化还原反应》教学设计篇一一、教材分析氧化还原反应是穿插在高一化学第四章囟素中进行学习的，这节内容的学习，在中学化学中占有很重要的地位，因为中学化学学习过程中有很多与氧化还原反应密切相关的反应、理论及应用。
如：金属的冶炼与防护，化学电池等。
只有掌握了氧化还原反应的基本概念、直观地理解反应的本质，才能更好地学习更多的相关知识，形成知识系统的良性循环，所以本节内容在中学化学中既是重点，又是难点。
二、教学内容分析1、本节教材包括两节内容：氧化还原反应的概念和氧化还原的本质，其中的氧化反应、还原反应，氧化剂、还原剂，被氧化、被还原、氧化产物、还原产物等几种概念极容易混淆。
如按教材的授课顺序，不能最好地突出重点和难点，解决本节课的主要问题，所以本人在授课过程中，以教材为基础，重组了新的知识网络：通过从三个角度分析教材，从而掌握四组概念，理解氧化还原反应本质。
三个角度：得氧失氧的角度、化合价升降的角度、得失电子的角度。
体现了在二期课改过程中，教师的课程观要发生相应的改变。
从传统的“教教材”向“用教材教”转变。
2、化学反应的本质是反应物分子通过断裂旧的化学键形成原子或原子团，原子或原子团再重新组合形成新的化学键，从而形成新生成物分子的过程。
这是一个微观世界的反应行为，人的肉眼是看不到了，反应速度也是极快的，为了让微观的世界行为以宏观的形式反应出来，使学生更形象，更直观，更生动地理解反应过程，体现信息技术与学科的有效整合，结合多媒体教学，体现多媒体教学的功能，帮助学生更好地掌握本节内容。
3、氧化还原理论，是进行辩证唯物主义教育的好题材，氧化和还原是一对典型矛盾，既是相反的又是相互依存的，通过认真引导使学生逐步理解对系统规律在自然现象中的体现，又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识。
三、学情分析结合我校学生知识基础较薄弱、解决问题能力较差的弱势，适当地创设问题情境，问题的提出，不仅要激发学生的学习兴趣，产生求知的欲望，启发学生的思维，同时也要注意让学生“跳一跳够得着”，不能对所要回答的问题失去信心。
无机化学第四章 氧化还原反应参考答案
第4章 氧化还原反应 习题参考答案1．解：S 的氧化数分别为-2、0、2、4、5、6。
2．解：（1）3Cu + 8HNO 3(稀) → 3Cu(NO 3)2+2 NO ↑ + 4H 2O（2）4Zn + 5H 2SO 4(浓) →4ZnSO 4 +H 2S ↑ + 4H 2O（3）KClO 3 + 6 FeSO 4 + 3H 2SO 4 → KCl +3 Fe 2 (SO 4)3 + 3H 2O（4）Cu 2S + 22HNO 3 → 6Cu (NO 3)2 + 3H 2SO 4 + 10NO↑ +8 H 2O3．解：（1） 12I - 2e → I 2--+) 1H 2O 2+ 2H + + 2e → 2H 2O -2I + H 2O 2+ 2H + → I 2+2H 2O -（2） 1Cr 2O + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7H 2O 27--+) 3H 2S - 2e → S + 2H +-Cr 2O + 3H 2S + 8H + → 2Cr 3+ + 3S↓ + 7H 2O27-（3） 1ClO + 6H + + 6e → Cl - + 3H 2O 3--+) 6Fe 2+-e →Fe 3+-ClO + 6Fe 2++ 6H + → Cl - +6Fe 3+3H 2O3-（4）1/2Cl 2+ 2e →2Cl - -+) 1/2Cl 2 + 4OH - 2e →2ClO -+ 2H 2O --Cl 2 + 2OH →Cl -+ClO -+ H 2O -（5）1Zn + 4OH - 2e →[Zn (OH)4]2---+) 1ClO -+ H 2O +2e →Cl -+ 2OH --Zn + ClO -+2OH + H 2O→[Zn (OH)4]2- + Cl --（6）2MnO + e → MnO 4--24- +) 1SO + OH - 2e →SO + H 2O 23---24- 2MnO +SO + 2OH →2 MnO +SO + H 2O4-23--24-24-4．解：（1）（-）Pt ，I 2(s)∣I (c 1)‖Cl -(c 2)∣Cl 2(P ), Pt （+）- （2）（-）Pt ∣Fe 2+, Fe 3+ (c 3)‖MnO (c 3), Mn 2+(c 4)，H +(c 5)∣Pt （+）4-（3）（-）Zn ∣ZnSO 4 (c 1)‖CdSO 4 (c 2)∣Cd （+）5．解：由于E (F 2/HF)＞E (S 2O /SO 42-)＞E (H 2O 2/H 2O)＞E (MnO /Mn 2+)＞E (PbO 2/Pb 2+) 28- 4- ＞E (Cl 2/Cl -)＞E (Br 2/Br -)＞E (Ag +/Ag)＞E (Fe 3+/Fe 2+)＞E (I 2/I -) 故氧化能力顺序为F 2 ＞S 2O ＞ H 2O 2＞ MnO ＞PbO 2＞Cl 2 ＞Br 2 ＞ Ag +＞Fe 3+＞I 2。
第4章 还原反应 (2h)大学有机合成
• 共轭烯烃还原为相应的烯烃；
PhCH=CHCH=CH2
Na, NH3(l) CH3OH
PhCH2CH=CHCH3
• 末端孤立双键能被还原.
二、汞齐类试剂
1、Na-Hg、Zn-Hg 试剂 • 在惰性或水（酸）介质中，将C=O还原成亚甲基 或生成醇.
O + 2 Na-Hg
O
Na-Hg, HCl
H2O
O NH2-NH2, Na
高压釜或封管, 200 ℃
CH2
+ N2
• 将醛、酮羰基 还原成甲基或亚甲基.
黄鸣龙还原（碱性条件下还原）
R R C O
+
H2N NH2
△
B
R R CH2
+
N2
R R C N NH2
TEG or DEG(三甘醇、二甘醇） 120℃（蒸出H2O)
△ 200℃ KOH R CH 2 R 65～90%
H2, 5%Os-C
PhCH=CHCH2OH
PhCH2CH2CH2OH
PhCH=CHCHO
100℃, 6 MPa
H2, Raney Ni
• 酮分子含有烯烃双键时（不论是否共轭），用
H2/Pt催化剂可选择地还原双键，得不饱和酮。
4、酰氯的还原
——催化氢化或金属氢化物选择性还原醛的反应。
Rosenmund罗森蒙德反应
思考题
一. 完成 下列的转变
1.
O2N CO2H O 2N CH2OH
2.
O2N
CHO
O 2N
CH2OH
3.
O
CHO
OH
O
CHO
OH
4. OHC
OCH3
初中化学还原反应规律教案
初中化学还原反应规律教案
一、教学目标
1. 掌握还原反应的基本概念和规律；
2. 理解还原反应的化学方程式的写法；
3. 能够应用还原反应的规律解决相关问题。
二、教学内容
1. 还原反应的概念；
2. 还原反应的规律；
3. 还原反应的化学方程式。
三、教学重点
1. 还原反应的概念和规律；
2. 还原反应的化学方程式的写法。
四、教学方法
1. 讲解结合示例展示；
2. 学生合作探究；
3. 实验演示。
五、教学过程
1. 导入：通过展示一些常见的还原反应的实例引起学生对还原反应的兴趣，引出还原反应的概念。
2. 学习：向学生介绍还原反应的规律，包括还原剂和氧化剂的定义，还原反应发生的条件等。
3. 实验演示：进行一些简单的还原反应实验演示，让学生观察实验现象并总结规律。
4. 讲解：讲解如何写还原反应的化学方程式，引导学生掌握规范的写法。
5. 拓展：引导学生应用还原反应的规律解决一些相关问题，加深对还原反应的理解。
六、教学评价
1. 提出问题让学生回答；
2. 带领学生讨论还原反应的规律；
3. 实验结果观察记录。
七、课堂作业
1. 撰写化学实验报告；
2. 完成相关习题。
八、教学反思
本节课主要教授还原反应的规律和化学方程式的写法，通过实验演示和实例展示使学生更好地理解和掌握这一知识点。
在教学过程中，要注重培养学生的实验能力和探究精神，激发学生对化学的兴趣和热爱。
4第四章 氧化还原反应
如：测Zn2+/Zn标准电极的 Eθ （Zn2+/Zn）=？ 则使其与标准氢电 极组成原电池，测得：Eθ =0.7626V（由电子流动方向可确定正、 负极）。 根据 Eθ
= E( H / H 2 －E ( Zn 2 / Zn ) ∴E ( Zn 2 / Zn )=-0.7626V )
同理可测定标准Cu2+/Cu的电极，电子流动方向是 H+/H2流向Cu2+/Cu Eθ =E ( Cu 2 / Cu ) －E ( H / H 2 ) =0.340V ∴ E ( Cu 2 / Cu ) =+0.340V
用类似方法可测定一系列电对的Eθ ，本书附录7列出一些常用Eθ 值。使用Eθ 表要注意如下几点： ①本书采用的是1953年由IUPAC规定的还原电势，（电极反应均写 为还原反应形式），美洲习惯采用氧化电势，两种不同规定中，对 相同电对，绝对值不变，只是符号相反。 ②电极电势无加合性，如2Zn2++4e ③E与介质有关，如E( Fe
0.0592 1108 1.51 lg 1.6044 V 5 1
可见，含氧酸盐在酸性介质中氧化性增强。Leabharlann 2、沉淀反应对电极电势的影响
例 在含有Ag+/Ag电对的体系中，电极反应Ag++e Ag
E(Ag / Ag ) 0.7991V , 若加入NaCl溶液，则发生沉淀反应
Ag++Cl-→AgCl(s)，生成沉淀后，溶液中c(Cl-)=1.0mol·-1， L 试计算 E( Ag / Ag )值 ?
（三）电极电势的测定
目前还无法测定电极电势的绝对值，但可用比较的方法测相 对值。通常选取标准氢电极作比较的标准，并规定： +(aq)+2e 2H H2 E H / H 2 = 0.00V 把要确定电极电势的某电极与标准氢电极组成原电池，测电 动势，由E=E(+)-E(-) 即可得。实用上为了便于比较，提出了标准电 极电势的概念。 若待测电极处于标准态（与热力学标准态标准相同）： （①纯物质，②离子浓度c=1mol·-1,气体p=pθ =100kPa），所测 L 得的电动势为标准电动势 Eθ =E(+)θ – E(-)θ
第四章答案
第四章氧化还原反应思考题1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。
(1) ⑤KMnO4, ③MnO2, ④K2MnO4, ①MnSO4, ②MnO(OH)(2) ②N2,⑦N2O5, ③N2O, ⑤N2O3,⑥NO2, ④NO, ①NH32. 试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数.CH3Cl（-2）, CH4（-4）, CHCl3（+2）, CH2Cl2（0）, CCl4（+4）(共价键数目均为4)3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。
Cs+,（+1） F-,（-1） NH4+,（-3，+1） H3O+,（+1，-2） H2O2,（+1，-1） Na2O2（+1，-1）, KO2,（+1，-1／2） CH3OH,（-2，+1，-2） Cr2O72-,（+6，-2） KCr(SO4)2·12H2O（+1，+3，+6，-2，+1）4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确,并把错误予以改正。
(1) 3Ag2S + 8HNO3─→ 6AgNO3+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O√(2) 4MnO4- + 4H+─→ 4M nO2 + （3）2O2↑+ 2H2O×(3) （2）NO2- + （4）2H+ + 2I-─→（2）NO + I2 + （2）H2O×(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+×Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(5) FeS + 4HNO3 ─→ Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑ + 2H2O√(6) （3）Fe2+ + NO3- + 4H+─→（3）Fe3++ NO↑+ 2H2O×5. 指出下列各原电池符号的表示式是否正确, 并把错误的予以改正。
(1) 氧化还原反应: Fe(s) + Ag+(aq) ─→ Fe2+(aq) + Ag(s)原电池符号: (-)Ag∣Ag+‖Fe2+│Fe(+)×(-)Fe∣Fe2+（c1）‖Ag+（c2）│Ag (+)(2) 氧化还原反应: Fe3+(aq) + 2I-(aq) ─→ Fe2+(aq) + I2(s)原电池符号: (-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe2+(c2)│Fe3+(c3) (+)×(-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe3+ (c2)，Fe2+ (c3) ∣Pt (+)(3) 氧化还原反应:2Fe2+(0.010mol·L-1) + Cl2(100kPa)=2Fe3+(0.10mol·L-1) +2Cl-(2.0mol·L-1)原电池符号:(-)Pt∣Fe2+(mol·L-1),Fe3+(0.10mol·L-1)‖Cl2(100kPa)∣Cl-(2.0mol·L-1),Pt(+)×(-)Pt∣Fe2+(0.01mol·L-1),Fe3+(0.10mol·L-1)‖Cl-(2.0mol·L-1)∣Cl2(100kPa),Pt (+)6. 氧化还原电对当氧化型或还原型物质发生下列变化时,电极电势将发生怎样的变化?(1) 氧化型物质生成沉淀；↓(2) 还原型物质生成弱酸。
初中化学第四章《氧化还原反应方程式的配平》
例2、配平：
4 3 Cu2S+ 16 + HNO3—— 6 Cu（NO3）2 + 3S+ 4 NO↑+ 8 H2O 12 Cu +1 +2 -2*1e Cu2S -4e ×3 -2 0 S -2e
+5 +2
+1 -2
+1+5-2
( 3 )根据化合价升高和降低的总数相等，确定相 应物质的系数。 ( 4 )从已确定系数的物质出发，用观察法确定其 它物质的系数。
例1、硫铁矿在沸腾炉里陪烧
4 FeS2 + 11 O2—— 2 ↑1+2*5=11 ↓2*2=4
+2 -1
0
Fe2O3+ 8 SO2
+3 -2
+4 -2
练习
练习：
写出铜与稀硝酸反应的化学方程式并配平。
+2 +5 -2
0
+2-2
+1-2
NO
N
+3e
×4
配平化学方程式
HNO3+ 8 H2O—— 12H3PO4+20NO 3 P4+ 20 H2O——5mHCl+ 2mnH3PO4 5mHClOn+ 2nPm+ 3mn
3、配平关键
（1）要以“化学式”为单位计算化合价的变化 值。 （2）可以从确定氧化剂和还原剂的系数着手， 也可以从确定氧化产物和还原产物的系数着手。
氧化还原反应
方程式的配平
浙江省文成中学
林得胜
二零零一年三月
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NH2 + 2Na2SO4 + NaOH
NH2 SO3Na
OH
OH
⑵用连二亚硫酸钠（俗称保险粉，强还原剂）还原。
O NO2 + 3NaOH + Na2S2O4 O ONa NH2 2 ONa + O2 + H2O 2 O ONa O NH2 + 4NaOH ONa NH2 + Na2SO3 + NaHSO3 +H2O
④中和盐析法。含有磺基或羧基等水溶性基团的芳胺， 如1-氨基萘-8-磺酸（周位酸）、 1-氨基萘-5-磺酸（劳伦酸） 等，可将还原产物加碱中和（产物溶于水），过滤除铁泥， 酸化或盐析得产品。
⑤溶剂萃取法。适用于难溶于水而挥发性小的芳胺， 如1-萘胺，在还原后用溶剂将芳胺从铁泥中萃取出来。 ⑶含胺废水处理 如硝基苯制苯胺，废水中含4%苯胺，可用硝基苯先萃 取，再生化处理，排放。 ⑷适用范围： 适用于含有活泼卤素的硝基化合物还原，而不发生 脱卤反应。
O ArNO + ArNHOH OHAr N NAr + H2O
O
副反应 歧化
3ArNHOH OH-
Ar N NAr + ArNH2
继续还原 ArNHOH + H2 措施：提高碱度、温度
OH-
ArNH2 + H2O
⑵氧化偶氮化合物还原成氢化偶氮化合物
O
主反应： Ar N NAr + 2H2
O
ArNHNHAr + H2O
采用同样方法，制备以下不同结构的联苯衍生物：
Cl H2Leabharlann 3, 3'-二氯联苯胺 Cl NH2 H3CO H2N 联大茴香胺 OCH3 NH2 H3C H2N 联甲苯胺 CH3 NH2
苯胺类和联苯胺通常具有较高的毒性，有的致癌，如：
NH2 H2N 强致癌 强致癌 NH2
（二）加氢还原反应
催化剂
ArNo2+ 3 H2
2
所以多硝基芳环只有部分硝基被还原，带有羟基、甲 氧基、甲基、氨基的邻对二硝基化合物，采用硫化碱部分还 原时，邻位的硝基首先被还原。
⑸反应实例
①部分还原。三方面控制：还原剂过量5%~10%，温度 40~80℃，控制碱用NaHS、Na2S2 ，有时加入其他无机盐。
NH2 NO2 4 NO2 + 6NaHS +H2O
Hammett方程： k lg k0
取代基常数； 反应常数；
k0 不含其它取代基的化合 物的反应速率常数； k 间位或对位含另一取代 基的化合物在同类反应 中的速率常数。 例：间二硝基甲苯比间硝基苯快1000倍以上(ρ=3.55)。
m, NO 0.71 m, NH 2 0.16 k1 k2 lg 0.71 3.55 2.5205 , lg 0.16 3.55 0.568 k0 k0 k1 102.5205 ( 0.568 ) 103.08 1202 k2
2，3-二氯-6-氨基喹噁啉
4.3用含硫化合物的还原
4.3.3用硫化碱还原
⑴还原剂： Na2S、NaHS、Na2Sx、NH4HS、(NH4)2Sx，
常用前三种，工业上常用Na2S2。
⑵特点：反应温和，有选择性的部分还原，用于不宜 用铁酸法还原的化合物。 缺点：收率稍低，废水处理麻烦。
⑶反应理论：硫化物是电子供给者，水或醇是质子 供给者，反应后得硫代硫酸盐。 ①总反应式
副反应： Ar N NAr + 3H2 措施：降低碱度、温度
2ArNH2 + H2O
4.4.3 联苯胺重排反应
氢化偶氮苯在酸性介质中重排，得联苯胺系化合物。以 N-N键键合 转变成C-C键合。 速率方程： 反应历程：
C6H5NHNHC6H5 + 2H+ 快 C6H5N H2N H2C6H5 + δ δ δ NH2 δ + N+H2
10%乙醇 70 C
NH2 NH2 4 NO2 88% + 3Na2S2O3
NO2 + NaHS NO2
MgSO4 90 C
NH2 NO2
②完全还原。还原剂过量10%~20%，温度60~100℃， 控制碱用Na2S、Na2S2 。 (a)1-氨基蒽醌。可用加氢、磺酸氨解、硝基氨解，国内用 硫化碱法。
O2N H3C COOC2H5 CN N Cl
Fe,HCl 乙醇
H2N H3C
COOC2H5 CN 加氢，脱卤，水解 N 90% Cl
HO H3C
CH2OH CH2OH HCl N 维生素B6
③2,3-二氯-6-氨基喹噁啉。
O2N N N Cl Cl
Fe,HCl
H2N
N N
Cl Cl
产率大于80% 其他还原法产率小于40%
4ArNO2 + 6S2- + 7H2O 4ArNH2 + 3S2O32- + 6OH-
②硝基苯的还原
NO2 + NaHS + H2O NHOH NH2
k1
k2
k2>k1
HS- + S
HS2-
③活泼质点：
S2- > HS2- > HS2-
氧化后的电子构型： S S
2-
S S
+2e稳定（八电子）
S
S +2e
ArNH2 + 2H2O
特点：副反应少，产品质量好，产率高。
加工工艺: 1）液相加氢法。液相 介质中进行，固态催化剂，原 料硝基物溶于溶剂，还原剂为氢气，气-液-固三相催 化反应。 （2）气相加氢法。气态反应物，实际上气-固相催化 反应，适用于沸点较低，容易气化的硝基物的还原。
4.5 加氢还原基本过程
O NO2 + Na2S2 + H2O O
95~100 C
O
NH2 + Na2S2O3
O 染料中间体
还原得粗品：纯度90%，含二氨基蒽醌。 精制方法：升华法，纯度质量好，能耗高,96%(纯度高)；
硫酸法，硫酸盐不溶于冷的60~70%硫酸，产生废酸；
连续精馏法，近年来研究方法； 保险粉法。
（b）α -萘胺
ArN2 HSO4
+
+NaHSO3 -H2SO4
酸性水解
Ar N NH NaO3S SO3Na
+H2O,-NaHSO4
ArNHNH2
亚硫酸盐与芳香硝基物反应，可得氨基磺酸化合物，还原兼磺化。
NO2 + NO2 3Na2SO3 + H2O NO2 SO3Na NO2
Na2SO3或NaHSO3 H2 O
+ +
v = k[PhNHNHPh][H+]2
慢
NH2C6H4C6H4NH2 + 2H+
4.4.4联苯胺系化合物的制备
工业上，将硝基化合物在氢氧化钠溶液中以锌粉为还原剂 制的氢化偶氮化合物。
2ArNO2 + 5Zn + H2O ArNHNHAr + 5ZnO
⑴还原阶段 ①温度100~105℃，碱浓度12%~13%， nNaOH:n硝基物=0.35：1.0 ②温度90~95℃，碱浓度9%，Zn过量10%~15%。 ⑵重排 氢化偶氮苯在50 ℃下于稀盐酸中转位，然后加热至90 ℃， 加入H2SO4（75% ）和 Na2SO4成盐析出。
NH4Cl > FeCl3> (NH4)2SO4> BaCl2> CaCl2> NaCl> Na2SO4> KBr> NaAc> NaOH 苯胺产率 95.5 91.3 酸性 89.2 87.3 68.5 中性 50.4 42.4 41.0 10.0 碱性 0.7
电解质常用铁粉，还原前加少量盐酸对铁进行腐蚀
NO2 + Na2S2 + H2O
102~106 C
NH2
85%~87%
α -萘胺是重要精细化工中间体，主要用途有：
NHCSNH2
HN
NHCO COOH
α -萘硫脲，杀鼠剂安妥
α -苯基萘胺，橡胶抗氧化剂
除草剂
4.3.2用含氧硫化物还原
⑴亚硫酸盐还原：能将硝基、亚硝基、羟胺基、偶氮基还 原为氨基，将重氮盐还原成肼。
OH OH NO2 + Fe H2O 苯 NH2
举例
4.2.3 铁酸法还原工艺 ⑴还原操作（以间二硝基苯为例） ①加水、铁屑、盐酸，加热使铁屑预蚀，形成活性铁粉； ②于90℃，1h内加入间二硝基苯，保持沸腾至完全反应。 ⑵产物分离方法 ①水蒸气蒸馏法。例如：苯胺，邻、对甲苯胺，邻、对氯 苯胺。这些试剂与水形成共沸物，与水不互溶。 ②减压蒸馏法。易溶于水且可蒸馏的芳胺，如间苯二胺， 对苯二胺，2，4-二氨基甲苯等，可过滤除铁泥，再浓缩除水， 减压蒸馏得芳胺。 ③热过滤法。产物溶于热水，不溶于冷水，如邻苯二胺、 邻氨基苯酚、对氨基苯酚等。热过滤除铁泥，冷却结晶析出产 物。
O C N H 靛蓝 H N C O mp 390~392 C +e ,H
+
OH C N H 靛白 H N C OH
4.4 强碱性介质中用锌粉的还原
4.4.1 用途：反应可得氢化偶氮化合物，在酸中重排生成 联苯胺系化合物，又是制造偶氮染料的重要中间体。 4.4.2，还原过程 ⑴还原成氧化偶氮化合物，放热反应，保温即可。
4. 硝基化合物的还原
H Ar NOH
-1 强碱性介质
Ar NO2
+3
Ar NO
+1
Ar NH2
-3
ArN NAr
+1 -1
ArN NAr