5.3电极电势的应用
电极电势的应用
Z=2
①各物种按氧化值从高到低向右排列；
②各物种间用直线相连接，直线上方标明 相应电对的E ，线下方为转移电子数。
1.判断中间氧化值物种能否歧化 2Cu (aq) Cu(s) Cu2 (aq)
E / V Cu2 0.1607V Cu 0.5180V Cu
0.3394V EMF = E (Cu/ Cu) E (Cu2 / Cu)
Sn 4 aq 2e Sn 2 aq
E =0.769 V E =0.5345 V E =1.360 V E =0.1539 V
通过比较可以看出，其中 E MnO4/Mn2
最大，氧化型物种MnO4 是最强的氧化剂；
E Sn 4/Sn 2 最小，还原型物种 Sn2+是最强
=1.36V1.30V = 0.06V > 0
方法二：
MnO2 (s) 4H (aq) 2Cl (aq) Mn 2(aq) Cl2 (g) 2H2O(l)
EMF
=
EMF
0.0592V 2
lg
[ p(Cl2 [c(H
) )
/ /
p c
][c(Mn 2) / c ] ]4[c(Cl ) / c ]2
或
lgK = ZEMF
0.0592V
例5-8：试计算298.15K时反应： Zn(s) + Cu2+(aq) Zn 2+(aq)+ Cu (s) 的标准平衡常数K 。
解：EMF =E(Cu2+/Cu) - E(Zn2+/Zn)
= 0.3394V – (–0.7621V) =1.1015V
lg K = ZEMF = 2×1.1075V = 37.213 0.0592V 0.0592V
电极电势的应用
电极电势的应用电极电势是分析电性物质在电场环境中表现特性的重要工具，电极电势的应用在电化学研究中发挥着重要作用。
1.极电势的基本概念电极电势是指某一特定电极处的电位，是衡量电解质的基本概念，可以用数字表示。
它是一种特定电极对一定电解质含量环境下所产生的电动势差，它反映着电极间的电荷转移，可以用于分析电化学反应的热力学和动力学性质。
2.极电势的应用（1）确定电极的电动势电极电势可以用来测量电极的电动势，并可以确定电极的工作电势，从而可以使用正确的电动势对电解质进行电解。
（2）诊断电化学反应的热力学电极电势可以用来检测电化学反应的热力学动力学特性，可以用来确定电荷转化的活化能，可以用来研究电解质的析出率，以及与其他电解质相关的反应活性等。
（3）诊断电化学反应的动力学电极电势也可以用来检测电化学反应的动力学特性，可以用来研究电解质的析出速率，以及与其他电解质相关的反应动力学过程。
（4）研究电解质的迁移电极电势可以用来研究电解质的迁移过程，比如在载体电极介质中测量电解质的迁移动力，从而诊断其对载体材料的特性，从而得出该载体对电解质的适宜性。
3.极电势的影响因素电极电势受诸多因素影响，若想准确测量电极电势，就应注意以下几点：（1）电极材料的选择，应根据所测量的物质种类选择合适的电极材料，以减小错误的影响。
（2）操作方法，在操作时要避免电极光滑，以防止极电势发生改变。
（3）环境条件，应在室温和正常压强下操作，以减小环境因素对实验结果的影响。
（4）电极电路的结构，在测量测试时，电极电路的结构也是十分重要的，应特别注意电极的结构特性，以准确测量出电极电势。
4.论电极电势是分析电性物质在电场环境中表现特性的重要工具，在电化学研究中发挥着重要作用。
电极电势的应用包括：确定电极的电动势、诊断电化学反应的热力学和动力学特性、研究电解质的迁移。
在测量电极电势时，应特别注意电极材料的选择、操作方法、环境条件、电极电路的结构等因素，以减小误差，得出准确测试结果。
5.3 原电池热力学及电极电势的应用
2
4、确定氧化还原反应进行的限度
r Gm 2.303 RTlgK r Gm nFE
因为 nFE E 2.303 RTlgK
2.303RT lgK nF
Hale Waihona Puke T 298.15K时 , nE lgK 0.0592 V
例：求反应 2MnO4 (aq) 5H2C2O4 (aq) 6H (aq)
E = 0 － (－ 0.15) = 0.15V nE lg K 0.0592
lgK= (2×0.15) / 0.0592 = 5.08 K= 1.2 ×105
思考题：
已知：
E(Sn4+/Sn2+) =0.15V； E(Fe3+/Fe2+) =0.77V
反应： Sn4+ +2 Fe2+ = Sn2+ +2 Fe3+的平衡常数是多少？
2
MnO2 (s) 4H (aq) 2e 2 E (MnO 2 /Mn )
Mn (aq) 2H2O(l)
4
2
2 E E(MnO2/Mn ) E(Cl 2 /Cl )
1.36V1.30V 0.06V > 0
方法二： MnO2 (s) 4H (aq) 2Cl (aq)
5.3.1 原电池热力学
2. 标准电池电动势与氧化还原平衡
K 、 ΔrGm和E 之间的关系 ΔrHm, ΔrSm
平衡组成
ΔrGm
ΔrGm=－nFE
E
Δ rGm=－RTlnK
E= RT ln K nF
K
25℃时 lg K =nE / 0.05917
电极电势的应用(课堂PPT)
(
M
n
O4/
M
n2
)
0
.
05 5
9
2lgx8
(Cl2
/
Cl
)
0.0592 . 2
lg
1 x2
x≥0.1mol/L25
3. 氧化还原反应进行程度的衡量
(1)电动势与K的关系
∵ ΔG =ΔG + RyTlnQ
当ΔG =0 时Q= K 反应达平衡 有-ΔrGm y = RTlnK y 和 nFE y= RT lnK y
φ /V 1.51 > 1.3583 > 0.771
氧化能力：KMnO4 > Cl2 > FeCl3
.
18
判断氧化剂、还原剂的相对强弱
φ 越大,电对中氧化型物质的氧化能力越强 还原型物质的还原能力越弱
φ 越小,电对中还原型物质的还原能力越强 氧化型物质的氧化能力越弱
例3：试比较 SnCl2、Zn、H2S 在酸性 介质中的还原能力
Fe3+/Fe2+ 0.771
若有一种氧化剂，如KMnO4，Mno
4
/
M
n2
1.51V
反应顺序：I-- Fe2+ -Br-
若有一种还原剂，如Zn，(Zn2+/Zn)=-
反应顺序：Br.2 - F0e.73+61-8IV2
20
*在原电池中的应用 ① 判断正负极
正极：发生还原(+e-)反应，
∴是 大的电对；
例： 当pH=7,其他离子浓度皆为1.0
mol.dm-3时,下述反应能否自发进行:
2MnO4-+16H++10Cl-
举例说明电极电势的应用
电极电势在很多领域中都有应用。
下面是一些例子：1 在电化学分析中，电极电势可以用来测量物质的还原性或氧化性。
例如，在电解质溶液中，可以测量电极电势来确定溶液中的某些物质是否还原或氧化。
2 在工业生产中，电极电势可以用来控制化学反应的速度和方向。
例如，在镀银工艺中，可以通过调整电极电势来控制镀银的速度，从而获得理想的镀银质量。
3 在医疗设备中，电极电势也被广泛应用。
例如，心电图仪和脑电图仪都使用电极来测量人体内电活动的电势差，从而确定健康状况。
4 在动力电池中，电极电势也起着重要作用。
例如，在锂离子电池中，电极电势的差异可以决定电池的充电速度和放电速度。
5在环境监测中，电极电势也被用来测量环境中的某些化学物质的浓度。
例如，可以使用电极测定水中的溶解氧浓度，从而确定水的生态状态。
6 6 在食品加工中，电极电势也可以用来检测食品中的某些物质的浓度。
例如，在酿造过程中，可以使用电极测定果汁中的糖浓度，从而确定果汁的发酵程度。
7 在农业生产中，电极电势也被用来测量土壤中的某些养分的浓度。
例如，可以使用电极测定土壤中氮的浓度，从而决定土壤的肥力水平。
8 在钢铁加工中，电极电势也可以用来控制电弧焊接过程。
例如，在电弧焊接钢管时，可以通过调整电极电势来控制焊接速度和焊接质量。
9 在电力系统中，电极电势也起着重要作用。
例如，在变压器中，电极电势的差异可以决定电流的变化率。
10在半导体制造中，电极电势也被用来控制化学反应的速度和方向。
例如，在半导体晶体管的制造过程中，可以通过调整电极电势来控制化学蚀刻过程，从而获得理想的半导体晶体管尺寸和形状。
高中化学电极电势的大小比较与应用
高中化学电极电势的大小比较与应用电极电势是化学反应中电子转移的驱动力，也是判断电池电势大小的重要指标。
在高中化学学习中，电极电势的大小比较与应用是一个重要的考点。
本文将通过具体的题目举例，分析不同类型的电极电势问题，并给出解题技巧和应用指导，以帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用电极电势。
一、电极电势的大小比较1. 比较标准氢电极与其他电极的电势差标准氢电极是电极电势的参比电极，其电势被定义为0V。
因此，与标准氢电极相比，电势较高的电极具有正的电势值，电势较低的电极则具有负的电势值。
例如，对于以下两个反应：反应1：Zn2+ + 2e- → Zn反应2：Cu2+ + 2e- → Cu根据标准电极电势表，反应1的标准电极电势为-0.76V，反应2的标准电极电势为0.34V。
因此，可以得出结论：Cu2+/Cu电极的电势高于Zn2+/Zn电极。
2. 比较不同离子间的电势差除了与标准氢电极比较，我们还可以通过比较不同离子间的电势差来判断电极电势的大小。
以下列反应为例：反应3：2Ag+ + 2e- → 2Ag反应4：Cu2+ + 2e- → Cu根据标准电极电势表，反应3的标准电极电势为0.80V，反应4的标准电极电势为0.34V。
可以发现，Ag+/Ag电极的电势高于Cu2+/Cu电极。
因此，我们可以得出结论：Ag+离子比Cu2+离子更容易还原为金属。
二、电极电势的应用1. 预测反应的进行方向根据电极电势的大小比较，我们可以预测反应的进行方向。
当两个反应的电极电势差为正值时，反应将自发进行；当电势差为负值时，反应将不自发进行。
例如，对于以下两个反应：反应5：2H+ + 2e- → H2反应6：Pb2+ + 2e- → Pb根据标准电极电势表，反应5的标准电极电势为0V，反应6的标准电极电势为-0.13V。
由于电势差为负值，我们可以得出结论：在标准状态下，Pb2+离子会还原为Pb金属，反应6将自发进行。
2. 计算电池的电动势电动势是电池输出电能的能力，可以通过电极电势的差值来计算。
电极电势的应用
电极电势的应用
电极电势是电化学实验中经常使用的量，它与测量物质在一定条件下的电子迁移特性
有关。
它可以用于研究物质间的交互作用，广泛应用在电学传感器、电磁技术、电化学传
感器、仪器仪表等行业中。
首先，电极电势主要用于氧化还原反应的相关应用。
在溶液中，还原剂和氧化剂之间
存在电位差，可以利用电极电势来直接测量反应活性和稳定性。
电极电势测量也可以用于
电催化反应的研究，它可以用来解释催化剂的电子成份和活性中心的变化。
电催化反应过
程中，催化剂的电子结构会不断发生变化，改变电极电势就可以说明这种变化剂。
此外，电极电势还被用于研究电磁性能，尤其是多金属器件的磁性能。
对于这类器件，比如电容器、变压器和线圈等，需要考虑它们的电磁耦合问题，调节电极电势就可以改变
这些器件的电磁性能。
此外，电极电势也可以用于无线传感器和无线通讯系统的研究，调
节这些系统的电极电势可以改善传输距离或其他性能。
最后，电极电势也可以用于计量学和电动机研究。
电极电势可用来衡量各种测量介质
的电子状态，如液体、气体、溶液等。
此外，在研究电动机时，需要电极电势来定义绝缘
两端的电压差，以便进行电流测量和调节电动机。
因此，电极电势在电化学分析、计量学以及电子和电动机研究中都有广泛的应用，它
可以反映物质的内部结构和物理性质，十分重要。
修改版——浅谈电极电势的理解和应用
编号： 119060141011内蒙古民族大学化学化工学院本科生学年论文题目：浅谈对电极电势的理解和应用专业：化学年级： 2011级姓名：郭学良指导教师：赵玉英导师完成日期： 2013 年 6 月 1 日浅谈对电极电势的理解和应用郭学良摘要化学反应可以分为两大类：氧化还原反应和非氧化还原反应，因此可以说氧化还原反应是无机化学学习中最重要的一类反应；而标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，因此我们就有必要对标准电极电势进行必要的解析和研究。
而对于初入门的化学学习者来说，深入的了解电极电势可以从电极电势与电动势的关系、电极电势的能特斯方程、影响电极电势的因素、电极电势的图示法……这几方面入手，接下来我们就从这几方面展开讨论。
关键词：标准电极电势氧化还原反应拉提莫图能特斯方程引言标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，氧化还原反应是无机化学学习中最重要的一类反应，对了解各种元素及其物质的性质及其联系有着重要的意义。
因此我们就有必要对标准电极电势进行必要的解析和研究。
而对于初入门的化学学习者来说，深入的了解电极电势可以从电极电势与电动势的关系、电极电势的能特斯方程、影响电极电势的因素、电极电势的图示法……这几方面入手，接下来我们就从这几方面展开讨论。
浅谈对电极电势的理解和应用一、电极电势与电动势的关系要想了解电极电势与电动势的关系，首先需要明白这两者的概念；1)电动势：大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。
如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为E=W/q。
2)电极电势：当金属放入盐溶液中，溶液中的金属离子受到金属表面电子的吸引而在金属表面面积形成双电层，双电层之间的电势差就是相应电极的电极电势。
3)标准电极电势：单个电极的的电极电势是无法测定的，根据IUPAC建议采用标准氢作为标准电极，给定电极电势与标准电极电势所组成的原电池的电动势即为该电极的标准电极电势。
电极电势在元素化学中的应用
电极电势在元素化学中的应用电极电势是指电池中两个电极之间的电势差。
在元素化学中，电极电势是不可或缺的重要概念，并且有着广泛的应用。
本文将介绍电极电势在元素化学中的应用。
首先，电极电势可用于确定一个半反应的氧化还原性质。
在元素化学中，氧化还原反应是非常常见的反应类型。
通过测定电极电势，我们可以判断一些半反应是氧化还是还原。
根据标准氧化还原电势表，如果一些半反应的电极电势为正，那么这个半反应是还原反应；如果电极电势为负，那么这个半反应是氧化反应。
通过电极电势的测量，我们可以快速地确定一个半反应的氧化还原性质，从而更好地理解和研究氧化还原反应的机理。
其次，电极电势可用于预测一个半反应的方向。
根据电极电势的数值大小，我们可以预测一个半反应的方向。
根据法拉第定律，如果一些半反应的电极电势为正，那么该反应是自发进行的；如果电极电势为负，那么该反应是不自发进行的。
通过电极电势的预测，我们可以提前知道一个反应是否会发生，以及反应的方向，从而更好地设计合成和控制化学反应。
另外，电极电势还可以用来推导氧化还原反应的标准电势。
标准电势是指在标准状态下，一个半反应在特定电极上的电势。
通过测定不同电极对上一些半反应的电极电势差，我们可以利用标准氧化还原电势表的数据，推导出该半反应的标准电势。
标准电势是研究氧化还原反应特性的重要参数之一，可以用来比较不同反应的强弱以及进行反应的定量分析。
此外，电极电势还可以用于计算反应的电动势。
反应的电动势是指一个完整反应电池的两个电极之间的电势差。
通过测量电极电势，我们可以计算反应的电动势，并且可以用来评价反应的强弱。
电动势对于研究电化学反应的动力学过程非常重要，可以帮助我们了解反应的速率和平衡条件。
最后，电极电势还可以用于测量物质的活度和浓度。
根据奥斯特瓦尔德关系，电极电势与物质的活度和浓度之间存在一定的关系。
通过测定电极电势，我们可以计算出相应物质的活度或浓度，从而实现对物质的定量分析和测量。
电极电势在无机化学中的应用(共2篇)
电极电势在无机化学中的应用（共2篇）本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！第1篇:电极电势在无机化学中的应用氧化还原反应是化学中的重要反应。
原电池中，两个电极用导线连接，并用盐桥将电解液连接，导线中就有电流通过，这说明两个电极上具有电势存在，并且两极之间具有电势差，这种电极上所具有的电势就称电极电势，用渍厮表示。
电极电势可用来衡量金属在水溶液中失去电子能力的大小，金属电极电势的高低主要决定于金属的种类、金属离子的浓度和溶液的温度。
当外界条件一定时，对金属电极，其电势高低决定于金属活泼性的大小，金属越活泼，达到平衡时，电极的金属片单位面积上积累的负电荷就越多，电极相对于溶液的电势就越负，电极电势就越低；相反，金属越不活泼，溶解倾向则越小，电极电势就越高。
一、电极电势在氧化还原反应中的应用1.判断氧化剂和还原剂的相对强弱由金属电极电势的产生可知，标准电极电势数值越小，表明还原态越易失去电子，即其还原态的还原性越强，氧化态的氧化性越弱；渍厮值越大，表明氧化态越易得电子，即氧化剂是越强的氧化剂，还原剂就是越弱的还原剂。
例如，渍■■=-，渍■■=∵>-∴Cu2+的氧化性大于Zn2+.∵-Cu2.判断氧化还原反应进行的方向[1]例1.试用标准电极电势判断Zn+Cu2+=Zn2++Cu 反应能否自发向右进行。
已知渍■■=-渍■■=解：要使反应能自发向右进行，必须其标准电动势E厮>0，否则E厮0∴反应能自发向右进行。
或按氧化剂和还原剂的相对强弱判断。
氧化还原反应发生在较强的氧化剂和较强的还原剂之间。
例2.试用标准电极电势判断I2+2Fe2+=2Fe3++2I-反应进行的方向。
已知：渍■■=，渍■■=解：E厮=渍■■-渍■■==<0，∴反应向左进行。
3.选择氧化剂和还原剂例如，含有Cl-、Br-和I-三种离子的混合溶液，欲使I-氧化为I2又不致使Br-、Cl-氧化，在常用的氧化剂Fe2（SO4）3和KMnO4中选择哪一种能符合上述要求？解：查表知：渍■■=，渍■■=，渍■■=，渍■■=，渍■■=可见，渍■■值最大，是最强的氧化剂，可将I-、Br-、Cl-分别氧化成I2，Br2、Cl2，∴KNMO4不符合上述要求。
电极电势的应用
从电极电势来看，氧化态物质的 氧化能力从上到下逐渐增强，还原 态的还原能力从下到上逐渐增强。 即Li是最强的还原剂，Li＋是最弱 的氧化剂；F2是最强的氧化剂，F则是最弱的还原剂。
二、判断氧化还原反应进行的方向
方向：较强的氧化剂与较强的还原剂作用， 生成较弱的还原剂与较弱的氧化剂。位于 第二纵行左下方的氧化剂可以氧化其右上 方的还原剂；同样位于右上方的还原剂可 以还原其左下方的氧化剂。而且氧化剂和 还原剂在表中的位置相隔越远，它们之间 的得失电子自发反应趋势越大。
θ θ
时，均有k＞106，此平衡常数己较大，
可以认为反应进行已相当完全。
例：3-10判断反应Sn＋Pb2＋ ⇌ Sn2＋＋Pb 在298.15K时进行的程度。
例3-8 判断下列反应在298.15K时自发进 行的方向。
Pb2+(0.001mol· L-1)＋Sn＝Pb＋Sn2＋（0.100mol· L-1）
解：查表知
Pb2＋＋2e
⇌ Pb
θ
＝－0.1262V
Sn2＋2e ⇌ Sn
＝－0.1375V
θ
由于是非标准态下的反应，需根据Nemst方程
式计算非标准态下电对的 值，才能进行判 断：
［Zn2＋］/［Cu2＋］的比值就是此反 应的平衡常数。由于数值很大，说 明此反应进行得很彻底。根据上面 计算，可以导出利用标准电极电势 来计算平衡常数K值公式：
式中： θ氧：反应中氧化剂电对的 标准电极电势；
θ
还：反应中还原剂电对的
标准电极电势；
n：反应中转移的电子数
由上式可以看出，两个电对的 θ值相差越 大，平衡常数K值也越大，反应进行的越 彻底。计算表明，对于n＝2的反应 差 值为0.2V时，或者当n=1, 差值为0.4V
电极电势在无机化学中的应用(共2篇)
式中：n是氧化还原反应中电子的转移数，F是法拉第常数·V-1·mol-1
∴-nFE？厮=-RTlnK？厮
将常数代入并整理（F=96487J·V-1·mol-1，T=，R=·K-1·mol-1）
得：ｌgK？厮=■
例如，求电池反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu在298K时的平衡常数。
解：ｌgK？厮=■=■
=■=
∴K？厮=×10-37
二、电极电势在非氧化还原反应中的应用
1.弱酸反应
例如，求反应H++Ac-=HAc的平衡常数[3]
解：正极H++e=■H2
负极■H2+Ac-=HAc+e
电池反应H++Ac-=HAc
∴lgK=■∴K=×104
大学化学课件：电极电势的应用
氧化
Ag(s)+H+(aq)+I-(aq)=AgI(s)+1/2H2(g)
第五章 氧化还原反应与电化学
5.4 电极电势的应用
5.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 标准电极电势的代数值愈大，水溶液中电
对的氧化型物质的氧化能力越强；电对中的还 原型物质的还原能力就越弱。
标准电极电势的代数值愈小，水溶液中电 对的还原型物质的还原能力越强；电对中的氧 化型物质的氧化能力就越弱。
反应到达平衡时，E+=E-
E O
0.05916 n1
lg
c(Red1 ) c(Ox1 )
=
E O
0.05916 n2
lg
c(Red2 ) c(Ox2 )
lg[( cRed1 )n2( cOx2 )n1 ] (EO EO )n1n2
cOx 1
cRed2
0.05916
zE O lg K O
0.05916
1.034V
5.4.2 判断氧化还原反应的方向
氧化还原反应之所以能够自发进行时由于 组成氧化还原的两个电对中，电极电势代数值 较大的电对中氧化性物质具有较强的得电子倾 向，而电极电势代数值较小的电对中还原型物 质具有较强的供电子倾向。
Cu2++Zn=Cu+Zn2+
氧化还原电位
物质之间通过热运动发生有效碰撞实现电子的转移。 由于质点的热运动是不定向的，电子的转移不会形成电流 ，化学能以热的形式与环境发生交换。
（2）但是若使氧化剂与还原剂不直接接触，让它们之 间的电子转移通过导线传递，电子做定向移动而形成电流
Cu—Zn原电池装置：
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 原电极正极发生还原反应，负极发生氧化反应
配平两个半反应式中的H和O
例2：配平
Cl2 (g) + NaOH(aq) NaCl(aq) + NaClO3 (aq)
Δ
Cl2 → Cl- + ClO3-
解：Cl 2 + 2e 2Cl
①
Cl 2 + 12OH 2ClO + 6H2 O + 10e
①×5+②得：
3
金属越活泼，溶液越稀，这种倾向就越大。 另一方面，盐溶液中的Mn+(aq)离子又有一种从金属 表面获得电子而沉积在金属表面的倾向：
Mn (aq) + ne- M
+
金属越不活泼，溶液越浓，这种倾向就越大。
在铜锌原电池中，为什么电子从Zn原子转移给Cu2＋离子而 不是从Cu原子转移给Zn2＋离子?
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。 电极反应：（Zn片） Zn = Zn2+ + 2e－ （Cu片） Cu2＋ + 2e－ = Cu 电池反应： Zn + Cu2＋ = Cu + Zn2＋ 反应的结果与将 Zn 片直接插入 CuSO4 溶液反应结 果一致，所不同的是这时通过化学电池将化学能转 化为电能。 原电池由两个半电池组成，每个半电池亦称电极。
无机化学 电极电势的应用
第四节 电极电势的应用
本节内容
概述
（1）利用电极电势判断氧化剂和还原剂的相对强弱 （2）利用电极电势判断氧化还原反应进行的方向 （3）利用电极电势判断氧化还原反应进行的程度 （4）学习元素电势图及其应用
第四章 氧化还原
第四节 电极电势的应用
1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱
Eθ越大,电对中氧化型物质的氧化能力越强 还原型物质的还原能力越弱
各氧化型物质的氧化性强弱顺序： MnO4>I2>Sn4+>Fe2+
各还原型物质的还原性强弱顺序： Fe>Sn2+ >I->Mn2+
第四章 氧化还原
第四节 电极电势的应用
2 判断氧化还原反应进行的方向
对于某一给定反应，先区分该反应的氧化剂和还
原剂，以氧化剂及其还原型的电对为正极，还原剂及
其氧化型的电对为负极：
第四章 氧化还原
第四节 电极电势的应用
4 元素电势图及其应用
元素电势图的表示方法
EAθ/V
0.682V
1.77V
O2 n 1 H2O2 n 1 H2O
1.229V
n=2
表示方法：
①各物种电
对的E θ，（线下方为转移电子数）
第四章 氧化还原
强的氧化剂和最强的还原剂，并排列出各氧化型物质的氧化
性和各还原型物质的还原性强弱顺序。
MnO4-/Mn2+、Sn4+/Sn2+、Fe2+/Fe、I2/I-
解： 查附表3得
MnO4 8H 5e- Mn2 4H 2O E (MnO4 / Mn2 ) 1.51
Sn4 2e- Sn2
5.4 电极电势的应用
电极电势的应用电极电势的应用是多方面的。
除了比较氧化剂和还原剂的相对强弱以外，电极电势主要有下列应用。
0102030405 判断原电池的正、负极，计算电池的电动势判断氧化剂、还原剂的相对强弱测定难溶电解质的溶度积常数和弱电解质的解离常数判断氧化还原反应进行的方向判断氧化还原反应进行的程度计算原电池的电动势E在组成原电池的两个半电池中，电极电势代数值较大的一个半电池是原电池的正极，代数值较小的一个半电池是原电池的负极。
原电池的电动势等于正极的电极电势减去负极的电极电势：E＝ϕ(+)－ϕ(-)例 计算下列原电池的电动势，并指出正、负极 Zn∣Zn 2+(0.100 mol·L -1)‖ Cu 2+(2.00 mol·L -1)∣Cu )(lg 2059.02+Cu c 00.2lg 2059.0)(lg 2059.02+Zn c )100.0lg(2059.0 解： 先计算两极的电极电势 ϕ (Zn 2+/Zn)= ϕ θ(Zn 2+/Zn)+ = －0.763＋ =－0.793V (作负极）ϕ (Cu 2+/Cu) = ϕ θ(Cu 2+/Cu)+ = 0.3419 + 故 E ＝ ϕ (+)－ϕ (-)= 0.351－(－0.793)＝1.14V= 0.351V(作正极)＞０ ； E ＜０ ϕ+ ＜ ϕ- 反应逆向进行判断氧化还原反应进行的方向m r G ∆m r G ∆m r G ∆)]()([--+-=-=∆ϕϕnF nF E G m r θE 恒温恒压下，氧化还原反应进行的方向可由反应的吉布斯函数变化来判断。
根据 如果在标准状态下，则可用ϕθ或 进行判断。
＜０； E ＞０ ϕ+ ＞ ϕ- 反应正向进行 ＝０； E ＝０ ϕ+ ＝ ϕ- 反应处于平衡例如:2Fe3＋(aq)＋Sn2+(aq) 2Fe2＋(aq)＋Sn4+(aq)在标准状态下，反应是从左向右进行还是从右向左进行？查表：ϕθ(Sn4+/Sn2+)=0.151V, ϕθ(Fe3+/Fe2+)=0.771Vϕθ(Fe3+/Fe2+)＞ϕθ (Sn4+/Sn2+)，Fe3+/Fe2+作正极。
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MnO 4 4H 3e MnO2 2H2O
EΘ = 1.679 V EΘ = 0.771V EΘ =0.545V
2 Fe3 e Fe
I2 2e 2I
lyon
Br2 (l ) 2e 2Br Cl2 ( g ) 2e 2Cl
∴I-比Br-的还原性强，I2先游离出来
②
Fe3 2e Fe2
2 MnO 4H2O 4 8H 5e Mn
EΘ = 0.771 V EΘ = 1.507 V
应选择EΘ在I2/I-和Br2/Br-之间
lyon
四、元素电势图应用
将同种元素的不同氧化态按氧化值由高到低的顺序自左向右
排列成行，在相邻的两物种间连一直线表示电对，并在此直线上
方标明该电对的标准电极电势值，由此则构成元素电势图。
如氧的常见氧化态为0、-1、和-2的O2、H2O2、和H2O。
EAθ
O2 0.628
H2O2 1.77 1.229
∴应选择Fe2(SO4)3
lyon
三、氧化还原反应进行的程度
对于一个氧化还原反应, 当其电动势为零时即达到平衡. 因此可 根据标准电极电势求一个氧化还原反应的平衡常数.
lg K
nE 0.0592
n ( ) 0.0592
一般地，当K ө 6 10 6时，说明反应已进行完全 当K ө 2 10 -7时，说明反应不能正向进行或进行的趋势很小 ◆ 注意： ①K与浓度无关，只决定于标准电极电势的大小，电势差越大，平衡 常数越大，反应也越完全； ②标准电极电势从热力学观点来衡量氧化还原反应进行的可能性和 进行程度，但不能预测反应速度；而实际反应中必须同时考虑。
0.771
+ Fe2 -0.44
Cu
Fe3
+
Fe
0.337
歧化反应
0.165
逆歧化反应
由它们的元素电势图来分析歧化反应能进行的条件。
lyon
A B C
θ 左
θ 右
θ 左 θ 左
θ 右 θ 右
则B会发生歧化反应
则AC发生逆歧化反应
10
lyon
只有电极电势较大电对的氧化型物质与电极电势较小电对 的还原型物质才能发生氧化还原反应。
lyon
影响氧化还原反应的因素：
1.氧化型物质或还原型物质本身浓度的改变对电极电势的影响 电对的氧化型物种浓度增大，则 增大，比 ө要大
电对的还原型物种浓度增大，则 减小，比 ө要小
2.酸度对电极电势的影响 如果电极反应中包含有H+或OH-，酸度就会对电极电势产生影 响，否则，就不会产生影响。 3.沉淀生成对电极电势的影响 向已建立平衡的电极反应中加入一沉淀剂，与氧化型物质或还 原型物质生成沉淀，从而使其浓度降低，导致电极电势减小或增大 。
二、氧化还原反应进行的方向
当外界条件一定，且皆取标准态，反应方向一般是：
强氧化型1 + 强还原型2 =弱还原型1 + 弱氧化型2
可根据标准电极电势判断一个氧化还原反应的方向： 任意状态 标准状态 氧化还原反应进行的方向
E0
E0 E0
Eө0
E ө 0 E ө 0
正反应自发进行
反应达到平衡 逆反应自发进行
H2O
EBθ
O2 0.076
HO2 0.87
HO
-
0.401
lyon
判断某物质能否发生歧化反应
在氧化还原反应中 ,若由某元素的一种中间氧化态同时向较高氧
化态和较低氧化态转化, 我们称其为歧化反应。如：
2Cu Cu 2 Cu
+ Cu2 0.159 Cu+ 0.520
2Fe3 Fe 3Fe2
5
lyon
【例2】在一含有I-、Br-的混合液中，逐步通入Cl2 ，哪一种先 游离出来？要使I2游离，而Br2不游离，应选择Fe2(SO4)3还是
KMnO4的酸性溶液？
解: ①根据附录表3得：
I2 (s) 2e 2I
EΘ = 0.545V EΘ = 1.066V EΘ = 1.358V
无机化学
§5.3 电极电势的应用
lyon
一、氧化剂和还原剂的相对强弱
标准电极电势表：
EΘ正值越大，氧化性越强；EΘ负值越大，还原性 越强。
实验室或工业上：
氧化剂：Eθ ＞1.0V 还原剂：Eθ ≤0V
lyon
【例1】根据标准电极, 判断下列氧化剂或还原剂的强弱:
MnO4-/MnO2 ;Fe3+/Fe2+；I2/I-。