无机化学实验(氧化还原平衡)

无机化学实验报告

姓名：黄文轩学号20160182310085

实验名称：氧化还原和电化学

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

1.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，还原剂在反应中被氧化，元素的氧化值增大。物质的氧化还原能力的大小可以根据对应的电对的电极电势的大小来判断。电极电势越大，电对中的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E MF=E(氧化剂）--E(还原剂）>0时，反应能正向自发进行。

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

E=E⊝+0.0592V

Z lg c（氧化型）c（还原型）

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

1.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，还原剂在反应中被氧化，元素的氧化值增大。物质的氧化还原能力的大小可以根据对应的电对的电极电势的大小来判断。电极电势越大，电对中的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E MF =E(氧化剂）--E(还原剂）>0时，反应能正向自发进行。

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

E=E ⊝+0.0592V Z lg c （氧化型）

c （还原型）

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(2-).

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

2.原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。以饱和甘汞做电极与待测电极组成原电池，用酸度计可以测定原电池的电动势。当有沉淀和配位化合物生成时会引起电极电动势和电池电动势的改变。

三.仪器与试剂

仪器：试管，烧杯

试剂：CuSO4(0.1mol/L) KI(0.1mol/L) CCL4 KMnO4(0.01mol/L), H2SO4(2mol/L) NaOH(6mol/L) NaSO3(0.2mol/L) KIO3(0.1mol/L), NaOH(2mol/L) FeCL3(0.1mol/L) KBr(0.1mol/L) SnCL2(0.2mol/L), KSCN(0.1mol/L) H202(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

取一支试管，加入10滴0.1mol/LCuSO4溶液，10滴0.1mol/LKI 溶液，观察现象，再加入10滴CCL4充分振摇，观察CCL4层演的。

CuSO4 加入KI 加入CCL4

2.介质酸碱性地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/LKMnO4溶液。在第一支中加3滴2mol/LH2SO4溶液，第二支中加6滴蒸馏水，第三支中加6滴6mol/LNaOH溶液，然后分别向三支试管中逐滴滴加0.2mol/LNa2SO3溶液，振摇并观察三支试管中的现象

加KMnO4 加NaSO3

(2)对反应方向的影响

取一支试管，加入10滴0.1mol/LKI溶液和2----3滴0.1mol/LKIO3溶液，混匀后观察现象，再加入几滴2mol/LH2SO4溶液，观察现象，再逐滴滴加2mol/LNaOH溶液使溶液呈碱性，观察现象。

加KI 加KIO3

加H2SO4 加NaOH

3.利用电极电势判断氧化还原反应的方向

(1)取一支试管，加入10滴0.1mol/LKI溶液和2滴0.1mol/LFeCL3溶液，摇匀后，加入6滴CCL4充分振摇，观察CCL4层颜色

加KI 加FeCL3

加CCL4

(2)以0.1mol/LKBr溶液代替0.1mol/LKI溶液进行同样的实验，观察CCL4层颜色。

加KBr 加FeCL3

加CCL4

4.利用电极电势判断氧化还原反应进行的顺序

取一支试管，加入10滴0.1mol/LFeCL3溶液和4滴0.mol/LKMnO4溶液，摇匀后再逐滴滴加0.2mol/LSnCL2溶液，并不断振摇至KMnO4溶液刚一褪色(SnCL2不能过量），加入1滴0.1mol./LKSCN 溶液，观察现象。继续滴加0.2mol/LSnCL2,观察溶液颜色变化。

加FeCL3 加KMnO4

第一次加SnCL2 加KSCN

第二次加SnCl2

5.氧化性和还原性的相对性

可选用试剂：0.01mol/LKMnO4. 0.1mol/LKI 3%H2O2,CCL4

2mol/LH2SO4

取两支试管，分别加入H2SO4,然后第一支加KMnO4,第二支加入KI,最后第一支加H2O2,第二支加H2O2和CCL4.

左边开始