第十一章 电化学基础
电化学基础知识讲解及总结
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结：1. 电化学基本概念：电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应，其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一，它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应：电化学反应可以分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应，如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质：电解是指在电场作用下，电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物，如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关，离子浓度越高，导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位：在电化学反应中，电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极，阳极是氧化反应发生的地方，阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差，它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势：电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小，它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律：法拉第定律是描述电化学反应速率的定律，它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值：pH值是衡量溶液酸碱性的指标，它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。
总结：电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
《电化学基础》课件
电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度，是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下，反应速率可由实验测定，对于一些特 定的电化学反应，也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数，它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下，反应速率常数可以通过实验测定，也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大，表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程，从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理，同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段，通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象，探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数，以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器，以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程，如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料，如正负极材 料、电解液、隔膜等。
第十一章 电化学基础 习题
第十一章 电化学基础1已知下列电对的A ϕ值：电对 Fe 2+ / Fe H + / H 2 Cu 2+ / Cu I 2 / I - O 2 / H 2O 2 ϕ/ V -0.44 0 0.34 0.54 0.68电对 Fe 3+ / Fe 2+ NO -3/ NO Br 2 / Br - H 2O 2 / H 2Oϕ/ V 0.77 0.96 1.08 1.77回答下列问题，并写出有关离子反应方程式。
(1)为什么FeCl 3溶液能腐蚀铜板?(2)Fe 2+ 离子应保存在酸性介质中，能否给亚铁盐溶液中加一些HNO 3?(3)在Br - 和I - 离子的混合溶液中，只使I - 氧化，应选择氧化剂H 2O 2和Fe 2(SO 4)3中的哪一种?(4) 铁分别与足量稀盐酸和稀硝酸反应，得到的产物有何不同? 2从锰在酸性溶液中的元素电势图MnO -4─── MnO -24 ─── MnO 2 ─── Mn 3+ ─── Mn 2+──── Mn在酸性介质中会发生歧化反应的物质是…………………………………（ ）(A) MnO -4 (B) MnO -24 (C) MnO 2 (D) Mn 2+3已知 [H +] = 1.0 mol ·dm -3 时，锰的元素电位图 ( ϕ/ V)：MnO -4─── MnO -24─── MnO 2 ─── Mn 3+ ─── Mn 2+ ─── Mn (1) 指出哪些物质在酸性溶液中会发生歧化反应； (2) 求 ϕ(MnO 4-/Mn 2+)；(3) 写出用电对Mn 2+/Mn 与标准氢电极组成原电池的电池符号及该电池的自发反应的方程式。
4根据下面电势图 (在酸性介质中) ：BrO -4─── BrO -3─── HBrO ─── Br 2─── Br - (1) 写出能发生歧化反应的反应方程式；(2) 计算该反应的m r G ∆；(3) 计算该反应在298K 时的平衡常数K 。
大学化学 电化学基础
①
②
2MnO4- + 16H+ + 10e- = 2Mn2+ + 8H2O
+) 5SO32- + 5H2O = 5SO42- + 10H+ + 10e2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
8
7.2.2 半反应法（离子—电子法）
(the half-reaction method: ionelectron)
(1) 配平原则
● 电荷守恒：得失电子数相等 ● 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等
(2) 配平步骤
● 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）. ● 将反应分解为两个半反应式，配平两个半反应的原子数及 电荷数. ● 根据电荷守恒，以适当系数分别乘以两个 半反应式，然后 合并，整理，即得配平的离子方程式；有时根据需要可将其 改为分子方程式.
5
半反应式的规律:
1、半反应式的书写格式是统一的——还原反应。如，Cu2+ + 2e
2、半反应式中同一元素的不同氧化态之间的关系如Cu2+ /Cu ， Zn2+ /Zn 称为氧化还原电对，氧化态和还原态构成氧化还原共轭 关系. 3、半反应式必须是配平的.配平的原则相同于通常的化学方程式. 4、半反应式中的物质存在形态要与溶剂相适应. 5、一个半反应中发生氧化态变动的元素只有一种.如：
还原态构成氧化还原共轭关系.
第十一章 电化学基础1
Zn 极
Zn —— Zn2+ + 2 e
（ 1）
电子留在 Zn 片上，Zn2+ 进入溶液，发生氧化
Cu 极
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 2）
通过外电路从 Zn 片上得到电子，使 Cu2+ 还原成 Cu，沉积在 Cu 片上。
Zn —— Zn2+ + 2 e
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 1）
价，将从化学式出发算得的化合价定义为 氧化数。 S2O32－ 中的 S 元素的氧化数为 2，
S4O62－ 中的 S 元素的氧化数为 2.5。
前面的讨论中我们看到，从物质的微观
结构出发得到的化合价只能为整数，但氧化
数却可以为整数也可以为分数。 一般来说元素的最高化合价应等于其所 在族数，但是元素的氧化数却可以高于其所 在族数。
电池中电极电势 大的电极为正极，故 电池的电动势 E 的值为正。
有时计算的结果 E池 为负值，这说明计 算之前对于正负极的设计有特殊要求。
（–）Zn Zn2+（1mol· dm－3） Cu2+（1mol· dm－3）Cu（+）
E池 ＝ + － －
＝ 0.34 V －（－ 0.76 V） ＝ 1.10 V
价为正； 得到电子的原子带负电，这种元素的化合 价为正。
在共价化合物里，元素化合价的数值，就
是这种元素的一个原子与跟其他元素的原子形 成的共用电子对的数目。 化合价的正负由电子对的偏移来决定。
由于电子带有负电荷，电子对偏向哪种元
素的原子，哪种元素就为负价；电子对偏离哪
种元素的原子，哪种元素就为正价。
无机化学第11章 电化学基础
正极：Cu2+ + 2e- → Cu
二、半电池/原电池符号、电极的分类
• 原则上，任何氧化还原半反应都可以设计成半 电池。 • 两个半电池连通，都可以形成原电池。 • 原电池符号： 习惯上把负极写在左边，正极写在右边，其中 “︱”表示两相界面，“‖”表示盐桥，c表示 溶液的浓度。
(-) Zn ︱ ZnSO4(c1) ‖ CuSO4(c2) ︱Cu (+)
五、能斯特方程
∵△rGm= -nFE ； △rGm= -nFE 非标准态下： △rGm= △rGm+RTlnJ ∴-nFE= -nFE +RTlnJ 对氧化还原反应:
RT EE ln J nF
能斯特方程
对电极反应:
RT [还原型] RT [氧化型] ln 或 ln nF [氧化型] nF [还原型]
活泼金属或浓度小
金属溶解的趋势小于 离子沉积的趋势，达 平衡时金属表面带正 电荷，靠近金属附近 溶液带负电荷。 Cu2++2eCu(s)
在原电池中做正极
不活泼金属 或浓度大
金属的平衡电极电势
• 产生在金属与其盐溶液之间的电势差称为 该金属的平衡电极电势（） • 电势差不仅取决于金属本性，而且与盐溶 液浓度、温度等因素有关 • 原电池，两极之间的电势差称为电动势（E） • 电动势 E = 正 - 负
例: 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。
2Fe2+(1.0mol/L)+Cl2(101325Pa) →2Fe3+(0.10mol/L)+2Cl-(2.0mol/L)
负极: Fe2+-e-=Fe3+
正极: Cl2+2e- =2Cl原电池符号:
Chapter11 电化学基础
H 一般为 ，PH3； 在NaH中为－ 1。 一般为+1， 中为－ 。 中为 离子化合物中， 离子化合物中，氧化数 = 离子电荷数 共价化合物中， 共价化合物中，氧化数 = 形式电荷数 总电荷数=各元素氧化数的代数和 各元素氧化数的代数和。 总电荷数 各元素氧化数的代数和。 例：K2 Cr2O7中， Cr为+6 为 Fe3 O4 中，Fe为+8/3 为 Na2 S2 O3中，S 为+2 Na2 S4 O6中， 平均为2.5 个 二个S为 平均为 (2个S 为0, 二个 为+5)
E = ϕ+ − ϕ−
现在的问题在于，用什么电极作为参比电极， 现在的问题在于，用什么电极作为参比电极，参比电极的电 极电势如何得知。 极电势如何得知。 电化学和热力学上规定， 电化学和热力学上规定，标准氢电极 如图，铂丝连接着涂满铂黑（ 如图，铂丝连接着涂满铂黑（一种极 的铂片，作为极板， 细的铂微粒 ）的铂片，作为极板，插入到 溶液中， 标准态的 H + （1 mol·dm － 3）溶液中，并 向其中通入标准态的 H2（1.013 × 10 5 Pa） ） 构成标准氢电极。 构成标准氢电极。 离子电极。 氢电极属于气体 — 离子电极。 氢电极作为电池的正极时的半反应为 2 H + + 2 e- —— H2 标准氢电极作为负极时， 标准氢电极作为负极时，可以表示为 Pt | H2（1.013 × 10 5 Pa）| H +（1 mol·dm － 3 ） ）
ϕθ
H+ / H2
= 0 V
标准氢电极与标准铜电极组成的原电池， 标准氢电极与标准铜电极组成的原电池，用电池符号表示为 (－) Pt|H2 ( pθ ) |H + (1 mol·dm－3 )‖Cu 2 +( 1 mol·dm－3 )|Cu ( + ) ‖ 测得该电池的电动势 E θ = 0.34 V， ， 由公式 E θ = ϕ θ − ϕ θ ， 得 ϕ θ + − +
第11章 电化学基础教案资料
8H+ + MnO4- + 5e → Mn2+ + 4H2O 碱性介质: SO42- / SO32SO42- + H2O + 2e → SO32- + 2OH-
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Cr2O72- + 14H++6e →2Cr3++7H2O (酸性)
第11章 电化学基础
基本要求
1.理解氧化还原反应的实质，掌握配平氧化还 原方程式的方法。
2.理解电极电势的概念，以及浓度、沉淀、酸 度等对电极电势的影响。
3.掌握应用电极电势判断氧化还原反应进行的 方向和限度及其计算。
4.了解元素电势图及其运用。
2020/7/17
11-1 氧化还原反应 氧化：与氧化合。 还原：金属氧化物变成金属单质。 如：Fe氧化：Fe +1/2O2 = FeO
ClO3-+ 3H2O+6e →Cl- + 6OH- (碱性)
NO3- + 3H+ + 2e → HNO2 + H2O (酸性) 4、半反应中的非氧化还原部分主要有: a、酸碱组分： H+只出现在氧化态一侧；OH-只出现在还 原态一侧。
2020/7/17
b、沉淀剂和难溶物组分： 如Ag+/Ag中加入Cl-： AgCl/Ag 半反应： AgCl+e=Ag+Clc、配合物的配体： 如Ag+/Ag中加入NH3：Ag(NH3)2+/Ag 半反应： Ag(NH3)2++e=Ag+2NH3 d、氧化物或含氧酸根中的O2-（但不能单独在
电化学基础
知识与 进一步了解原电池的工作原理，能够写出原电池 技能 过程与 方法 情感、 态度与 价值观
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的电极反应式和总方程式。 通过原电池原理的探究活动，培养学生推理和分 析问题的能力以及应用氧化还原反应原理解决问 题的能力。 通过一些实验和探究活动，使学生增强探索化学 反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。
－ 2＋ Zn － 2e ===Zn 负 氧化 被 。锌为 极。电极反应式为：
。
2． 铜半电池： CuSO4 溶液中的 Cu2＋从铜片上得到电子，
－ 2＋ 正 Cu ＋ 2e ===Cu 。 还原 被 为铜。 铜为 极， 电极反应式为：
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3．盐桥 (1)成分：KCl 饱和溶液。
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一、两种原电池装置对比 实例 装置 图对 比
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电化学基础练习题及答案
第11章氧化还原反应电化学基础一、单选题1. 下列电对中，ϕθ值最小的是：DA: Ag+/Ag；B: AgCl/Ag；C: AgBr/Ag；D: AgI/Ag2. ϕθ(Cu2+/Cu+)=0.158V，ϕθ(Cu+/Cu)=0.522V，则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为：C A: 6.93×10-7；×1012；C: 1.4×106；×10-133. 已知ϕθ（Cl2的电极反应是：DA: Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl- - 2e- = Cl2C: 1/2 Cl2+e-=Cl- D: 都是4. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：D A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2 D: FeCl35. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：BA: Sn4+ + 2e- = Sn2+B: Cl2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：AA: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2 D: 均可二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）1. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快。
×（电极电势为热力学数据，不能由此判断反应速率）2．由于ϕθ（Cu+/Cu）= +0.52V , ϕθ（I2/ I-）= +0.536V , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。
×（标态下不反应，改变浓度可反应。
）3．氢的电极电势是零。
×（标准电极电势）4．FeCl3，KMnO4和H2O2是常见的氧化剂，当溶液中[H+]增大时，它们的氧化能力都增加。
×（电对电极电势与PH无关的不变化。
电化学基础知识
电化学基础知识电化学是一门研究电子在化学变化中作用的科学。
它主要研究电化学反应的机理、热力学和动力学等。
电化学可以用来研究电解质溶液的性质、金属腐蚀的原理、电池的工作原理、电镀的原理以及电化学分析等。
一、电化学反应一个化学反应发生，需要有电子的转移。
电化学反应也是如此，它需要电子的转移。
一个完整的电化学反应分两个半反应式，分别称为氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应式： A → A+ + e-还原半反应式： B+ + e- → B这两个半反应式通过电子转移而产生化学反应。
氧化半反应式是电子被剥离的一方，称为还原剂，还原半反应式是电子参与化学反应的一方，称为氧化剂。
还原剂和氧化剂组成氧化还原对。
电子是一种基本的负电荷物质，具有负电荷。
二、电化学反应热力学电化学反应的热力学包括了内能、熵、焓、自由能等概念。
自由能是化学反应是否能够自发进行的重要标准，它可以通过以下公式求出：∆G=∆H-T∆S式中：∆G是自由能变化；∆H是焓变化；∆S是熵变化；T是温度。
当∆G＜0时，化学反应可以自发进行；当∆G＝0时，反应处于平衡状态；当∆G＞0时，反应不能自发进行。
三、电化学反应动力学电化学反应动力学主要研究电化学过程中的反应速率和化学动力学规律。
在电化学反应中，主要的影响因素有电极表面的物理化学状态、电化学反应的温度、电化学反应的电位等。
电极表面的物理化学状态是影响电化学反应速率的主要因素。
它可以通过电极的面积、形状、表面不纯物质的存在与否等因素来影响电化学反应速率。
温度对电化学反应速率也有较大的影响。
当温度升高时，电化学反应速率会增加；当温度降低时，反应速率会减慢。
因此，电化学反应的温度是要进行控制的。
电化学反应的电位对电化学反应速率也有较大的影响。
电位是电化学反应中实际电位和标准电位之间的差值。
当实际电位高于标准电位时，电化学反应速率会加快；当实际电位低于标准电位时，反应速率则会减慢。
四、电化学分析电化学分析是依靠电化学原理进行的分析和检测。
《电化学基础》课件
学习储能装置和电池技术的原 理，如锂离子电池和太阳能电 池。
燃料电池和电化学传感器
燃料电池
探索燃料电池的原理与应用，如氢燃料电池和燃料电池汽车。
电化学传感器
了解电化学传感器的工作原理，以及其在环境监测和医学诊断中的应用。
《电化学基础》PPT课件
本PPT课件将介绍电化学的基础理论、动力学、电池与电解池、电化学表征技 术以及电化学的应用领域，带你深入了解这个令人着迷的领域。
电化学基础理论
1 电化学基础概念
2 电化学反应的基本
学习电化学的基础概念，
特征和实验表征方 法
包括电解质、离子和电
探索电化学反应的特征
子传输。
以及实验方法，包括溶
了解反应速率和速率常数的 定义及其在动力学研究中的 重要性。
电池和电解池
1
电池和电解池的基本概念
探索电池与电解池的原理和应用，包
奥姆定律和纳尔斯特方程
2
括电子转移和离子传输过程。
学习奥姆定律和纳尔斯特方程，揭示
电池和电解池中电流与电势之间的关
系。
3
活性质量、化学放电和电化学 效率
和计时电流法
深入了解线性扫描伏安法和循环伏安法的 原理和应用。
探索电位阶跃法和计时电流法在电化学研 究中的重要性。
电化学应用
电催化和电极催化反应
电化学合成和电化学分析 储能装置和电池技术
了解电催化和电极催化反应的 应用，如催化转化和废水处理。
探索电化学合成和电化学分析 在化学工业和实验室中的应用。
电解和电沉积过程
4
响，以及化学放电和电化学效率的计
算。
了解电解和电沉积在电化学中的应用
以及相关实验和工业过程。
电化学基础及电化学分析
电化学基础及电化学分析电化学是研究电荷转移过程及其与化学反应之间相互转化关系的学科。
它在现代化学、能源储存和转换、材料科学以及环境和生物科学等领域中具有重要应用。
本文将介绍电化学的基础知识，并重点探讨电化学分析的原理和应用。
一、电化学基础1. 电化学中的基本概念电化学研究的核心是电荷转移过程，该过程包括氧化反应和还原反应。
基本概念包括电势、电流、电解质和电极。
电势是物质中电荷移动的驱动力，电流是单位时间内通过导电体的电荷量。
电解质是能在溶液中形成离子的物质，它们可以导电。
电极是用于充当电流的进出口的物质或表面。
2. 电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极（阳极和阴极）和一个电解质组成。
阳极是发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。
电化学电池可以分为原电池和电解池。
原电池利用化学反应自发向电能转化，而电解池则利用外加电势将电能转化为化学反应。
二、电化学分析电化学分析利用电化学技术来检测和定量分析样品中的化学物质。
它具有灵敏度高、选择性好和响应速度快等优点，因此被广泛应用于环境、食品、生物医学和工业领域。
1. 伏安法伏安法是最常用的电化学分析技术之一。
它通过测量电流和电势之间的关系，定量分析样品中的物质。
伏安法可以进一步分为直接伏安法和间接伏安法。
直接伏安法是直接测量电流和电势的关系，而间接伏安法利用电化学反应的峰值电流和电势之间的关系进行分析。
2. 极谱法极谱法是利用电极上产生的电流和电势之间的关系来分析物质。
它可以用于定量分析和定性分析。
常用的极谱法包括线性扫描伏安法（LSV），循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）等。
3. 电化学阻抗谱法电化学阻抗谱法是一种研究电化学界面和电解质中离子传递过程的分析方法。
它可以通过测量交流电压下的阻抗变化来监测界面的特性和反应的动力学过程。
4. 恒流电位法恒流电位法是一种基于恒流条件下测量电势变化的电化学分析技术。
它可以用于研究电化学反应动力学，以及测量样品中的特定物质。
第十一章电化学基础-PPT精品
半反应式加合为一个配平的离子反应式。
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl➢ 如果在半反应中反应物和产物中的氧原子数不同，可在半反应式中加H+(
酸性)或OH-(碱性)和H2O，使两侧的氧原子数和电荷数均相等。 ➢ 除了正确的配平方法外，必须熟悉该反应的基本化学事实。
2020/6/5
例：用离子-电子法配平
这类电极中氢电极特别重要。
2020/6/5
例如 (-) Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol·L-1)‖Cr2O72-(10mol ·L-
1),Cr3+(1.0mol·L-1), H+(1.010-2mol ·L-1)|Pt (+) 负极: H2 ⇌ 2H+ + 2e正极: Cr2O72- +14H+ +6e- ⇌ 2Cr3++7H2O 总反应:Cr2O72- + 13H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O
10HClO3 + 3P4 + 18H2O === 10HCl + 12H3PO4 ➢ 如果反应反程式两边的氧原子数相等，即证明反应反程式已配平。
再如： 3As2S3 + 28HNO3 = 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO
2020/6/5 2MnO4- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O
(3) 若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
第十一章电化学基础.ppt
(3)若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
(4) 配平各元素原子数（观察法）
先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 1）配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18
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)。
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。
3）配平（或核对）O的原子数目：已平衡。
对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程 式”表示（更简洁），配平步骤类似： MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
氧化还原反应 电化学基础
③
①×2+②×5得
4
+ 16H + + 10e = 2Mn 2 + + 8H 2 O 2MnO
+ ) 5SO 2 + 5H O = 5SO 2 + 10H + + 10e 3 2 4
2MnO + 5SO + 6H = 2Mn + 5SO + 3H2O 2KMnO + 5K 2SO3 + 3H2SO4 4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
负极，氧化反应
Zn(s) Zn2+(aq)+2e-
正极，还原反应 2H+(aq)+2e氧化还原反应 H2(g)
Zn(s)+2H+(aq)
Zn2+(aq)+H2(g)
11.2.3 原电池的电动势
( ) Zn Zn 2+ (1.0mol L1 ) ‖ 2+ (1.0mol L1 ) Cu ( + ) Cu
4
2 3
+
2+
2 4
例2：配平
Cl2 (g) + NaOH(aq) NaCl(aq) + NaClO3 (aq)
△
解：Cl 2 + 2e = 2Cl
①
3
Cl 2 + 12OH = 2ClO + 6H2 O + 10e
①×5+②得：
3
②
6Cl2 + 12OH = 10Cl + 2ClO + 6H2 O
电化学基础(4).ppt
Zn2+（aq）+2e-→Zn 金属的溶解和沉积能形成动态平衡。
原电池
如果金属表面附近的溶液中，维持着一定数量的 正离子；在金属表面上，则保留着相应数量的自由 电子（对于不同的电极，可能出现不同的情况）。 这样，在金属和溶液之间就产生了电势差。
氧化还原反应
二、氧化还原反应半式
为了分析氧化还原反应，特别是将氧化还原 反应与电子得失、电流相联系，可以把氧化还 原看做是两个“半反应”连接而成的，即：氧 化还原反应的化学方程式可分解成两个“半反 应式”，例如：
氧化还原反应 Cu2++Zn=Cu+Zn2+
半反应 Cu2++2e-=Cu 还原反应
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反映
影响电极电势差的因素有电极的本性、温度、介 质、离子浓度等。
当外界条件一定时，电极电势差的高低就取决于 电极的本性。对于金属电极，则取决于金属离子化 倾向的大小。
MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O 这种配平方法称为离子一电子法，只适于水溶液中
11-2 原电池
一、氧化还原反应和电子转移 1、氧化数变化和电子转移 金属锌置换Cu2+的氧化还原反应如下： Zn+Cu2+===Zn2++Cu Zn和Cu2+在反应中氧化数发生了变化，根据它
原电池
2、原电池
将锌和锌盐溶液与铜和铜盐溶液分开为两个半电 池，即锌半电池和铜半电池；外电路用导线接通， 半电池用盐桥沟通，这样就得到了一个Cu-Zn原电 池。产生电流的方向和大小可由检流计测出。
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第十一章 电化学基础
1、 氧化还原平衡与以前学过的各类平衡有何异同？
答：氧化还原反应的基本特征是反应前后元素的氧化态数值发生变化
化学平衡包括氧化还原平衡、酸碱中和平衡、沉淀溶解平衡、电离平衡等
氧化还原平衡与其它平衡的相同点：都与压强温度浓度有关，都有对应的平衡常数，都符合物料守恒，电荷守恒，能量守衡
答：不矛盾
半反应：Ag-e=Ag+（负极） 半反应：2H++2e-=H2（正极）
，
由于Ksp（AgI）很小，使得小于0，=0.799甚至电极电势降为负值
故 Eθ＞0，可以反应
11、Na与水反应剧烈，Ca与水反应缓慢，但在金属活动顺序表中，Ca却排在Na前面，为什么？你可从中得到哪些启示？
Cl2 + 2e- →2Cl-. 电极符号分别为：Pt│H2(g)│H+；Pt│Cl2(g)│Cl-; C．金属/金属难溶盐或氧化物/阴离子电极
例如表面涂有AgCl的银丝插在HCl溶液中电极反应为：AgCl + e- → Ag + Cl- ; 电极符号：Ag- AgCl(s)│Cl- ; D．氧化还原电极如Pt插在含有Fe3+和Fe2+离子的溶液中Fe2+│Fe3+电极的电极反应为：Fe3+ + e- → Fe2+ ; 电极符号：Pt│Fe3+
离子--电子法除对于用氧化数法难以配平的反应式比较方便外，还可通过学习离子--电子法掌握书写半反应式的方法
4、什么叫电极（半电池）、电池符号、电极电势、标准电极电势、电动势？如何写出电极反应、电池反应？
答：（1）电极=金属棒+对应的溶液=半电池
（2）电池符号：如：，符号的约定如下：
A．用单竖线隔开电极和电解质溶液；
（6）若反应方程式两边的氧原子数相等，即证明反应方程式已配平
离子--电子法配平氧化还原方程式，是将反应式改写成半反应式，先将半反应式配平，然后将这些半反应式加和起来，消去电子而完成
具体配平步骤：
（1）先将反应物的氧化还原产物，以离子形式写出
Fe2++Cl2Fe3++Cl-
，E随温度的改变而改变
（2）浓度的影响
A．电极本身的浓度，[氧化型]增大，电极电势增大，[还原型]增大，电极电势减小
B．[H+]浓度的变化
C．生成难溶物
D．配合物，总之影响K，由于电极电势的改变，即E＞0，正方向；E＜0，逆方向；E=0不发生氧化还原反应
13、对具体的电极反应，书写能斯特方程，应注意什么？能斯特方程中的n与电极反应中物质的计量系数有何异同？
2Fe2+=2 Fe3++e-
+）Cl2+2e-=2 Cl- ， 2Fe2++ Cl2=2 Fe3++2 Cl-
反应物多氧或少氧在半反应式中加H+离子或OH-离子，利用水的电离平衡使两侧的O原子数和电荷数均相等
氧化数法既可配平分子反应式，也可配平离子反应式，是一种常用的配平反应式的方法
（3）H在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的氢化物中（如：NaH、CaH2），H的氧化态为-1
（4）O在化合物中的氧化数一般为-2，在过氧化物中为-1，在超氧化物中为-1/2，在OF2中，氧化数为+2
氧化态与化合价的异同：（1）氧化态可以是分数（如：KO2中O的氧化态为-1/2），但化合价一定是整数
第一步拆：
Fe(OH)2 = Fe2+ + 2OH-
Fe3+ +e- = Fe2+
O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
答：对具体的电极电势，书写能斯特方程时应注意如下几点：
（1） 电子转移的个数n
（2） 还原型，氧化型的相对位置，及与对数前的正负号对应
（3） 注意：还原型、氧化型的指数对对数的影响
（4） 注意热力学的状态（固体不考虑），液体的浓度、气体的分压
能斯特方程中的n与电极反应中物质的计量系数的异同点如下：
HClO3+P4HCl+H3PO4
（2）找出氧化剂中元素氧化数降低的数值和还原剂中元素氧化数升高的数值
（3）按照最小公倍数的原则对各氧化数的变化值乘以相应的系数10和3，使氧化数降低值和升高值相等，都是60
-1-5=-6，-6×10=-60；4×（5-0）= +20，+20×3 = +60
（2）注意某个具体反应所处的环境
酸性环境查酸表，碱性环境查碱表 .
（3）氧化型物质得电子的本领与还原型物质失电子的本领的强弱可以从jθ值的大小来判别
（4）电极电势的数值与反应的系数、半反应的方向以及反应速率无关
应用：A
判断氧化剂和还原剂的强弱；
B．判断氧化还原反应的方向和进行的程度；
在673K下
3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)
Kθ=5.7×104
3/2H2(g) +1/2N2(g) = NH3(g)
Kθ=2.4×102
Eθ、jθ与半反应的计量系数无关
可得
10、Ag能溶于1mol/LHI溶液中放出H2，这与金属活动顺序表（Ag在H后面）是否矛盾？为什么？
相同点：n都表示物质的计量，一个只是电子转移的数量，且都影响该状态下的电极电势
不同点：同一个电极反应在同一个反应的n不尽相同
14、如何求涉及氧化还原反应的多重平衡的总平衡常数Kθ总？
答：求总的平衡常数（一个氧化还原的多重平衡）可将平衡拆成几个单向反应，包括一个氧化还原平衡：以Fe(OH)3为例： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
（2）将方程式分成两个未配平的半反应式，一个代表氧化，一个代表还原
Fe2+Fe3+（氧化） Cl2 Cl-（还原）
（3）调整计量数并加一定数目的电子使半反应两端的原子数和电荷数相等
Fe2+= Fe3++e-（氧化半反应） Cl2+2e-=2 Cl-（还原半反应）
（4）根据氧化剂获得的电子数和还原剂失去的电子数必须相等的原则，将两个半反应式加合为一个配平的离子反应式：
C．计算原电池的电动势，原电池反应的自由能、平衡常数溶度积常数等热力学数据
D．计算其他半反应的标准电极电势
条件：A
jθ与半反应的方向无关
B．jθ与半反应方程式系数无关
C
jθ与半反应物质形态有关
D
jθ与半反应速率无关，属于热力学数据
E
jθ是在水溶液体系中测定的，只适用与水溶液体系，不适用高温反应，非水溶剂
Fe2+
两种不同的电极组合起来
即构成原电池，电池反应也可用简易的电池符号表示
铜、锌原电池可写为：
"||"表示盐桥，C1和C2分别表示各溶液的浓度，习惯上常将电池反应中起氧化作用的负极写在左边
又如铜电极与标准氢电极组成的电池可表示为：
（－）Pt│H2(1.013×10-5Pa)│H+(1mol/dm3) || Cu2+(C)│Cu (＋)
答：应用能斯特方程很好的把电极电势和电动势与反应的平衡常数，吉布斯自由能联系起来，方程的主要形式是：（1），应用它可进行
A．氧化还原反应的平衡常数及反应程度的判断：K＞105，反应很完全
B
溶度积常数的测定以AgCl为例
Ag++Cl-=AgCl（S），求Ksp和K
（2）影响标准电极电势的因素，由
B．用双竖线隔开两个半电池（通常为盐桥）
C．负极在左，正极在右
（3）产生在金属和它的盐溶液之间的电势叫做金属的电极电势
（4）标准电极电势是电极电势的基准，国家规定：298K下含1mol/L浓度的H+溶液、1标准压力的H2的电极电势，符号"θ"表明该体系处于热力学标态
（5）电池的电动势等于正极电极电势与负极电极电势之差：
5、讨论氧化还原电对与共轭酸碱对的异同点？
答：氧化还原电对是由氧化剂与它的共轭还原剂和还原剂与它的共轭氧化剂共同构成的，有电子的转移，氧化数的改变
共轭酸碱对由它的酸与其共轭碱和碱与它的共轭酸共同组成，有质子的转移
6、查阅标准电极电势时，应该注意什么？它有哪些应用？有什么条件？
答：正确使用标准电极电势表的有关问题：
F
jθ只适用于热力学标态和常温（298K）下的反应
7、如何用对角线规则判断氧化还原反应的方向？
答：在电极电势表中，右上方的物质可以还原左下方的物质，左下方的物质可以氧化右上方的物质
8、如何综合考虑对氧化还原反应方向的判断？
答：
（1）=0达到平衡，可逆性很大
＞0逆方向进行程度很大
（4）将找出系数分别乘以在氧化剂和还原剂的分子前面，使方程式的两边Cl原子和P原子的数目相等
10HClO3+3P410HCl+12H3PO4
（5）检查反应方程式两边的H原子数目，找出参加反应的水分子数
10HClO3+3P4+18H2O=10HCl+12H3PO4
（1）在Mn+ + ne- → M，电极反应中，Mn+为氧化型，M为还原型，即氧化型+ ne- →还原型
同一物质在某一电对中是氧化型，在另一电对中可以是还原型，例如：Fe2+离子在Fe2+ + 2e- → Fe，jθ= -0.44V; Fe3+ + e- → Fe2+ ; jθ= +0.77V; 前一个半反应中是氧化型，在后一个半反应中是还原型，所以在讨论Fe2+有关的氧化还原反应时，要弄清Fe2+是氧化型还是还原型，从而正确选用与之对应的jθ值