无机化学 第七章 氧化还原反应
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无机化学第7章氧化还原反应
实验结果与讨论
实验结果
通过实验观察和测量，可以记录到电 流计和电压计的变化情况，从而得出 氧化还原反应过程中电子转移的结论 。
结果讨论
根据实验结果，分析氧化还原反应的 特点和规律，探讨影响氧化还原反应 的因素，以及在实际生产中的应用。
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子被氧化。
电子从还原剂转移到氧化剂
02
电子从还原剂转移到氧化剂是氧化还原反应的本质，也是判断
氧化剂和还原剂的依据。
反应趋向于降低电位
03
在自发反应中，反应总是趋向于降低电位，即趋向于更稳定的
电子状态。
氧化还原反应的速率
1 2
反应速率与反应物浓度成正比
在一定条件下，反应速率与反应物浓度呈正比关 系，即反应物浓度越大，反应速率越快。
特点
氧化还原反应是电子转移的过程 ，通常伴随着元素氧化数的变化 ，并伴随着能量的变化。
氧化数与氧化态
氧化数
表示元素在化合物中的氧化态，通常用罗马数字表示。例如，在H₂O中，H的 氧化数为+1，O的氧化数为-2。
氧化态
表示元素在某个特定反应中的氧化状态，通常用希腊字母表示。例如，在反应 H₂O + O₂ → H₂O₂中，H的氧化态为+1，O的氧化态为-1。
在达到平衡后，如果增加某一反应物的浓度，平衡会向减少该物质浓度的方向移动。
压力变化对平衡的影响取决于反应前后气体分子数的变化
如果反应前后气体分子数发生变化，压力变化会对平衡产生影响；反之则不会。
04 氧化还原反应的应用
在化学工业中的应用
氧化还原反应在化学工业中有着广泛的应用，如合成 有机物、制备无机物和金属冶炼等。
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
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 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
无机化学中的氧化还原反应
无机化学中的氧化还原反应无机化学是研究无机物质的性质、组成和反应的学科，其中氧化还原反应是无机化学中非常重要的一个方面。
氧化还原反应是指物质中的电子的转移过程，涉及到物质的氧化和还原。
本文将从氧化还原反应的基本概念、应用和实例等方面进行论述。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应，简称氧化反应和还原反应，是指物质中的电子的转移过程。
其中，氧化是指物质失去电子，而还原是指物质获得电子。
在氧化还原反应中，氧化剂是接受电子的物质，而还原剂是提供电子的物质。
氧化还原反应是化学反应中最常见和重要的反应类型之一，广泛应用于许多领域。
二、氧化还原反应的应用氧化还原反应在日常生活中有许多重要的应用。
一个典型的例子是电池。
电池就是利用氧化还原反应的原理将化学能转化为电能的装置。
电池中，正极发生氧化反应，而负极发生还原反应。
而我们使用的手机、电脑等电子设备都离不开这一原理。
在工业生产中，氧化还原反应也发挥着重要作用。
例如，许多金属的提取过程实际上是通过氧化还原反应来完成的。
通过氧化还原反应，我们可以从矿石中提取出有用的金属，为人类的工业和生活做出贡献。
此外，氧化还原反应还广泛应用于环境保护和污染处理中。
许多废水和废气中含有有害的氧化物，通过氧化还原反应，我们可以将其转化为无害的物质，从而保护环境和人类的健康。
三、氧化还原反应的实例氧化还原反应有许多实际的应用。
例如，高锰酸钾与二氧化硫反应产生的二氧化锰是一种很强的氧化剂，可以用来消毒和氧化有机物。
这个反应在水处理中也有重要的应用。
另一个实际的例子是氯和亚硫酸钠的反应。
这是一种化学分析中常用的还原反应。
我们可以通过观察氯的消失来检测亚硫酸钠的含量，从而分析出样品中的其他化合物。
有机化学中也存在许多氧化还原反应的实例。
例如，烯醇和醛酮的氧化反应是合成有机化合物的重要一步。
这种反应可以通过添加氧化剂来实现，将烯醇或醛酮氧化为相应的羧酸或酮。
总结：无机化学中的氧化还原反应是化学领域中非常重要的一个方面。
氧化还原反应-无机化学
刘晓瑭
6
例:（1）检验司机是否酒后开车的反应：
3CH3C-1H2OH+2C+6r2O72- +16H+=3CH3+C3 OOH+4+C3r3++11H2O
氧化剂： Cr2O72- 还原剂：CH3CH2OH CH3CH2OH被Cr2O72-氧化成CH3COOH，表现出还原性； Cr2O72-被CH3CH2OH还原成Cr3+，表现出氧化性。
❖单质：氧化数为零。 ❖氢：氧化数一般为+1；
在金属氢化物（如 NaH）中为-1。 ❖氧：氧化数一般为-2；
在过氧化物（如H2O2、NaO2等）中为-1； 在超氧化物（如KO2）中为-0.5； 在含氟氧键时（OF2）为+2。 ❖离子：简单离子的氧化数等于其电荷数；
复杂离子中各元素氧化数代数和等于其电荷数。
2020/11/5
刘晓瑭
15
理解氧化数的概念应注意：
（1）氧化数与化合价、共价键数不同： 氧化数表示的是单质或化合物中原子的形式电荷数。
离子化合物：元素的氧化数 = 原子所带的电荷数 共价化合物：元素的氧化数 = 电子偏移的对数
化合价是指某元素的一个原子与一定数目的其它 元素的原子相结合的个数，表示的是一个原子结合 其它原子的能力。
氧化还原反应-无机化学
7.1基本概念
7.1.1 氧化与还原 7.1.2 原电池 7.1.3 电极电势和电动势
2020/11/5
刘晓瑭
4
1.氧化还原的定义
氧化——失去电子的过程； 还原——得到电子的过程； 还原剂——失去电子的物质； 氧化剂——得到电子的物质； 氧化还原反应——有电子得失的反应。 表示为：
无机化学第七章+氧化还原反应
电池符号：(-) Al |Al3+ (aq) ‖ Zn2+ (aq) | Zn (+)
三、电对的电极电势、电池的电动势及其测量
M
-
Mn
“金属-金属离子电极”
当金属 M 与其盐 Mn+ 溶液接触时，有两种 过程可能发生:
Ms Mn(aq) ne 溶解
Mn (aq) ne Ms
中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。
氧化数与化合价的区别与联系：二者有时相等，有时不等。
例题 7-1： 确定下列化合物中S原子的氧化数：
(a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；(d) SO32 ；
(e)
S4O
2 6
。
Solution
设题给化合物中 S原子的氧化数依次为 x1, x2, x3， x4和x5, 根据上述有关规则可得:
10 HClO3 + 3 P4 + 18 H2O = 10 HCl + 12 H3PO4
这里介绍一种配平 H+、OH- 和H2O 的方法供参考：
酸性介质： 多 n个O，加 2n个H+，另一边 加 n个 H2O
碱性介质： 多 n个 O，加 n个 H2O，另一边 加 2n个 OH–
中性介质： 左边多 n个 O，加 n个 H2O，右边加 2n个 OH – 右边多 n个 O，加 2n个 H+，左边加 n个 H2O
双电层之间的电势差就是M-M+电极的电极电势，即
金属高出溶液的电势差，用符号 M n /M 表示。
标准电极电势： Mn/M
是指标准电极的电势. 凡是符合标准态条件的 电极都是标准电极:
• 所有的气体分压均为1×105Pa • 溶液中所有物质的活度均为1mol·L-1 • 所有纯液体和固体均为纯净物质
三、电对的电极电势、电池的电动势及其测量
M
-
Mn
“金属-金属离子电极”
当金属 M 与其盐 Mn+ 溶液接触时，有两种 过程可能发生:
Ms Mn(aq) ne 溶解
Mn (aq) ne Ms
中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。
氧化数与化合价的区别与联系：二者有时相等，有时不等。
例题 7-1： 确定下列化合物中S原子的氧化数：
(a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；(d) SO32 ；
(e)
S4O
2 6
。
Solution
设题给化合物中 S原子的氧化数依次为 x1, x2, x3， x4和x5, 根据上述有关规则可得:
10 HClO3 + 3 P4 + 18 H2O = 10 HCl + 12 H3PO4
这里介绍一种配平 H+、OH- 和H2O 的方法供参考：
酸性介质： 多 n个O，加 2n个H+，另一边 加 n个 H2O
碱性介质： 多 n个 O，加 n个 H2O，另一边 加 2n个 OH–
中性介质： 左边多 n个 O，加 n个 H2O，右边加 2n个 OH – 右边多 n个 O，加 2n个 H+，左边加 n个 H2O
双电层之间的电势差就是M-M+电极的电极电势，即
金属高出溶液的电势差，用符号 M n /M 表示。
标准电极电势： Mn/M
是指标准电极的电势. 凡是符合标准态条件的 电极都是标准电极:
• 所有的气体分压均为1×105Pa • 溶液中所有物质的活度均为1mol·L-1 • 所有纯液体和固体均为纯净物质
氧化还原反应
氧化还原反应氧化还原反应，简称“氧化反应”或“还原反应”，是指化学反应过程中发生的电子转移。
在氧化还原反应中，物质可以同时失去电子（氧化）和获得电子（还原）。
这是一种常见的化学反应类型，广泛应用于生活和工业领域。
一、氧化还原反应的基本概念在氧化还原反应中，原子、离子或分子失去或获得电子，从而形成新的化合物或离子。
这个过程涉及到两个关键概念：氧化和还原。
1. 氧化：指某个物质失去电子的过程。
在氧化反应中，氧化剂接受了电子，从而氧化了其他物质。
2. 还原：指某个物质获得电子的过程。
在还原反应中，还原剂失去了电子，从而还原了其他物质。
氧化还原反应的特点是电子转移，因此它们往往伴随着电荷的变化。
更具体地说，氧化反应中物质的氧化态提高，还原反应中物质的氧化态降低。
这种变化可以用氧化数（电荷数）来表示，一般用罗马数字表示。
二、氧化还原反应的应用氧化还原反应在生活和工业中有着广泛的应用，下面我们分别来看。
1. 生活中的应用（1）氧化反应：常见的氧化反应是燃烧。
燃烧反应是一种氧化反应，物质与氧气反应，产生大量的能量和二氧化碳、水等产物。
生活中的火灾、炉灶燃烧等都是氧化反应的例子。
（2）还原反应：还原反应也在我们的日常生活中发挥着重要作用。
例如，食品加工过程中使用的抗氧化剂可以抑制食物氧化，延长其保质期。
此外，一些药物的治疗作用也与还原反应密切相关。
2. 工业中的应用（1）金属冶炼：金属冶炼过程中涉及到多种氧化还原反应。
例如，铁的冶炼过程中需要高温还原铁矿石中的铁，使其转化为纯铁。
（2）电池：电池运作基于氧化还原反应。
正极发生氧化反应，负极发生还原反应，电子转移产生电能。
电池广泛应用于电子产品、交通工具等领域。
（3）化学合成：氧化还原反应在化学合成中也起着重要作用。
例如，合成氨的哈伯过程中，通过催化剂促使氮气和氢气发生氧化还原反应生成氨气，这是一种工业界常用的方法。
三、氧化还原反应的实例氧化还原反应有许多不同类型的实例，下面列举几个常见的例子。
无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
7.2.1 原电池的构造 * 7.2.2 电解池与Faraday定律
7.2.3 原电池电动势的测定 7.2.4 原电池的最大功与Gibbs函数
7.2.1 原电池的构造
Cu-Zn原电池装置
精选ppt
17
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20
原电池符号(电池图示)：
( ) Z Z 2 + ( nn 1.L 0 1 )‖ C m 2 + (u o 1l.L 0 1 )C m (+ ) uo
①×28+②×3得
28N 3 +3O A 2S3s +4H 2O +10+H =6H 3As 4+ O 9S2 4O +28NO
3A 2S 3+ s28H 3+4 N 2 H O O =6 精选3 pH pA t 4 s+9 O2 H S4 O +28 13 N
例4：配平方程式
Cr(OH)3(s) + Br2 (l) + KOH K2CrO4 + KBr
书写原电池符号的规则： ①负极“-”在左边，正极“+”在右边， 盐桥用“‖”表示。
②半电池中两相界面用“ ”分开，同 相不同物种用“,” 分开，溶液、气体要注明 cB，pB 。
③纯液体、固体和气体写在惰性电极一
边用“,”
或“
分开。 ”
精选ppt
21
例：将下列反应设计成原电池并以原电池 符号表示。
22 F +1e.0 L 1 m + C 2 o 1 ll01 325P 23 F +0e.1 L 1 m + 2o C 2l.l0 L 1 m
7.2.3 原电池电动势的测定 7.2.4 原电池的最大功与Gibbs函数
7.2.1 原电池的构造
Cu-Zn原电池装置
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原电池符号(电池图示)：
( ) Z Z 2 + ( nn 1.L 0 1 )‖ C m 2 + (u o 1l.L 0 1 )C m (+ ) uo
①×28+②×3得
28N 3 +3O A 2S3s +4H 2O +10+H =6H 3As 4+ O 9S2 4O +28NO
3A 2S 3+ s28H 3+4 N 2 H O O =6 精选3 pH pA t 4 s+9 O2 H S4 O +28 13 N
例4：配平方程式
Cr(OH)3(s) + Br2 (l) + KOH K2CrO4 + KBr
书写原电池符号的规则： ①负极“-”在左边，正极“+”在右边， 盐桥用“‖”表示。
②半电池中两相界面用“ ”分开，同 相不同物种用“,” 分开，溶液、气体要注明 cB，pB 。
③纯液体、固体和气体写在惰性电极一
边用“,”
或“
分开。 ”
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21
例：将下列反应设计成原电池并以原电池 符号表示。
22 F +1e.0 L 1 m + C 2 o 1 ll01 325P 23 F +0e.1 L 1 m + 2o C 2l.l0 L 1 m
《无机化学》课件第七章
第二节 氧化还原反应的配平
以KMnO4与H2S反应为例，配平步骤如下： （1）写出未配平的离子反应方程式，如MnO4+H2S Mn2++S； （2）将未配平的离子反应方程式分解成氧化和还 原两个半反应方程式，即
MnO-4 → Mn2+ H2S → S
第二节 氧化还原反应的配平
（3）配平两个半反应方程式。加减一定数目的电子，使每个半反
第一节 氧化还原的基本概念
（1）在单质中，元素的氧化值为零。
（2）H与电负性比它大的原子结合时，氧化值为+1，与电负 性比它小的原子结合时，氧化值为-1，如在LiH、 NaH中，H的氧 化值为-1；而在HCl中，H的氧化值为+1。
（3）O除了在过氧化物或超氧化物（如H2O2、NaO2等）中
的氧化值为-1或-
（6）在中性分子中，各元素原子氧化值的代数和等于 零；在复杂离子中，各元素原子氧化值的代数和等于离子的 总电荷数。
第一节 氧化还原的基本概念
氧化数和化合价是两种不同的概念。氧化数是元素 在化合状态时的形式电荷，它按一定规则得到，不仅可 以有正、负值，多数情况下两者数值相同，也可混用， 但它们在数值上也有不一致的情况。在离子化合物中元 素的氧化数等于其离子单原子的电荷数；在共价化合物 中元素的氧化数和共价数常不一致。例如，在CH4、 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4中，碳的化合价均为4， 但其氧化数分别为-4、-2、0、+2和+4。
第一节 氧化还原的基本概念
如果以下标“1”表示还原剂的两个物种，下标“2”表 示氧化剂的两个物种，Ox和Red分别代表氧化态和还原态， 则氧化还原反应的通式可写为
Red1+Ox2 → Ox1+Red2 氧化还原反应的方向为
第七章 氧化还原反应
14
答案 ：用氧化数法配平下列反应方程式 1. 4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3+3H2O 2. 6H2O2+ Cr2(SO3)3 = H2Cr2O7 + 3H2SO4+2H2O 3.2KMnO4 = K2MnO4+ MnO2 + O2 4.2KMnO4+5Na2C2O4+16HCl= 2MnCl2+10CO2+2KCl+10NaCl+8H2O 用离子一电子法配平下列反应式 1.Cr2O72-+3H2S+8H+ = 2Cr3+ + 3S +7H2O 2.2MnO4- + 3SO32- = 2MnO2+3 SO42-+2OH(酸性介质) (碱性介质)
3.电对 电对 氧化型物质 + ne－
高氧化态
还原型物质
低氧化态
（一定条件下 可相互转化）
Cu2+ + 2e－ Cu 称为氧化－还原电对 Zn2+ + 2e－ Zn 也可表示为：Cu2+/Cu , Zn2+/Zn
SO32―－2e―→ SO42―
④使氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，然 后相加。 2MnO4― + 16 H+ + 10e－→ 2 Mn2+ + 8H2O 5SO32― + 5 H2O －10e―→ 5SO42― + 10 8H+
＋
2MnO4― +5SO32― + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5SO42― +3 H2O 2KMnO4 +5K2SO3 +3 H2SO4→ 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3 H2O
答案 ：用氧化数法配平下列反应方程式 1. 4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3+3H2O 2. 6H2O2+ Cr2(SO3)3 = H2Cr2O7 + 3H2SO4+2H2O 3.2KMnO4 = K2MnO4+ MnO2 + O2 4.2KMnO4+5Na2C2O4+16HCl= 2MnCl2+10CO2+2KCl+10NaCl+8H2O 用离子一电子法配平下列反应式 1.Cr2O72-+3H2S+8H+ = 2Cr3+ + 3S +7H2O 2.2MnO4- + 3SO32- = 2MnO2+3 SO42-+2OH(酸性介质) (碱性介质)
3.电对 电对 氧化型物质 + ne－
高氧化态
还原型物质
低氧化态
（一定条件下 可相互转化）
Cu2+ + 2e－ Cu 称为氧化－还原电对 Zn2+ + 2e－ Zn 也可表示为：Cu2+/Cu , Zn2+/Zn
SO32―－2e―→ SO42―
④使氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，然 后相加。 2MnO4― + 16 H+ + 10e－→ 2 Mn2+ + 8H2O 5SO32― + 5 H2O －10e―→ 5SO42― + 10 8H+
＋
2MnO4― +5SO32― + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5SO42― +3 H2O 2KMnO4 +5K2SO3 +3 H2SO4→ 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3 H2O
无机化学(大连理工)第七章。ppt教材
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。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最 小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以 相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将 两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子 方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。
• 1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合
• 2) Mg→Mg2+ + 2e
电子转移
• 3) 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l) 电子偏移
氧化还原反应—— 有电子得失或电子转移的反
Cu应2+。(aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g）
例1：配平反应方程式
KMnO4 (aq) + K2SO3(aq) 酸性溶液中 MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq)
①
MnO
4
+
SO
2 3
SO
2 4
+
Mn 2+
②
MnO
4
+ 8H +
+ 5e
=
Mn 2+
+
4H 2O
①
SO
2 3
+
H2O
=
SO
2 4
+
2H +
+
无机化学第7章氧化还原反应
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
3/33
§7.1 氧化还原反应的基本概念
一. 氧化数（值） 二. 氧化还原反应方程式的配平
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
4/33
一.氧化值 (oxidation number)
1.氧化还原概念的发展
1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 2) Mg→Mg2+ + 2e
氧化数与化合价的区别2
1.氧化数只指原子而不指原子团，而化合价 既可指示原子又指原子团。 （例：OH－）
2.化合价只能是整数，不能是分数，而氧化 数可以用分数。 （例：Fe3O4 ）
3.氧化数纯粹是为了说明氧化态而引入的人 为规定的概念，它可以是正数、负数或分数。 氧化数实质上是一种形式电荷数，表示元素 原子平均的、表观的氧化状态。
还原型1＋氧化型2
氧化型1＋还原型2
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
6/33
2.氧化还原电对（redox couple）
对氧化还原反应 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu O1 R1 O2 R2
Cu2+ /Cu ， Zn2+ /Zn 称为氧化还原电对，
氧化值小
氧化态和还原态为共轭关系－电子得失:Βιβλιοθήκη 连四硫酸根 离子S2
O
2 3
S4
O
2 6
Fe3O4
I的氧化值为 7
S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5 Fe的氧化值为 8
3
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
大学本科无机化学 第七章 氧化还原反应
①×5+②得
3 3
解：
①
②
6Cl 2 (g) + 12OH 10Cl + 2ClO + 6H 2 O
化简得
3Cl 2（ ）+ 6OH 5Cl + ClO + 3H 2 O g 3Cl 2（ ）+ 6NaOH 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O g
3
E (Hg2Cl2/Hg) 0.268V c 饱和甘汞电极：(Cl ) 2.8mol L ( KCl饱和溶液 ) E (Hg2Cl2/Hg) 0.2415V
1
二、标准电极电势和标准电动势
1 标准电极电势和标准电动势
标准态下：电对 E 原电池 EMF E(+ ) E()
2 电极电势的测定
2HCl（ ） 电子偏移 g
氧化数：是指某元素的一个原子的荷
电数，该荷电数是假定把每一化学键中的
电子指定给电负性更大的原子而求得的。
确定氧化数的规则
⑴ 离子型化合物中，元素的氧化数等 于该离子所带的电荷数 。 ⑵ 共价型化合物中，共用电子对偏向 于电负性大的原子 ，两原子的形式电荷数 即为它们的氧化数。 ⑶单质中，元素的氧化数为零。
3 标准电极电势表
⑴ 采用还原电势
⑵ E 小的电对对应的还原型物质还原性强
E 大的电对对应的氧化型物质氧化性强
⑶ E 无加和性
+ 2e Cl2 (g) 1 + e Cl2 (g) 2 2Cl (aq)
E 1.36V
Cl (aq)
E 1.36V
⑷ 一些电对的 E 与介质的酸碱性有关
3 3
解：
①
②
6Cl 2 (g) + 12OH 10Cl + 2ClO + 6H 2 O
化简得
3Cl 2（ ）+ 6OH 5Cl + ClO + 3H 2 O g 3Cl 2（ ）+ 6NaOH 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O g
3
E (Hg2Cl2/Hg) 0.268V c 饱和甘汞电极：(Cl ) 2.8mol L ( KCl饱和溶液 ) E (Hg2Cl2/Hg) 0.2415V
1
二、标准电极电势和标准电动势
1 标准电极电势和标准电动势
标准态下：电对 E 原电池 EMF E(+ ) E()
2 电极电势的测定
2HCl（ ） 电子偏移 g
氧化数：是指某元素的一个原子的荷
电数，该荷电数是假定把每一化学键中的
电子指定给电负性更大的原子而求得的。
确定氧化数的规则
⑴ 离子型化合物中，元素的氧化数等 于该离子所带的电荷数 。 ⑵ 共价型化合物中，共用电子对偏向 于电负性大的原子 ，两原子的形式电荷数 即为它们的氧化数。 ⑶单质中，元素的氧化数为零。
3 标准电极电势表
⑴ 采用还原电势
⑵ E 小的电对对应的还原型物质还原性强
E 大的电对对应的氧化型物质氧化性强
⑶ E 无加和性
+ 2e Cl2 (g) 1 + e Cl2 (g) 2 2Cl (aq)
E 1.36V
Cl (aq)
E 1.36V
⑷ 一些电对的 E 与介质的酸碱性有关
无机化学 课件 大连理工 高教 第七章 氧化还原反应 电化学基础
7.3 电极电势
四、标准电极电势
E(Cu2+/Cu)
(－)PtH2( 105Pa)H+(1mol· dm-3)Cu2+ (1mol· dm-3)Cu (+) EMF = 0.34V E(Cu2+/Cu)= 0.34V (－) Zn Zn2+(1mol· dm-3) Cu2+ (1mol· dm-3)Cu (+)
(4) 溶液需标出浓度,气体需标出压力
理论上，任何氧化还原反应都可以设计为原电池。
例:将下列氧化还原反应设计成原电池,写出它的电池符号 (1) Cu2+ + H2 = Cu + 2H+
(2) Fe3+ + Ag + Cl- = AgCl +Fe2+
解: (1) 电极反应: (-) H2 = 2H+ + 2e (氧化反应) (+) Cu2+ + 2e = Cu (还原反应) 电池符号:
EMF = 0.34-(-0.76)=1.1V
§ 7.4
电极电势的应用
7.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 7.4.2 判断氧化还原反应进行的方向 7.4.3 确定氧化还原反应进行的限度
§ 7.4
电极电势的应用
7.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 Eθ 小的电对对应的还原型物质还原性强；Eθ 大的电对对应的氧化型物质氧化性强。 例. 在标准条件下有三个电对: I2/I-,Fe3+ /Fe2+,Sn4+/Sn2+
试将其中的氧化剂和还原剂均按由强到弱的次序排列.
Sn4+(aq) ꨓV
无机化学课件：第七章 氧化还原反应与电极电势
5× SO32- + H2O SO42-+2H++ 2e
2MnO4 - +5 SO32-+6H+
2Mn2++5SO42-+3H2O
关于介质及其产物的处理
介质 反应物多一个O 反应物少一个O
酸性 +2H+ 碱性 +H2O 中性 +H2O
H2O 2OH2OH-
+H2O +2OH+H2O
2H+ H2O 2H+
3、在共价化合物中，元素的氧化数是 原子在化合状态时的一种形式电荷数 （将电子的偏向看成是电子的得失）。 例 H-Cl
4、电中性化合物中，所有元素氧化数 之和=0。 多原子离子中所有元素的氧 化数之和=该离子所带的总电荷数。
【例7-1 】求Cr2O72- 中Cr、Fe3O4中Fe和连 四硫酸根离子（S4O62-）中S的氧化数。
2Fe 2+ + Cl2+2e
2Fe 2+ + Cl2
Fe 3++2e 2Cl-
2Fe 3+ + 2Cl-
常见的Redox介质有：酸性（H＋），碱 性（OH－）和中性。
介质：仅是溶液中氧化还原反应的参与者 其元素氧化值在反应前后不变。
MnO4 - + SO32MnO4 -
SO32-
酸性
Mn2+ + SO42- 介质 Mn2+ （还原）
解： Cr2O72- 2x + 7(-2)= -2 x= +6
Fe3O4 3x + 4(-2)=0 x= +8/3
无机化学氧化还原反应与配位化合物
无机化学氧化还原反应与配位化合物氧化还原反应是无机化学中的重要反应类型之一，它涉及原子的电子转移过程，其中一种物质的氧化态发生变化，而另一种物质的还原态也发生相应的变化。
氧化还原反应在自然界、生物体内和人类工业生产中都广泛存在，并对我们日常生活产生着深远的影响。
一、氧化还原反应的定义和基本概念在无机化学中，氧化还原反应是指电子在化学反应中的转移。
在这类反应中，一种物质丧失电子，被认为是被氧化的；而另一种物质得到这些电子，被认为是被还原的。
因此，氧化还原反应也可以简称为“氧化反应”和“还原反应”。
基本上，氧化还原反应涉及两种基本的化学变化：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子，或增加氧原子的过程。
还原则是指物质获得电子，或减少氧原子的过程。
从电子角度来看，氧化实际上是电子的流失，而还原则是电子的得到。
这种电子转移是通过电子的传递或共享来实现的。
二、氧化还原反应的类型氧化还原反应的类型可以分为几种基本情况，包括金属与非金属的反应、氧化物与非氧化物的反应、还原性物质与氧化性物质的反应等。
1. 金属与非金属的反应在金属与非金属的反应中，金属通常容易失去电子而被氧化，而非金属则容易获得电子而被还原。
例如，钠和氯的反应产生氯化钠（NaCl），钠的氧化态由0增加为+1，氯的氧化态由0减少为-1。
2. 氧化物与非氧化物的反应在氧化物与非氧化物的反应中，氧化物通常是被还原的物质，而非氧化物则是氧化的物质。
例如，二氧化碳（CO2）与氢气（H2）反应生成甲酸（HCOOH）。
在这个反应中，二氧化碳的氧化态由+4减少为+2，氢气的氧化态由0增加为+1。
3. 还原性物质与氧化性物质的反应还原性物质指的是有能力失去电子的物质，即被氧化的物质；而氧化性物质指的是有能力获得电子的物质，即被还原的物质。
这类反应中，还原性物质失去电子，而氧化性物质获得电子。
例如，氧气（O2）与氢气（H2）反应生成水（H2O），氢气的氧化态由0增加为+1，氧气的氧化态由0减少为-2。
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2-7=-5
×2
+8H2O KMnO4 H 2O2 H 2 SO4 MnSO 4 K2 SO 4 O2
2×[0-（-1）]=+2 ×5
B：离子-电子法（半反应法） 配平原则：即氧化剂获得的电子总数与还原剂失去的电子 总数必须相等。 主要步骤：
子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
随堂练习：
1、下列反应在标态下能正向自发发生,请将它设计成原电池,并用原 电池符号表示:
MnO4 Fe2 H Mn2 Fe3 H2O
(－) Pt |Fe 2+(c1) , Fe3+(c2) ‖ Mn 2+(c3) , MnO4-(c4) , H+ (c5)|Pt (+)
3.理解影响电极电势的因素，掌握电极电势的实际应用。
4.初步认识电势-pH图。
5.熟悉元素电势图，并能实际运用元素电势图。
氧化还原反应是生活和生产中常遇到的一大类化学反应，可用
作化学热和电能的来源。对生物体特别是人体和生命活动有着重要
的意义。 C6H12O6
葡萄糖
+
6O2
6CO2
+ H2O
+ ATP
2、分写为两个半反应，一个代表氧化剂的还原反应，另一个代
表还原剂的氧化反应。
3.将两个半反应式配平。配平半反应式，不仅要使两边各种原 子的总数相等，而且也要使两边的净电荷数相等。
A：在酸性介质中，配平半反应时，缺氧一边加H2O ，每缺
一个氧原子，加1个H2O ，同时另一边加2个H＋ 。 例如：Cr2O72－在酸性溶液中被还原为Cr 3+ 的半反应： Cr2O72－ +14 H+ +6e 2 Cr3＋ + 7 H2O
氢 电 极
课堂思考
钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反 应如下： 负极（Fe）：Fe - 2e = Fe2+ 正极（C）：2H2O + O2 + 4e =4OH－
2K MnO4+ 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4+ 6K2SO4+ 3H2O
课 堂 练 习
随堂练习：
用离子-电子法配平下列反应方程：
1 、KMnO4 PbSO4 PbO2 MnSO4 H2SO（稀） 4
2KMnO4 5PbSO4 2H2O 5PbO2 2MnSO4 2H2SO 4 K 2SO 4
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
探索性实验
A:锌片被溶解,且表面镀有一层薄薄的红色的铜。
现 象
B:摸摸烧杯的底部,有点温热。
CuSO4
A：表明发生了氧化还原反应：Zn (s) + Cu2+ = Zn2+ + Cu（s） 结 论 B：但只把化学能转化为热能,我们并没有获取电能。 （原因：电子的流动是无序的！！！）
探索性实验
尽管我们看到了指针的偏转，可是电流是不连续的！！！
配平的离子方程式：
MnO4－ + 8 H+ + 5 e +） SO32+ H2O = Mn2+ + 4H2O ×2 ×5
= SO42-+ 2 H+ + 2 e
2 MnO4- + 5 SO32- + 6 H+ = 2 Mn2+ + 5 SO42- + 3H2O
5.加上原来参与氧化还原的离子，写成分子方程式：
I 类 ： 非氧化还原反应 化学反应 II 类： 氧化还原反应
第一节： 氧化还原反应的基本概念
一、 氧化还原反应的实质 随着物质结构和电化学知识的发展，人们发现，物质与氧的反 应同一系列没有氧参加的反应存在共同的特征，即在反应过程中均 伴有电子的得失。
物质失去电子的过程叫氧化； 在化学反应中： 物质得到电子的过程称还原。
第一节： 氧化还原反应的实质
一、 氧化还原反应的实质 随着物质结构和电化学知识的发展，人们发现，物质与氧的反 应同一系列没有氧参加的反应存在共同的特征，即在反应过程中均
伴有电子的得失。
典型的氧化还原实验
一、 氧化还原反应的实质
2e
Fe
还原剂
+
Cu2+
氧化剂
=
Fe2+ + Cu
电子的得失
H2
还原剂
一、原电池的组成
经过人们的不断探索，终于成功地设计了一套这样的装置：
原电池：利用氧化还原反应把化学能转化为电能的装置．
一、原电池的组成
原电池的组成:
（1）电 极
（2）导 （3）盐
负极 正极
线 桥
（4）电流计
正极（＋）：电子的流入端→铜电极Cu 2+/Cu 电化学规定： 负极（－）：电子的流出端→锌电极Zn2+ / Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
若有H+、OH -参与电极反应，它们均应表示在原电池的 符号中,且标明浓度.
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
2、NaCrO2 Br2 NaOH Na 2CrO4 NaBr
2NaCrO2 3Br2 8NaOH 2Na2CrO4 6NaBr 4H2O
第三节：原电池与电极电势
氧化还原反应的实质
2e
Zn
还原剂
+
Cu2+
氧化剂
=
Zn2+ + Cu
电子的得失
综上所述，氧化还原反应实质是包含有电子得失或电子对偏 移的反应。
Chapter 7： Oxidation-reduction reaction
电流方向
盐 桥
CuSO4
CuSO4
NH2H2O
浓氨水溶液
氧化还原反应的基本概念 原电池与电极电势 电极电势的影响因素
电极电势的应用
本章教学要求
1.认识氧化还原反应的本质，掌握配平氧化还原反应方程的方法。
2.掌握电极电势产生机理及原电池的工作原理。
2.下列反应中哪个不是氧化还原反应( A：2Ti++Zn(s)=2Ti(s)+Zn2+ C： 2Cu2++4I-=2CuI+I2
B：Ag2S(s)+4CN-=2[Ag(CN)2]-+S2D：Zn(s)+2H+ =Zn2++H2
氧化剂：
1.活泼的非金属单质：O2 、 F2 、Cl2、 Br2 等。
2.高氧化态的含氧化合物： KMnO4、K2Cr2O7、K2S2O8、KClO3、浓H2SO4、HNO3 3.高氧化态的金属离子及其配合物： Fe3+、Ce4+ 、[SnCl6]2-、[PtCl6]2-
B：在中性或碱性介质中，配平半反应时，缺氧一边加OH－ ，每
缺一个氧原子，加2个OH－ ，同时另一边加1个H2O 。
例如：MnO4－ 在中性溶液中被还原为 MnO2 的半反应。
MnO4－ + 2H2O +3e
MnO2 + 4 OH－
4.根据氧化剂所获得的电子总数和还原剂失去的电子总数必须相
等的原则，在两个半反应式中乘以适当系数，然后两式相加，可得
四、原电池中的电极类型
１、金属及其离子电极 这种电极是指将金属片插入该种金属离子的溶液中所构成 的一种电极。 如：Zn2+ | Zn
Zn
电极反应：Zn2+ ＋2e
Ｚｎ２+
Zn
特点:取材广泛,使用方便
四、原电池中的电极类型
２、气体－离子电极 这种电极是指气体与溶液中的相应离子所构成的一种电极。 如：氢电极 H+ | H2 , Pt
Li+ MnO2 = MnOOLi
随堂练习