第九章氧化还原反应、电化学基础
氧化还原与电化学反应
氧化还原与电化学反应氧化还原反应是化学中一种重要的反应类型，涉及物质之间的电子转移过程。
电化学反应则是以电子传递为基础的化学反应。
本文将探讨氧化还原反应与电化学反应之间的关系，并介绍它们在化学领域的应用。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质中的电子从一个物种转移到另一个物种的过程。
其中，发生氧化反应的物质称为氧化剂，它能够接受电子；而发生还原反应的物质称为还原剂，它能够提供电子。
在氧化还原反应中，物质的氧化态和还原态发生了变化。
二、氧化还原反应的表达方式一般情况下，氧化还原反应可以通过简化半反应方程式来表达。
对于氧化反应，其半反应方程式中的氧化剂在左侧，而还原剂在右侧；对于还原反应，情况则相反。
通过将氧化反应与还原反应配对，可以得到完整的氧化还原反应方程式。
三、电化学反应与氧化还原反应的关系电化学反应是以电子传递为基础的化学反应。
在电化学反应中，氧化还原反应是其中的一种特殊类型。
经常使用的电化学反应包括电解反应和电池反应。
电解反应是指在外加电压的作用下，使电解质溶液中的化合物发生氧化还原反应。
在电解质溶液中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，从而实现电子的转移。
电池反应是指利用化学能或电能来驱动氧化还原反应，通过电流流经导电介质来产生电能的过程。
电池中的正极是发生氧化反应的地方，而负极则是发生还原反应的地方。
电池的工作原理是通过将氧化还原反应中的电子转移过程与其他反应相结合，从而产生电能。
总结：氧化还原反应是电化学反应的一种特殊类型，它涉及物质之间的电子转移过程。
电解反应和电池反应是电化学反应的两种常见形式，都依赖于氧化还原反应的发生。
四、氧化还原反应在化学领域的应用氧化还原反应在化学领域有着广泛的应用。
以下是其中几个重要的应用领域：1. 腐蚀与防腐氧化还原反应是金属腐蚀的基础。
当金属与空气中的氧气发生氧化反应时，金属会逐渐腐蚀并形成氧化物。
为了防止金属的腐蚀，可以采取一些防腐措施，如涂层和防锈剂，来减少金属与氧气的接触。
氧化还原反应与电化学电池
氧化还原反应与电化学电池氧化还原反应是化学中常见的一种反应类型，也是电化学电池的基础原理。
本文将从氧化还原反应的基本概念入手，介绍其在电化学电池中的应用。
一、氧化还原反应基本概念氧化还原反应通常涉及物质的电子转移过程，其中一个物质被氧化失去电子，而另一个物质被还原获得电子。
氧化还原反应可以表示为以下形式：氧化物 + 还原剂→ 还原物 + 氧化剂在氧化还原反应中，氧化剂是接受电子的物质，而还原剂是捐赠电子的物质。
通过电子的转移，原子或离子的氧化态和还原态发生了变化。
二、电化学电池的构成电化学电池由两个电极（阳极和阴极）以及连接电极的导体和电解质组成。
其中，阳极是氧化反应的发生地，而阴极是还原反应的发生地。
导体则负责电子在电池中的传递，而电解质则负责离子在电池中的传递。
三、电化学电池的工作原理电化学电池的工作过程涉及氧化还原反应。
当外部电源连接到电池时，电流开始在电解质中流动。
在阳极，氧化反应发生，导致电子从阳极流出。
在阴极，还原反应发生，电子流入阴极。
这种电流生成的动力来源于化学反应，而不是外部电源本身。
四、电化学电池的应用电化学电池在现代社会中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 蓄电池：蓄电池是一种可反复充电和放电的电池，常用于车辆启动、应急备用电源等场合。
2. 燃料电池：燃料电池利用化学能源直接转化为电能，常用于汽车、船舶等领域，具有高效率和低污染的特点。
3. 电解水制氢：电化学电池可以通过电解水来产生氢气和氧气。
这种方法是可再生能源的重要途径之一。
4. 金属电镀：电化学电池可以用于金属电镀，通过电流使金属离子在物体表面还原成金属沉积。
五、总结氧化还原反应是电化学电池运作的基础原理。
电化学电池在能源领域、材料科学、环境保护等方面有着重要的应用。
通过深入理解氧化还原反应的原理，我们可以更好地理解和应用电化学电池技术，进一步推动相关领域的发展。
氧化还原反应与电化学原理(基础知识)
氧化还原反应与电化学原理（基础知识）【考情分析】一、考纲要求1.理解氧化还原反应的本质和特征2.从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念3.会比较与判断氧化性或还原性强弱4.知道常见的氧化剂和还原剂5.能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目6.能配平化学方程式7.能运用氧化还原反应的规律进行有关计算8．理解原电池原理。
熟记金属活动性顺序。
了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。
9.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。
10.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。
认识电能转化为化学能的实际意义。
二、命题趋向(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。
(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。
(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还原反应方程式的正误。
【考点剖析】普通的氧化还原反应在一处进行，不形成电流，化学能转变成热能或光能。
原电池中发生的反应具有两个特点：①是自发的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫正极和负极，其结果是化学能转变成电能。
电解池中发生的反应也具有两个特点：①是被迫发生的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫阴极和阳极，其结果是电能转变成化学能。
我们把研究电能与化学能相互转化的化学，叫做电化学。
氧化还原反应和电化学，作为高中化学中的基本概念和基础理论，在高考中占有非常重要的地位。
前者主要的考查点有：氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。
后者的基本要求是：（1）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
了解常见化学电源的种类及其工作原理；（2）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施；（3）应用电解知识理解电镀铜、电解精炼铜、氯碱工业等化工生产原理。
氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。
氧化还原反应电化学基础N
这一反应可在下列装置中分开进行
盐桥：在U型管中装 满用饱和KCl溶液和 琼胶作成的冻胶。 盐桥的作用：使Cl向锌盐方向移动， K+向铜盐方向移动， 使Zn盐和Cu盐溶液 一直保持电中性， 从而使电子不断从 Zn极流向Cu极。
这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池。
正极（铜电极）： Cu2+ + 2eCu 负极（锌电极）： Zn Zn2+ + 2e正、负两极分别发生的 反应，称为电极反应。 电池反应：Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+（总反应）
例：
H5I O6 S2 O S4 O
2 3 2 6
I的氧化值为 7 S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5 8 Fe的氧化值为 3
Fe3O 4
2、氧化还原半反应和氧化还原电对
氧化还原反应的方程式可分解成两个“半反应”。 反应中，氧化剂（氧化型）在反应过程中氧化数降 低生成氧化数较低的还原型； 还原剂（还原型）在反应 过程中氧化数升高转化为氧化数较高的氧化型。 由一对氧化型和还原型构成的共轭体系称为氧化还 原电对，可用“氧化型/还原型”表示。
Fe3+
溶液中，另一铂片插入到含有MnO4- 、Mn2+ 及H+ 的溶液
正极反应： MnO4- + 8H+ + 5e- ＝ Mn2+ + 4H2O 电池反应： MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ ＝ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
电池符号：
(-)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)||MnO4-(c3),H+(c4),Mn2+(c5)|Pt (+)
第九章氧化还原反应
Tollens试剂氧化
Tollens试剂氧化醛生成酸和银镜。
托伦斯试剂(Tollens) ：硝酸银的氨溶液
CH=CHCHO
托伦试剂
CH=CHCOOH
CH2CHO Ag(NH3)2OH
CH2COOH
次氯（溴）酸氧化甲基酮—卤仿反应
甲基酮用次氯（溴）酸氧化得到少一个碳的羧酸。
O R C CH3 + NaOH + X2 (H) (NaOX) O R C CX3 (H) OH CHX3 + RCOONa 卤仿
Birch还原——钠把电子转移给芳香环 溶剂化电子
自由基负离子
环己二烯自由基 环己二烯负离子
1.4－环己二烯
4.形成脂的中间体历程
很少有机物的氧化作用生产了酯的中间体，再由酯中间体进一步裂解生成 氧化产物。这种酯中间体一般为无机酸酯。
例：伯醇被铬酸氧化成铜
5.加成—消除反应历程
氧化剂与底物加成，氧化剂的一部分发生离去。 二氧化硒氧化酮
氧化范围：烃（烯烃、炔烃、芳烃侧链）、醇。
例 1：
℃ 油酸（9-十八碳烯酸）
（ KMnO4、H2O，碱性，低温得邻二醇） 加入冠醚（相转移催化剂）氧化活性增强，断碳链得羧酸。
例 2：
℃
例3：
仲醇得混合物
b. MnO2
MnO2/60% H2SO4:温和氧化剂
活性MnO2：温和高选择性氧化剂 例：
℃
℃
(二）有机氧化剂：
1、有机过氧酸：C6H5COOOH,CH3COOOH,CF3COOOH等。 2、CrO3—吡啶络合物。
3、Pb（OCOCH3）4，CH3SOCH3
1、有机过氧酸：
1)
3)
氧化还原反应及电化学基础
+1,-1 +2,-1
3) 共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。
O: -2 (H2O 等)；－1 (H2O2); －0.5 (KO2 超氧化钾） H: +1 (一般情况)；－1 (CaH2 、NaH)
原电池，在恒温、恒压下，体系自由能降低等于体系所作的最大电功，则：
1) 电池G电=动– 势WmaEx 和 G
③ 盐桥（琼脂 ＋ 强电解质KCl, KNO3等，作用是补充电荷、 维持电荷平衡）
2）电极反应：
正极（Cu）: 负极（Zn）:
Cu2+ + 2e = Cu Zn- 2e = Zn2+
3）电池反应及电池符号： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
(－)Zn | Zn2+ (c1) || Cu2+ (c2) | Cu (＋)
历 年代
氧化反应
还原反应
认 识
史 18世纪末
与氧化合
从氧化物夺取氧
不
发 19世纪中 化合价升高
化合价降低
断 深
展 20世纪初
失去电子
得到电子
化
例如: Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 称为全(总)反应
电子转移
氧化
Fe - 2e
Fe2+
(氧化)半反应
Cu2+ + 2e 还原 Cu (还原)半反应
2）标准电极电势的测定
将待测的标准电极与标准氢电极组成原电池，在 25ºC下，用检流计确定
第九章 氧化还原反应与电化学基础
第九章氧化还原反应与电化学基础【竞赛要求】氧化态。
氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。
原电池。
电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。
标准电极电势。
用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。
电解池的电极符号与电极反应。
电解与电镀。
电化学腐蚀。
常见化学电源。
Nernst方程及有关计算。
原电池电动势的计算。
pH对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。
沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。
【知识梳理】一、氧化还原反应的基本概念1、氧化数在氧化还原反应中，由于发生了电子转移，导致某些元素带电状态发生变化。
为了描述元素原子带电状态的不同，人们提出了氧化数的概念。
1970年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）对氧化数的定义是：氧化数是某元素一个原子的荷电数，这个荷电数是假设把每个化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
例如，在NaCl中，钠的氧化数为+1，氯的氧化数为–1。
在SO2中，硫的氧化数为+4，氧的氧化数为–2。
由此可见，氧化数是元素在化合状态时人为规定的形式电荷数。
确定氧化数的规则：（1）在单质中，元素的氧化数为零。
（2）在单原子离子中，元素的氧化数等于离子所带的电荷数。
（3）在大多数化合物中，氢的氧化数为+1，只有在活泼金属的氢化物（如NaH,CaH2）中，氢的氧化数为–1。
（4）通常，在化合物中氧的氧化数为–2；但在过氧化物（如H2O2、Na2O2、BaO2）中氧的氧化数为–1；而在OF2和O2F2中，氧的氧化数分别为+2和+1。
（5）在所有氟化物中，氟的氧化数为–1。
（6）碱金属和碱土金属在化合物中的氧化数分别为+1和+2。
（7）在中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。
在多原子原子离子中各元素氧化数的代数和等于离子所带的电荷数。
根据上述原则，可以确定化合物中某元素的氧化数。
2、氧化还原电对在氧化还原反应中，元素氧化数升高的物质是还原剂，元素氧化数降低的物质是氧化剂。
第九章 氧化-还原反应
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例5:根据电池符号写出电池反应式
(-) Pt | H2(1kPa) | H+(0.1mol·dm-3)|| Fe3+(0.1mol·dm-3), Fe2+(1mol·dm-3) Pt(+)
解:
2 Fe3+ (1mol.dm-3) + H2(1kPa)
2Fe2+(1mol·dm-3) + 2H+(0.1mol·dm-3)
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请分析以下两个电极的金属板上 带什么电荷？
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三、标准(参比)电极电势( θ)
• 热力学标准态是如何规定的？
–所有离子、分子a＝1 ( c1mol/L) –所有气体为pө ( ＝100 kPa) –纯液体、纯固体组分。
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• 为什么两个合适电极相连，回路上有 电流产生？
二、电极电势(electrode potential)
1. 电极电势的产生：
Zn
Nernst双电层理论
溶解（氧化）
M
Mn+ + ne
沉积（还原）
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ZnSO4溶液
活泼金属
绝对电极电势
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1.标准氢电极
2H+ + 2e
H2
规定：在任何温度下
θ(H+/H2)= 0.0000V
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化学氧化还原反应与电化学
化学氧化还原反应与电化学化学氧化还原反应与电化学是化学学科中非常重要的两个概念和分支。
氧化还原反应是指物质在化学反应中，电子的转移导致氧化态和还原态的变化，而电化学则研究了电荷在体系中的传递和转化过程。
本文将分别讨论化学氧化还原反应和电化学的基本概念、应用以及二者之间的联系。
一、化学氧化还原反应化学氧化还原反应是指在化学反应中，物质的氧化态和还原态发生变化的过程。
氧化是指物质失去电子，增加氧化态的现象，而还原则是指物质获得电子，减少氧化态的现象。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子而被还原，还原剂失去电子而被氧化。
氧化还原反应在生活和工业生产中具有广泛的应用。
例如，在生物体内的呼吸过程中，有机物被氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。
这是一个复杂的氧化还原反应链，是人体获得能量的重要途径。
此外，氧化还原反应也应用于电池、电解、腐蚀等方面。
二、电化学电化学研究了电荷在体系中的传递和转化过程。
它是诸多学科交叉的产物，涉及物理学、化学以及材料科学等领域。
在电化学中，电化学反应是指通过外加电势来引发的氧化还原反应。
在电化学实验中，常用的设备是电化学池，包括阳极、阴极和电解质溶液。
阳极是指发生氧化反应的电极，而阴极是指发生还原反应的电极。
电解质溶液则提供了离子来维持电解质平衡。
通过外部电源的施加，电流流经电化学池中的电解质溶液，从而引发氧化还原反应。
电化学的应用十分广泛。
电池就是典型的电化学装置，将化学能转化为电能。
从小型的纽扣电池到大型的汽车电池，电池在我们的日常生活中无处不在。
此外，电解也是电化学的应用之一，通过电解可以实现金属的电镀、水的电解制氢等。
电化学还广泛应用于能源储存、催化剂研究等领域。
三、化学氧化还原反应与电化学的联系化学氧化还原反应与电化学是密切相关的两个概念。
事实上，电化学反应中的氧化还原反应是化学氧化还原反应的一种特殊形式。
在电化学中，通过外部电源施加电势，可以实现将氧化还原反应引发和控制。
氧化还原反应中的电化学
氧化还原反应中的电化学氧化还原反应是化学反应中非常重要的一类反应，其中电化学是研究和应用氧化还原反应的重要分支。
本文将重点探讨氧化还原反应中的电化学原理、应用以及相关实验技术。
一、电化学基础电化学是研究电荷传递和电流的性质与变化的学科，它与化学反应密切相关。
氧化还原反应中的电化学可以通过观察和控制电子的转移和离子的迁移来实现。
在电化学中，通过两个电极之间的电子流和离子流来实现电荷转移。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子并发生还原，而还原剂失去电子并发生氧化。
这个过程中，氧化剂和还原剂通过电子的转移，来传递电荷并发生化学反应。
这一过程可以通过电池或电解槽实现。
二、电化学反应类型根据氧化还原反应的不同特点，电化学反应可以分为两种类型：电解和电池。
1. 电解反应电解是通过外加电流来促使非自发性反应发生的过程。
在电解过程中，通过外部电源提供电流，使得化学反应在电解槽中发生。
这种电化学反应对于一些化学分析、合成和电镀等领域非常重要。
2. 电池反应电池是将化学反应中释放的化学能转化为电能的装置。
电池反应是自发性的反应，可以通过将氧化剂和还原剂分离并通过导线连接来产生电流。
根据电池反应类型的不同，电池可以分为原电池和电解池。
原电池内部的反应是自发的，产生电能；而电解池通过外部电源来推动非自发的电化学反应。
三、电化学实验技术在研究和应用氧化还原反应中的电化学，各种实验技术被广泛应用。
1. 极化曲线极化曲线是评估电化学电极性能的重要实验技术。
通过测量电极在不同电位下的电流和电势，可以得到极化曲线。
这些曲线提供了有关于电极在特定条件下的电流传输和反应速率等信息。
2. 循环伏安技术循环伏安技术是一种用于研究电化学反应和材料表征的常用实验方法。
通过变化电极电位来研究反应机理、动力学和电化学性能等方面的信息。
3. 电动势测量电动势测量是用于评估电化学反应的重要实验技术。
电动势测量可以帮助我们了解反应的热力学特征，包括电动势的大小和反应的方向。
氧化还原反应 电化学基础
电池反应 Sn2++ 2Fe3+ = Sn4+ + 2Fe2+
(－) (Pt) H2(pθ)H+(1mol·dm-3) Fe3+(1mol·dm-3) , Fe2+ (1 mol·dm-3) Pt(+) 负极，氧化反应： 负极，氧化反应： H2 － 2e = 2H+ 正极，还原反应： 正极，还原反应： Fe3+ + e = Fe2+ 电池反应： 电池反应： H2 + 2 Fe3+ = 2H+ + 2 Fe2+
(Pt)H2(p)H+(1 mol·dm-3) Cl2(p)Cl– (c mol·dm-3)Pt
负极，氧化反应： 负极，氧化反应： H2 － 2e = 2H+ 正极，还原反应： 正极，还原反应： Cl2 + 2 e = 2Cl– 电池反应： 电池反应： H2 + Cl2 = 2H+ + 2Cl–
二、确定氧化态的规则 (the rules for the determination of oxidation state) 1. 离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所 离子型化合物中， 带的电荷数 2. 共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大 共价型化合物中， 的原子 ，两原子的形式电荷数即为它们的氧化数 3. 单质中，元素的氧化数为零； 离子 n-氧化数为 单质中，元素的氧化数为零； 离子X n4. 中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为 中性分子中， 零 ，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和
Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 氧化反应 Zn = Zn2+ + 2e Cu2+ + 2e = Cu 还原反应
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应与电化学氧化还原反应（简称氧化反应或还原反应）是化学反应的一种重要类型，也是电化学研究的基础。
电化学研究了物质在电场和电流的作用下的性质和变化规律，将电能与化学变化联系起来。
本文将着重介绍氧化还原反应与电化学之间的关系，探讨电流与氧化还原反应的本质联系，以及电化学在实际应用中的重要性。
1. 氧化还原反应的基本概念和原理氧化还原反应是指物质中的原子、离子或分子失去电子的过程为氧化反应，而得到电子的过程称为还原反应。
在氧化还原反应中，存在着氧化剂和还原剂两个参与物质，氧化剂接受电子，还原剂失去电子。
这一过程可以用化学方程式表示，例如：2Na + Cl2 → 2NaCl。
在这个反应中，钠（Na）失去了电子，发生了氧化反应；氯气（Cl2）接受了钠的电子，发生了还原反应。
2. 电流与氧化还原反应的联系氧化还原反应离不开电流的存在。
电流是指电荷在单位时间内通过导体横截面的量，其方向由正电荷流动的方向确定。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子，必须有电子从还原剂中流向氧化剂，才能维持反应的进行。
这个电子的流动过程形成了电流。
因此，可以说氧化还原反应是电流流动的结果，电流的存在促使了氧化还原反应的进行。
3. 电化学的研究内容电化学研究了物质在电场和电流的作用下的性质和变化规律。
其研究内容主要包括三个方面：电解学、电池学和电化学分析。
（1）电解学：电解学研究了物质在电解过程中的行为和特性。
电解是指将电能转化为化学能的过程，通过电解可以将化合物分解成对应的离子，或将离子还原为相应的化合物。
例如，通过电解水可以将水分解为氢气和氧气。
（2）电池学：电池学研究了电化学电池的工作原理和特性。
电化学电池是指利用氧化还原反应转化化学能为电能的装置。
电池由正极、负极和电解质组成，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，通过电路和外部载荷与电解质之间的电子流动将化学能转化为电能。
（3）电化学分析：电化学分析是利用氧化还原反应进行分析的一种方法。
化学反应中的氧化还原与电化学原理详细讲解
化学反应中的氧化还原与电化学原理详细讲解化学反应是物质发生变化的过程，其中氧化还原反应是一类重要的化学反应。
氧化还原反应是指物质中的原子或离子在电子转移的过程中发生变化。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应又称为红ox与黑red反应，其中“氧化”指的是物种失去电子，增加氧化态；“还原”指的是物种获得电子，减少氧化态。
在氧化还原反应中，包括两个基本的半反应，即氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应指的是发生氧化的化学反应，还原半反应指的是发生还原的化学反应。
二、氧化还原反应的特征1. 电子转移：在氧化还原反应中，原子或离子之间发生电子的转移。
2. 氧化还原数的变化：氧化还原反应中，参与反应的化学物质的原子或离子的氧化态会发生变化。
被氧化的物质的氧化态增加，被还原的物质的氧化态减少。
3. 反应的伴随现象：氧化还原反应伴随着电荷的转移、能量的释放或吸收、产生新物质等现象。
三、电化学原理1. 电化学基础知识电化学是研究电流与化学反应之间关系的学科。
其中，电流指的是电子或离子的流动。
电池是典型的电化学装置，它通过氧化还原反应将化学能转化为电能。
2. 电势与电动势电势是指单位正电荷在电场中的电势能，用V表示。
电动势是指在电池两极之间产生的电势差，用E表示。
电动势可以用于衡量电池的输出能力。
3. 电解与电沉积电解是利用外加电压在电解质溶液中使离子发生氧化还原反应的过程。
电解可以将化学能转化为电能。
电沉积是指在电解过程中离子被还原成为固体物质的过程。
四、应用于电化学的化学反应1. 腐蚀：腐蚀是金属在特定条件下与其他物质发生氧化还原反应而被破坏的过程。
在腐蚀过程中，金属被氧化成金属离子。
2. 电解池和电池：电解池是利用外加电压使非自发反应发生的装置，用于分解化合物或产生化合物。
电池是利用化学能转化为电能的装置，通常由正负两极和电解质组成。
3. 电解质溶液：电解质溶液是指能够导电的溶液，其中离子在外加电压的作用下会发生氧化还原反应。
氧化还原反应和电化学
氧化还原反应和电化学氧化还原反应（简称“氧化还原反应”）是化学反应中一种非常重要的类型。
在氧化还原反应中，物质的电荷状态发生变化，原子失去或获得电子，从而形成离子，以完成化学反应。
电化学则是研究电能与化学能之间转化的学科。
一、氧化还原反应1. 概念和基本原理氧化还原反应是指在化学反应中，原子、离子或分子中的电子的互相转移过程。
氧化是指物质失去电子，而还原则是指物质获得电子。
在氧化还原反应中，存在着氧化剂和还原剂的概念。
氧化剂接受电子，自身被还原，而还原剂则失去电子，自身被氧化。
2. 氧化还原反应的应用氧化还原反应广泛应用于生活和工业领域。
例如，在电池中，氧化还原反应产生电能；在腐蚀过程中，金属发生氧化还原反应，导致金属的破坏；在生物体内，呼吸作用中的氧化还原反应产生能量。
二、电化学1. 电化学基本概念电化学是研究电能与化学能之间相互转化的学科。
它涉及到电解、电极反应、电池和电解质溶液等概念。
电化学通常分为两个分支：电解学和电池学。
2. 电化学实验电化学实验是研究电化学现象的重要手段。
在实验中，常见的电化学装置包括电解槽、电极、电解质溶液等。
通过实验可以观察到电流的流动和电极上发生的反应，从而揭示电化学过程的本质。
三、氧化还原反应与电化学的联系氧化还原反应与电化学紧密相关。
在电池中，氧化还原反应产生电能，而在电解槽中，电能则用于促使氧化还原反应发生。
此外，电极反应是电化学研究的重点之一，它涉及到氧化还原反应中电子的转移过程。
结论氧化还原反应是化学反应中重要的类型，通过氧化和还原的相互转化，实现能量的转化。
电化学则是研究电能与化学能之间相互转化的学科，它与氧化还原反应密切相关。
两者的研究和应用对于能源、环保等领域具有重要意义。
通过深入理解氧化还原反应和电化学，我们可以更好地应用于实际生活和工业中，促进科学技术的发展和进步。
这篇文章介绍了氧化还原反应和电化学的基本概念、原理和应用，并强调了两者之间的联系。
氧化还原反应和电化学的应用
氧化还原反应和电化学的应用氧化还原反应（Redox reaction）是化学反应中常见的一种类型，与电化学密切相关。
本文将探讨氧化还原反应的基本概念，以及电化学在各个领域的广泛应用。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指化学反应中原子或离子的氧化态和还原态发生变化的过程。
其中，发生氧化反应的物质称为被氧化剂，而发生还原反应的物质则称为还原剂。
在氧化还原反应中，电子的转移是关键步骤，被氧化剂接受电子，而还原剂失去电子。
由于氧化还原反应涉及原子或离子的电子转移，因此与电化学有着密切的联系。
二、电化学基础知识1. 电解和电解质电解是指在外加电压的作用下，使电解质溶液或熔融的电解质发生化学反应。
在电解过程中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
电化学中常用的电解质包括盐类、酸和碱等。
2. 电池和电解池电池是一种将化学能转化为电能的装置，通过氧化还原反应产生电流。
电池可以分为原电池和可充电电池两类。
原电池是指不能反复充放电使用的电池，如干电池；而可充电电池则可通过反向充电再次使用。
电解池是一种用来进行电解反应的装置，由阳极和阴极以及电解质组成。
电解质溶液经过电解后，在阳极发生氧化反应，在阴极发生还原反应。
三、电化学的应用1. 腐蚀与防腐金属在与空气中的氧发生氧化反应时，会产生腐蚀现象，导致金属表面的氧化。
通过电化学的方法，可以利用更活泼的金属作为还原剂，使其发生还原反应，从而减缓甚至阻止金属的腐蚀现象。
这就是常见的防腐处理技术，如镀锌、防锈漆等。
2. 电解制取金属在电解池中，可以通过电解质溶液将金属离子还原为纯金属。
这种方法被广泛应用于金属制备，如铝的电解制取、镀银、镀金等。
3. 锂离子电池锂离子电池是一种可充电电池，具有高能量密度、长寿命和较低的自放电率等特点。
锂离子电池基于锂离子在正负极材料之间的迁移和氧化还原反应来存储和释放电能。
锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域得到了广泛应用。
4. 废水处理电化学方法也可以用于废水处理，通过电解质溶液中的氧化剂和还原剂的氧化还原反应，将污水中的有机物质氧化分解，达到净化水质的目的。
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
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应与电化学氧化还原反应是化学反应中十分重要的一类反应。
与之密切相关的是电化学，它研究的是电流与化学反应之间的关系。
本文将探讨氧化还原反应与电化学之间的联系以及其在实际应用中的重要性。
一、氧化还原反应的基本概念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。
氧化还原反应是通过电子的转移来达到化学变化的。
在氧化还原反应中，被氧化的物质被称为还原剂，因为它促使其他物质被氧化；而被还原的物质被称为氧化剂，因为它促使其他物质被还原。
氧化还原反应中，电子的转移通常会伴随着原子的转移，使得反应物在电荷上发生变化。
二、电化学基础知识电化学是研究电荷与化学反应之间相互转化关系的学科。
其中最重要的概念是电解质溶液和电解池。
电解质溶液是指在溶液中存在自由离子的物质，能够导电。
电解质溶液中，正负离子在电场作用下会迁移，形成电流。
而电解池是由两个电极和其中的电解质溶液构成的系统。
电极又分为阴极和阳极，阴极是在电解质溶液中的负极，而阳极则是正极。
电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应，产生电流。
三、氧化还原反应与电化学之间的联系氧化还原反应与电化学密不可分。
在电化学中，氧化还原反应是产生电流的基础。
电化学反应中，阴极上发生还原反应，而阳极上发生氧化反应。
阴极接受来自阳极的电子，使得阴极上的物质还原；而阳极失去电子，使得阳极上的物质氧化。
四、氧化还原反应在实际应用中的重要性氧化还原反应在实际应用中有着广泛的应用。
以下是一些例子：1. 电池：电池是将化学能转化为电能的装置。
其中的电化学反应是氧化还原反应的典型例子。
在电池中，化学反应将化学能转化为电能，提供给我们的日常生活所需。
2. 腐蚀：金属的腐蚀也是一种氧化还原反应。
金属与氧气或其他化合物反应，使金属表面形成氧化物，从而损坏金属的性能。
腐蚀的控制和防治是保护金属材料的重要方法。
3. 电解制氢：电解水是将水分解为氢气和氧气的过程。
在电解水过程中，水发生氧化还原反应，电流通过水分子，将水分解为氧气和氢气。
氧化还原反应和电化学
氧化还原反应和电化学氧化还原反应（Redox）是化学反应中的一种重要类型，涉及物质间的电子的转移。
它在许多行业中都有广泛应用，尤其在电化学领域中占有重要地位。
一、氧化还原反应基础氧化还原反应是指在化学反应中，原子、离子或分子中的电子由一个物质转移给另一个物质的过程。
其中，电子的转移发生在氧化剂和还原剂之间。
氧化剂是指能够接受电子的物质，而还原剂则是能够捐赠电子的物质。
氧化还原反应常常伴随着物质的氧化与还原状态的改变。
二、氧化还原反应的重要性1. 电池和蓄电池：氧化还原反应是电池工作的基础。
电池中的正极发生氧化反应，负极发生还原反应，通过外部电路，电子从负极流向正极，从而产生电流供应给外部设备。
蓄电池则将反应进行逆转，将电流用于电解还原，实现电能转化和储存。
2. 腐蚀和防腐：许多金属材料在氧化还原环境中容易发生腐蚀现象，因此了解氧化还原反应规律可以帮助我们有效地进行防腐措施，延长材料的使用寿命。
3. 化学分析：氧化还原反应在化学分析中发挥着重要的作用。
比如电位滴定、氧化还原指示剂的应用等，使得化学分析的方法更加全面和准确。
4. 电解和电镀：电解过程是利用外加电流使物质发生化学反应，氧化还原反应是其中关键环节。
电化学反应在电镀工艺中广泛运用，可使金属表面得到保护或改变其性质。
三、电化学基础电化学是研究电能与化学能之间相互转化关系的学科。
它与氧化还原反应有着密切的联系，通过电化学实验可以研究电流与氧化还原反应之间的关系。
电化学反应包括两种基本类型：非自发反应（电解反应）和自发反应（电池反应）。
电解反应是指在外界电源的作用下，使非自发的氧化还原反应发生。
而电池反应则是在没有外界电源的情况下，使自发的氧化还原反应发生，从而产生电能。
电化学反应中的重要参数包括电位和电解质浓度。
电位是物质发生氧化还原反应时与标准氢电极之间电势差的度量。
而电解质浓度的改变会影响电解反应的速率和方向。
电化学反应在电池、电解、电镀、电解分析等领域都有广泛应用。
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第九章氧化还原反应电化学基础本章学习要求：1 掌握氧化还原反应方程式的配平及氧化数的概念。
2 了解原电池的构成、表示，电极电势的产生及一般理论计算，掌握能斯特方程，了解电极电势的应用。
3 利用电极电势判断氧化还原反应的方向和极限。
4 初步掌握标准电极电势图及其应用。
讲授内容：氧化数、氧化还原电对、氧化还原方程式的配平，原电池、电极电势及其应用、电极电势的一般计算、能斯特方程、氧化还原反应的方向和限度的判定、标准电极电势图及其应用。
本章重点：电极电势、氧化还原反应的方向和限度的判定、元素标准电极电势图及其应用。
本章难点：利用能斯特方程计算电极电势课时安排：4学时氧化还原反应的特征:反应前后某些元素的氧化态有变化，这种变化的实质就是反应物之间电子转移的结果，所谓电子转移既指电子得失，也指电子偏移。
9.1 氧化还原反应9.1.1氧化和还原氧化剂和还原剂还原：得电子从而使元素氧化态降低的过程。
氧化：失电子从而使元素氧化态升高的过程。
氧化剂：反应中得到电子的物质。
还原剂：失去电子的物质。
氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应。
在氧化还原反应中，还原剂被氧化，而氧化剂则被还原。
9.1.2 氧化还原反应方程式的配平最常用的方法：氧化态法和离子电子法。
氧化态法配平氧化还原方程式的原则是：氧化剂中元素氧化态降低的总值等于还原剂中元素氧化态升高的总值。
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。
用此法配平氧化还原反应方程式的具体步骤是：A 先找出反应式中氧化数发生变化的元素。
B 标出反应式中氧化数发生变化的元素（氧化剂、还原剂）的氧化数。
C 标出反应式中氧化剂、还原剂氧化数变化值。
D 按最小公倍数即“氧化剂氧化数降低总和等于还原剂氧化数升高总和”原则。
在氧化剂和还原剂分子式前面乘上恰当的系数。
E 配平方程式中两边的H和O的个数。
根据介质不同，在酸性介质中O多的一边加H+，少的一边加H2O，在碱性介质中，O多的一边加H2O，O少的一边加OH－。
在中性介质中，一边加H2O另一边加H+或OH－。
F检查方程式两边是否质量平衡，电荷平衡。
具体例子见P152－1539.2 原电池9.2.1 原电池的概念一般情况下，氧化剂和还原剂由于热运动相遇而发生有效碰撞和电子转移，由于分子的热运动没有一定的方向，因此，不会形成电子的定向运动—电流，化学能通常只能以热能的形式表现出来，因此反应过程中溶液的温度会有所升高。
原电池：借助氧化还原反应产生电流，使化学能转变为电能的装置为原电池原电池的负极进行氧化反应，正极进行还原反应。
原电池由两个半电池组成。
9.2.2 原电池的表示方法原电池中的半电池都有包含有同一元素而氧化态不同的两种物质，氧化态高的称为氧化型，氧化态低的称为还原型，半电池中氧化型和还原型组成了电极反应的电对，用符号氧化型/还原型表示。
原电池的表示方法：“∣”表示半电池中两相之间的界面，“‖”表示盐桥，负极写在左边，正极写在右边，必要时须注明浓度或活度，有气体参加的反应，还要注明气体的分压。
如铜锌原电池可表示为：从电池符号可看到：A一个电池由两个半反应组成负极为氧化反应（失电子）：表示为 (－)Zn∣Zn2+(c)正极为还原反应（得电子）：表示为Cu2＋∣Cu(＋)习惯上负极写在左边正极写在右边B每个半电极都是由两种物质组成：一种是高氧化态的氧化型物质, Zn2+, Cu2＋，另一种是低氧化态的还原型物质Zn,Cu，两种物质组成了氧化还原电对Zn2+/Zn, Cu2＋/Cu，每个原电池都有两对氧化还原电对。
相同聚集状态（相同相态）的同一元素不同价态物质可组成氧化还原电对如Fe2+(c)和Fe3+(c)，PbSO4(S)和PbO2(S)。
在电池符号表示中两者用","号隔开：Fe2+(c)，Fe3+(c)及PbSO4(S)，PbO2(S)C凡有参加氧化还原反应及电极反应的物质有的自身虽无发生氧化还原反应，在原电池符号中仍需表示出来，例：H+没发生氧化还原，但有参与电极反应，故应在电池符号中表示出来：D 氧化还原电对中存在金属单质可直接采用金属单质作电极如Zn Cu等．否则，需外加一种不参与电极反应的惰性材料作电极导电体常用固体导电体有铂和石墨,如：E 常见的电极类型有以下四种：金属金属离子电极:如：气体离子电极:这类电极需要外加惰性固体导电材料如：金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极:这类电极是这样组成的：将金属表面涂以该金属的难溶盐（或氧化物），然后将它浸在与该盐具有相同阴离子的溶液中，如：“氧化还原”电极，这类电极的组成是将惰性导电材料（铂或石墨）放在一种溶液中，这种溶液含有同一元素不同氧化数的两种离子,如：由反应式写电池符号：由反应式写电池符号时，首先把总反应分解为两个半电极反应：正极（还原）反应和负极（氧化）反应；找出半电极反应的氧化还原电对，并判断所组成的电极类型；写出两个半极符号并组成电池，例：9.2.3 原电池的电动势电动势：在外电路电流趋于零的情况下，由正极的电极电势减去负极的电极电势求得：即E = ϕ正−ϕ负E为原电池的电动势，ϕ为相对于同一基准的电极电势。
9.3 电极电势9.3.1 金属电极电势的产生把金属M浸在它的盐溶液中，构成金属电极，在金属电极中存在两种反应倾向：一方面金属表面的一些原子有把电子留在金属上而自身以溶剂化离子进入溶液的倾向；一方面溶液中的M n+（aq）离子又有从金属M表面获得电子而沉积在金属表面上的倾向，这两种倾向造成了双电层，产生了电势差。
9.3.2 电极电势的确定电极电势可以用来衡量氧化剂和还原剂的相对强弱，判断氧化还原反应自发进行的方向、程度。
标准氢电极是这样构成的：将镀有铂黑的铂片置于氢离子浓度为1.0mol·kg-1的硫酸溶液（近似为1.0mol·dm-3）中如图，然后不断地通入压力为1.013×105Pa 的纯氢气达到饱和，形成一个氢电极，在这个电极周围发生了如下平衡：这时产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势叫做氢的标准电极电势，将它作为电极电势的相对标准，令其为零，在任何温度下都规定标准电极电势为零。
标准氢电极作为标准电极：将标准氢电极与其它各样标准状态（298.15K，各物质的活度为1）下的电极组成原电池，规定标准氢电极在左边，欲测电极在右边。
例如测定Zn2+/Zn电对的标准电极电势，可将电极与标准氢电极组成一个原电池用电位计测得该电池电动势(E)为0.7628V。
若给定电极实际发生氧化反应，则ϕθ为负值，实际上该电极为负极。
如果组成电极反应的物质都溶于水，则由惰性电极插入含有该物质（同种元素不同氧化态的离子）溶液构成电极，这种电极称为氧化还原电极。
标准电极电势代数值的大小反映物质的氧化还原能力的强弱。
电极反应表示为还原反应。
9.3.3 能斯特方程式电极电势与温度和浓度的关系可用能斯特方程式来表示。
若氧化还原电对的电极反应简写为：a氧化型 + ne- ==== b还原型则能斯特方程式为：或可以写成书写能斯特方程式的注意事项：式中ϕ是指定浓度电极电势ϕθ是标准电极电势；n是电极反应中得失电子数[氧化型]和[还原型]表示氧化型物质和还原型物质的浓度。
①反应式中的计量数若不为１，则应在E或表达式中的浓度指数中反映出来（乘以与计量数相同的方次）。
②对于纯固体或纯液体它们的浓度均为常数，它们的浓度认为是１。
③如果电对中某一物质是气体，它的浓度用气体相对分压来表示。
④虽自身没有氧化还原，但参与了电极反应，则其浓度也应写入方程式中。
9.4 电极电势的应用9.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱根据电极电势表中的ϕθ值来进行判断。
查表时注意：A 标准电极电势分为酸性介质和碱性介质两种表。
B 如反应物为氧化剂，查表时应先从氧化型一方查出，然后看其对应的还原型物质是否与还原产物相符。
只有完全相符时，查出的ϕθ才是正确的。
9.4.2 判断氧化还原反应的方向知道了氧化剂和还原剂的相对强弱，就可以对氧化还原反应进行的方向作出判断。
作为氧化剂电对的ϕ1θ应大于作为还原剂电对的ϕ2θ（即ϕ1θ－ϕ2θ＞0）9.4.3 离子-电子法配平氧化还原反应的离子方程式A 从标准电极电势表中查出各自相关的电极反应式。
B 分别配平两个电极反应的电子得失数目，将两反应式相减。
C 检查反应式两边的原子数和电荷数是否相等。
9.5 元素电势图及其应用9.5.1 元素电势图的表示法元素电势图：将同一元素不同的氧化态物质按由高到低的顺序排成一横行，各氧化态物质之间以线连接并标上两相邻氧化态物质组成的电对的标准电极电势值，由此构成的图式称为元素电势图。
例如碘的元素电势图9.5.2 元素电势图的应用示例歧化反应：一种元素的某一中间氧化态同时向较高和较低氧化态转化的反应。
判断歧化反应能否进行。
某元素不同氧化态的三种物质所组成两个电对，按其氧化态由高到低排列如下：若B能发生歧化反应，则，即；若B不能发生歧化反应，则。
氧化态氧化态:某元素一个原子的形式电荷。
这种形式电荷由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。
具体确定氧化态的方法：A 在单质中，元素的氧化态皆为零。
B 在二元离子型化合物中，元素原子的氧化态就等于该原子离子的电荷。
C 在共价化合物中，将属于两原子的共有电子对，指定给两原子中电负性较大的原子后，在两原子上的“形式”电荷就是他们的氧化态。
D 对于结构未知或组成复杂的化合物，依据“中性分子中各原子的氧化态的代数和为零，离子中各原子的氧化态的代数和等于离子的电荷”进行推算在共价化合物中，氧化态和共价，二者常不一致。