无机化学课件氧化还原反应电化学基础
合集下载
相关主题
- 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)。
化简得：
32 C 6lO 5H C C l3 l3 O 2 O H 32 C 6lN 5 aN O N a H C a 3 3 C l2 O H l
例3：配平方程式
A 2 S 3 ( s ) s H 3 ( a ) N q H 3 A 4 O ( a ) s H q 2 S O 4 ( a ) O N q ( g )
+ 2H +
+ 2e -
②
③ ①×2+②×5得
2MnO
4
+ 16H +
+ 10e -
= 2Mn 2+
+ 8H 2O
+)
5SO
2 3
-
+ 5H 2O
=
5SO
24
+ 10H +
+ 10e -
2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO24- +3H2O 2KMnO4 +5K2SO3 +3H2SO4
例1：配平反应方程式
KM 4(a)n q K O 2S3(O a)q 酸 性 M 溶液 4 n (a中 S )q K O 2S4O (a)q
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
-
①×28+②×3得
28N 3 3O A 2S3 s42 H O 10H 63 H A4 s O 9S 2 4 O 28NO
3A 2S 3 s28H 34 N 2 H O O 63 H A4 s O 92 H S4O 28N
例4：配平方程式
Cr(OH)3(s) + Br2 (l) + KOH K2CrO4 + KBr
Fe3O4
I的氧化值 7 为
S的氧化值 2为 S的氧化值 2.5为 F的 e 氧化值 8 为
3
7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
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)。
氧化型 + Z e - 还原型 电对： Zn 2 + /Zn ，Cu 2 + /Cu
电极 金属导体如 Cu、Zn 惰性导体如 Pt、石墨棒
原电池符号(电池图示)：
( ) Z Z 2 ( nn 1.L 0 1 ) m C 2 (u o 1l.L 0 1 )C m ( ) u o
H2(g) + Cl2 (g) 2HCl (g)
电子偏移
氧化值：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。
确定氧化值的规则： ①单质中，元素的氧化值为零。 ②在单原子离子中，元素的氧化值等于
该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；
§ 7.2 电化学电池
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
负极 (电子流出 ) ：Zn(s) - 2e - Zn 2+ (aq) 氧化反应 正极 (电子流入 ) ：Cu 2+ (aq) + 2e - Cu(s) 还原反应 电池反应： Zn(s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu(s)
= 2MnSO4 + 6K2SO4 +3H2O
例2：配平
C 2 (lg N ) aO Δ H N(aaC q N l)(a 3 ( aC aq
解C ： 2l2e2C l
①Hale Waihona Puke Baidu
C 2 1 l 2 O 2C H 3 6 l2 O O H 1 0 ② e
①×5+②得：
62 C 1l 2 1 O 0 H 2 C C 3 ll6 O 2 O H
2Cr(OH)3(s) +3Br2 (l) +10OH= 2CrO24- + 6Br- + 8H2O
2Cr(OH)3(s) +3Br2 (l) +10KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O
小结： 酸性介质：
多n个O+2n个H+，另一边 +n个H2O 碱性介质：
多n个O+n个H2O，另一边 +2n个OH-
第七章 氧化还原反应 电化学基础
§7.1 氧化还原反应的基本概念 §7.2 电化学电池 §7.3 电极电势 §7.4 电极电势的应用
§ 7.1 氧化还原反应的基本概念
7.1.1 氧化值 7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
7.1.1 氧化值
有电子得失或电子转移的反应，被称 为氧化还原反应。
Cu2+ (aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
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。
解： Cr(OH)3(s) + Br2 (l) CrO24- + Br-
Br2 (l) + 2e- = 2Br-
①
Cr(OH)3(s)+ 8OH- = CrO24- + 3OH- + 4H2O + 3e-
即：Cr(OH)3(s) + 5OH- = CrO24- + 4H2O + 3e- ② ①×3+②×2得：
解 ： A 2 S 3 s N 3 O H 3 A 4 s SO 2 4 O NO
N 3 O 4 H 3 eN 2 O 2 O H
①
A 2 S 3 s 6 H 20 2 O H
23 A H4s 3 O S 2 4 4 O0 2 H 8e
即 A 2 S 3 2 ： s 2 O 0 2 H 3 A H 4 3 s2 4 O S 3O 4 2 H ②8
只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。 ④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；
但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟 的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧化值 分别为+2和+1。
⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元 素氧化值的代数和。
例： H5IO6
S2 O32 S4 O62
32 C 6lO 5H C C l3 l3 O 2 O H 32 C 6lN 5 aN O N a H C a 3 3 C l2 O H l
例3：配平方程式
A 2 S 3 ( s ) s H 3 ( a ) N q H 3 A 4 O ( a ) s H q 2 S O 4 ( a ) O N q ( g )
+ 2H +
+ 2e -
②
③ ①×2+②×5得
2MnO
4
+ 16H +
+ 10e -
= 2Mn 2+
+ 8H 2O
+)
5SO
2 3
-
+ 5H 2O
=
5SO
24
+ 10H +
+ 10e -
2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO24- +3H2O 2KMnO4 +5K2SO3 +3H2SO4
例1：配平反应方程式
KM 4(a)n q K O 2S3(O a)q 酸 性 M 溶液 4 n (a中 S )q K O 2S4O (a)q
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
-
①×28+②×3得
28N 3 3O A 2S3 s42 H O 10H 63 H A4 s O 9S 2 4 O 28NO
3A 2S 3 s28H 34 N 2 H O O 63 H A4 s O 92 H S4O 28N
例4：配平方程式
Cr(OH)3(s) + Br2 (l) + KOH K2CrO4 + KBr
Fe3O4
I的氧化值 7 为
S的氧化值 2为 S的氧化值 2.5为 F的 e 氧化值 8 为
3
7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
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)。
氧化型 + Z e - 还原型 电对： Zn 2 + /Zn ，Cu 2 + /Cu
电极 金属导体如 Cu、Zn 惰性导体如 Pt、石墨棒
原电池符号(电池图示)：
( ) Z Z 2 ( nn 1.L 0 1 ) m C 2 (u o 1l.L 0 1 )C m ( ) u o
H2(g) + Cl2 (g) 2HCl (g)
电子偏移
氧化值：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。
确定氧化值的规则： ①单质中，元素的氧化值为零。 ②在单原子离子中，元素的氧化值等于
该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；
§ 7.2 电化学电池
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
负极 (电子流出 ) ：Zn(s) - 2e - Zn 2+ (aq) 氧化反应 正极 (电子流入 ) ：Cu 2+ (aq) + 2e - Cu(s) 还原反应 电池反应： Zn(s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu(s)
= 2MnSO4 + 6K2SO4 +3H2O
例2：配平
C 2 (lg N ) aO Δ H N(aaC q N l)(a 3 ( aC aq
解C ： 2l2e2C l
①Hale Waihona Puke Baidu
C 2 1 l 2 O 2C H 3 6 l2 O O H 1 0 ② e
①×5+②得：
62 C 1l 2 1 O 0 H 2 C C 3 ll6 O 2 O H
2Cr(OH)3(s) +3Br2 (l) +10OH= 2CrO24- + 6Br- + 8H2O
2Cr(OH)3(s) +3Br2 (l) +10KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O
小结： 酸性介质：
多n个O+2n个H+，另一边 +n个H2O 碱性介质：
多n个O+n个H2O，另一边 +2n个OH-
第七章 氧化还原反应 电化学基础
§7.1 氧化还原反应的基本概念 §7.2 电化学电池 §7.3 电极电势 §7.4 电极电势的应用
§ 7.1 氧化还原反应的基本概念
7.1.1 氧化值 7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
7.1.1 氧化值
有电子得失或电子转移的反应，被称 为氧化还原反应。
Cu2+ (aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
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。
解： Cr(OH)3(s) + Br2 (l) CrO24- + Br-
Br2 (l) + 2e- = 2Br-
①
Cr(OH)3(s)+ 8OH- = CrO24- + 3OH- + 4H2O + 3e-
即：Cr(OH)3(s) + 5OH- = CrO24- + 4H2O + 3e- ② ①×3+②×2得：
解 ： A 2 S 3 s N 3 O H 3 A 4 s SO 2 4 O NO
N 3 O 4 H 3 eN 2 O 2 O H
①
A 2 S 3 s 6 H 20 2 O H
23 A H4s 3 O S 2 4 4 O0 2 H 8e
即 A 2 S 3 2 ： s 2 O 0 2 H 3 A H 4 3 s2 4 O S 3O 4 2 H ②8
只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。 ④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；
但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟 的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧化值 分别为+2和+1。
⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元 素氧化值的代数和。
例： H5IO6
S2 O32 S4 O62