第六章 氧化还原反应
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第六章水中有机物的氧化还原作用
第六章水中有机物的氧化还原作用水中有机物的氧化还原作用是指在水中存在的有机物与氧气之间发生的化学反应。
这类反应在自然界中非常常见，对于水体的生态环境和人类的生活也有着重要的影响。
一、水中有机物的氧化作用水中有机物的氧化作用是指有机物与氧气结合，发生氧化反应。
这一类反应常见于自然界中的水域，例如湖泊、河流和海洋等。
有机物在水中的氧化作用可能会引起许多不良的影响。
首先，当水体中有机物过多时，会造成水质恶化，引发浑浊现象，降低水体的透明度。
其次，水中有机物的氧化反应还会产生大量的二氧化碳和废水，进一步增加水体中的有机负荷，使水体的富营养化程度加剧，破坏水的生态平衡。
此外，有机物的氧化过程还会消耗氧气，导致水中缺氧，危及水中生物的生存。
二、水中有机物的还原作用水中有机物的还原作用是指有机物发生还原反应，将氧气还原为水或其他氧化剂。
这类反应在一些特殊环境中较为常见，例如水下沉积物、底部层水和河床淤泥等。
水中有机物的还原反应在生态系统中起着重要的作用。
首先，这类反应可以使有机物得到有效的分解和降解，降低水体中的有机负荷，促进水的净化和再生。
其次，还原反应还可以释放出能量，为水中的微生物活动提供生存基础，维持水体的能量平衡。
此外，水中有机物的还原过程还会产生一些有机肥料，对于水下生物的生长和繁殖具有一定的促进作用。
三、水中有机物的氧化还原反应机制水中有机物的氧化还原反应是一种复杂的化学过程，其中涉及到多种氧化还原剂和还原剂的参与。
具体机制如下：1.氧化作用机制水中有机物的氧化反应通常可以分为两个步骤进行。
第一个步骤是有机物被氧气氧化为氧化产物，例如二氧化碳和水。
这个步骤是一个放热反应，释放出能量。
第二个步骤是氧化产物进一步与水反应，重新生成有机物和释放氧气。
这个步骤是一个吸热反应，吸收能量。
2.还原作用机制水中有机物的还原反应通常由还原剂引发。
还原剂可以是光合作用产生的氧化还原剂，也可以是其他化学物质。
还原剂与有机物发生反应时，会将有机物中的氧化物还原为水或其他还原产物。
无机化学第六章-氧化还原与电化学
Zn - 2e → Zn2+ Cu2+ + 2e → Cu
3)电池反应: 两半电池反应之和。 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
4) 原电池的符号表示：
(-)Zn︱Zn2+(aq)‖Cu2+(aq)︱Cu(+)
• 负极在左，正极在右。用符号（-）（+）表示。 • “︱”表示两相之间的界面。 • “‖”表示盐桥。 • 溶液的浓度、气体的压力也应标明。
C 4HNO 3 4NO 2 CO 2 2H2O
二、离子-电子法
MnO4 SO32 Mn 2 SO42
2 MnO4 8H 5e Mn2 4H2O（还原） 5 SO32 H2O 2e SO42 2H (氧化)
2MnO4 5SO32 6H 2Mn2 5SO42 3H 2O
Zn+CuSO4
ZnSO4+Cu
Zn
CuSO4
Cu-Zn原电池装置
原电池：将氧化还原反应的化学能转变 成为电能的装置。
2. 原电池的组成与表示方法
1)半电池(电极): 组成原电池的每个部分叫半电池。
Zn-ZnSO4 锌电极 失电子-负极
Cu-CuSO4 铜电极 得电子+正极
2)半电池反应:半电池中发生的反应。
2KMnO 4 5K 2SO3 3H 2SO 4 2MnSO 4 6K 2SO 4 3H 2O
配平下列反应：
K2Cr2O7+KI+H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+I2+H2O
Cl2+NaOH NaCl+NaClO3+H2O
6.2 原电池与电极电势 原电池的组成与表示方法
第六章 氧化还原反应及电极电势
例如: φθ (I2/I-) ﹤ φθ(Fe3+/Fe2+ ) 氧化性： 氧化性： Fe3+ ﹥I2， 还原性： I-﹥ Fe2+
二、 判断氧化还原反应进行的方向
在讨论原电池时已经明确，电池中的正 极反应是氧化剂发生的还原反应，负极反应
是还原剂发生的氧化反应。
自发进行的氧化还原反应的电池电动势一 定是E＞0的，一个氧化还原反应被设计成一
个原电池后，若E＜0，则说明反应逆向进行。
例 判断298K时下列氧化还原反应的方向。
2Fe2+（c=0.1mol/L）+I2（s） 2Fe3+ （c=1mol/L）+2I-（c=0.1mol/L）
解 将上式写成两个半反应，并查附表得其标准电极电 位。
θ Fe 3 /Fe 2
0.771 V
3.导线
用以连接两极，才能使浸入电解质溶液
的两极形成闭合回路，组成正在工作的原电池。
【例 】 高锰酸钾与浓盐酸作用制取氯气反
应如下：
2MnO +16HCl =2MnCl2 +5Cl2 +2KCl+8H2O
4
将此反应设计成原电池，写出正负极反应、
电池反应、电极组成式与分类。
解：该反应的离子方程式为：
将气体通入相应离子溶液中，并用
惰性电极（如：石墨或者金属铂）做电极
板所构成的电极。
如：氯电极
电极组成式：Pt︱Cl2 (p) ︱ Cl- (c) 电极反应
Cl2 2e 2Cl
-
-
如Cu—Zn原电池的符号为： Cu Zn
（—）Zn │ Zn SO4（C1） CuSO4（C2）│Cu（+） ―│‖表示两相的界面,― ‖表示盐桥,习惯上负极在左，正极在右。
第六章 氧化还原滴定法
lg
COx2 CRe d2
反应达平衡时：1 2
1
'
0.059 n1
lg
COx1 CRe d1
2 '
0.059 n2
lg
COx2 CRe d2
lg
K
'
lg
C n2 Re d1
C n2 Ox1
n1
COx2 n1 CRe d2
n(1 ' 2 ' )
0.059
n '
0.059
n:为两半反应电子得失数n1与n2的最小公
解：已知φθ’Fe3+/Fe2+=0.68V, φθ’Sn4+/Sn2+=0.14V
对于反应 2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+ 则，
lg K ' n1 n2 1 ' 2 ' 2 0.68 0.14 18.3
0.059
0.059
解：溶液的电极电位就是Cr2O72-/Cr3+电极电 位 。 其 半 反 应 为 ： Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O 当0.100mol/LK2Cr2O7被还原至一半时：
cCr(VI)c=CC(0VrI().II/5IC)×=(III02) .×1010..030m35V0o0l/mL=ol0/.L0=500.01m00oml/Lol/L
HAsO2
[H ] Ka [H ]
HAsO2的Ka 5.11010
27
[H ] 5mol / L
HAsO2 1.0,H3AsO4 1.0
0.60V ' H3AsO4 HAsO2
化学初中一年级上册第六章氧化还原反应的认识与运用
化学初中一年级上册第六章氧化还原反应的认识与运用氧化还原反应是化学学科中的重要内容，在初中一年级上册的化学课程中，也是必不可少的一章。
本文将对初中一年级上册第六章氧化还原反应的认识与运用进行论述。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质在化学反应中，电子的转移与分配所引起的相互转化。
在氧化还原反应中，一种物质失去电子称为氧化反应，而另一种物质得到电子称为还原反应。
例如，当铁和氧气发生反应时，铁失去电子转化为氧化铁，氧气得到电子转化为氧化氧。
二、氧化还原反应的表示方法氧化还原反应可以通过方程式表达出来。
方程式的左边表示还原反应，右边表示氧化反应。
例如，2Na + Cl2 → 2NaCl，表明钠发生氧化反应，氯发生还原反应。
三、氧化还原反应的实际应用1. 腐蚀反应：铁的腐蚀是一种常见的氧化还原反应。
当铁与空气中的氧气发生反应时，会生成铁(III)氧化物，即铁锈。
2. 电池反应：电池的工作原理是基于氧化还原反应的。
例如，锌-铜电池中，锌发生氧化反应，铜发生还原反应，从而产生电流。
3. 发酵反应：发酵是一种生物化学反应过程，也包含氧化还原反应。
例如，葡萄糖发酵产生乙醇的反应中，葡萄糖被氧化，生成乙醇，同时还有氧化剂参与反应。
四、氧化还原反应的学习方法1. 掌握氧化还原反应的基本概念和表示方法是学好本章内容的基础。
通过反复练习、思考，加深对概念的理解和方程式的运用能力。
2. 应用于生活实例的学习。
在学习氧化还原反应时，可以结合生活中的实际例子，例如电池、金属腐蚀等，加深对反应机理的理解。
3. 实验探究与讨论。
可以通过参加实验课程，观察和分析氧化还原反应的现象。
通过实验结果的观察和讨论，培养学生的实践能力和探究精神。
五、氧化还原反应的拓展应用1. 高级化学课程的基础。
氧化还原反应是许多高级化学知识的基础，例如电化学、配位化学等。
因此，对初中阶段的学生来说，学好氧化还原反应是为将来的学习做好准备。
2. 环境保护的应用。
第六章 氧化还原
4、根据氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则， 找出最小公倍数，合并成一个配平的离子方程式。
①×2 ② ×5 2MnO4-＋16H+＋10e10Cl- - 10e5Cl2 2Mn2++ 5Cl2 + 8H2O
14
2Mn2+＋8H2O
两式相加 2MnO4-+16H++10Cl-
5、将配平的离子方程式写为分子方程式。注意反 应前后氧化值没有变化的离子的配平。
21
常用电极类型： 常用的电极(半电池)，通常有四种类型： 1. 金属-金属离子电极：将金属插入到其盐溶液中构 成的电极。如：银电极（ Ag+ / Ag ） 。 电极组成式：Ag|Ag+ (c) 电极反应： Ag+＋eAg
2. 金属-难溶盐-阴离子电极： 将金属表面涂有其金属 难溶盐的固体，浸入与该盐具有相同阴离子的溶液 中所构成的电极。 如: Ag-AgCl电极。 电极组成式：Ag | AgCl(s) | Cl- (c) 电极反应： AgCl + eAg + Cl22
8
又如： Zn + 2HCl
ZnCl2 + H2
锌失去电子，氧化值升高，被氧化，称为还原
剂(reducing agent),又称电子的供体(electron donor)。 HCl中的H+得到电子，氧化值降低，被还原, HCl称为氧化剂(oxidizing agent),又称电子的受体 (electron acceptor)。 氧化还原反应的本质是反应过程中有电子转移 （电子的得失或电子云的偏移），从而导致元素的 氧化值发生变化。
式中：n=5，氧化态为MnO4-和8H+，还原态为Mn2+ (H2O是溶剂,不包括在内)。
第六章氧化还原滴定法
§6.2 氧化还原反应进行的程度
§6.2.1 条件平衡常数 n2Ox1 + n1Red2 n2Red1 + n1Ox2
氧化还原反应进行的程度，可用什么来衡量？ 氧化还原反应进行的程度，可用什么来衡量？
Ox1 + n1eOx2 + n2eRed1 Red2
Ε1 = Ε
O' 1
c Ox1 0 . 059 + lg c Red1 n1 c 0 . 059 lg Ox2 n2 c Red2
4+ 3+ θ′
(1mol·L-1 H2SO4) ϕ (Fe /Fe )=0.68 V
3+ 2+
θ′
滴定反应： 滴定反应： Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ 对于滴定的每一点，达平衡时有： 对于滴定的每一点，达平衡时有：
ϕ(Fe3+/Fe2+)=ϕ(C 4+/C 3+) e e
分析 滴定前， 未知， 滴定前，Fe3+未知，不好计算
第六章 氧化还原滴定法
§6.1 氧化还原反应平衡 §6.2 氧化还原反应进行的程度 §6.3 氧化还原反应的速率与影响因素 §6.4 氧化还原滴定曲线及终点的确定 §6.5 氧化还原滴定法中的预处理 §6.6 高锰酸钾法 §6.7 重铬酸钾法 §6.8 碘量法 §6.9 其它氧化还原滴定法 §6.10 氧化还原滴定结果的计算
HClO4 0.75
HCl 0.70
ϕθ'(Fe3+ /Fe2+)
与Fe3+的络合作用增强
氧化态形成的络合物更稳定， 氧化态形成的络合物更稳定，结果是电位降低 计算pH pH为 NaF浓度为 浓度为0.2 mol/l时 P136 例2 计算pH为3.0, NaF浓度为0.2 mol/l时, Fe3+/ Fe 的条件电位。在此条件下，用碘量法测 Fe2+的条件电位 在此条件下， 的条件电位。 Fe 铜时，会不会干扰测定？ pH改为 改为1.0 铜时，会不会干扰测定？若pH改为1.0 时，结果又 如何？ 如何？
无机及分析化学第三版第章
Zn-2e→Zn2+ Cu 2++2e →Cu
Zn+ Cu 2+ →Cu +Zn2+
化学能转化为热能
实验二: Zn-Cu原电池反应
装置
Zn
e-
A
KCl
Zn SO4
现象
1、电流表指针发生偏移 2、Zn棒逐渐溶解,铜棒上有铜沉积 3、取出盐桥,指针回零;放入盐桥,指针偏转 Cu
原理
CuSO4 Zn - 2e →Zn2+ Cu 2++2e →Cu
RT [氧化态]a nFln[还原态]b
298.15K 下:
注意！
0.0n59lg[[氧 还化 原态 态]]ab
1) 如果电对中的某一物质是固体或液体，则它们的 浓度均为常数，常认为是1。
2) 如果电对中的某一物质是气体，其浓度用分压来 表示，分压的单位为：大气压（atm）
例如
碳的氧化数 CO CO2 CH4 C2H5OH +2 +4 -4 -2
硫或铁的氧化数 S2O32- S2O82- Fe3O4 +2 +7 +8/3
example
试计算Cr2O72-中Cr的氧化值和Fe3O4中Fe的氧化值
解： 设Cr的氧化值为x，已知O的氧化值为-2 ，则：
2x + 7×(-2) = -2 x = +6
3. 两个半反应相加，消去电子
2 × （ M n 0 4 － + 8 H + + 5 e ＝ M n 2 + + 4 H 2 O ）
＋
5 × （ 2 C l－ ＝ C l2 + 2 e ）
第六章 氧化还原反应和电极电势
第六章氧化还原反应和电极电势
氧化数：有整数、分数、正负数、零。
任何氧化还原反应保括两个半反应，即氧化半反应、还原半反应。
氧化态：氧化数较高的物质；还原态：氧化数较低的物质。
两者合称氧化还原点对，书写（I2/I-）。
氧化还原点对，就是一个半电池，一个电极。
氧化还原反应方程式配平：
1氧化数法：①氧化数值不变②原子守恒
2离子-电子法（半反应法）原则①原子守恒②电荷平衡
步骤1写成离子方程式
2再写成两个半反应
3配平半反应（原子配平、电荷配平。
不够酸性介质加H、
H2O；碱性介质加OH、H2O；中性介质左加H2O右加H+或OH-）
4合并半反应（氧得=还失。
找最小公倍数）
5离子方程式变化学方程式
6核查总反应
氢氧配平规律：
原电池：负氧正还。
盐桥：提供离子通道维持电荷平衡。
电极的种类：1金属离子电极：点对、电极符号Zn|Zn2+（c）、电极反应（氧化态的电子变还原态）|表示相界面；c注明离子浓度。
2金属难溶盐：电对AgCl/Ag；电极符号Ag|AgCl|Cl-（c）
Hg2Cl2/Hg Pt|Hg（l）|Hg2Cl2|（c）⚠️惰性电极Pt、液态（l）3氧化-还原电极：电对：Fe3+/Fe2+Pt|Fe3+（c1），Fe2+（c2）
⚠️同一相用“，”号隔开；惰性电极Pt
4气体-离子电极：电对：H+/H2 Pt|H2（p）|H+（c）
原电池符号：负极在前，正极在后。
（-）Zn|Zn2+（c1）||Cu2+（c2）|Cu（+）||表示盐桥。
第六章 氧化还原反应及电化学基础_6
如：标准锌电极与标准氢电极组成原电池，锌为负极， 标准锌电极与标准氢电极组成原电池，锌为负极， 氢为正极， 氢为正极，测得 εθ ＝ 0.7618 (V) , 则 Eθ(Zn2+/Zn) = 0.0000 – 0.7618 = -0.7618(V)
标准电极电势表
标准电极电势表
Eθ(Li+/Li)值最小的原因：（严宣申，王长富《普通无机化学》（第二版）p10) (Li+/Li)值最小的原因 值最小的原因： 严宣申，王长富《普通无机化学》 第二版） 热 sGmθ(Μ) hGmθ(Μ+) 化 学 M(s) + H+(aq) M+(aq) + 1 H2(g) 2 循 1 G θ(Η ) hGmθ(Η+) 2 2 d m 环 iGmθ(Η) H(g) H+(g)
“形式电荷” +1 -2 形式电荷” 形式电荷 称为“氧化数” 称为“氧化数”
经验规则： 各元素氧化数的代数和为零。 经验规则： 各元素氧化数的代数和为零。 1）单质中，元素的氧化数等于零。（N2 、H2 、O2 等） 单质中，元素的氧化数等于零。（N 。（ 2）二元离子化合物中，与元素的电荷数相一致。 NaCl 二元离子化合物中，与元素的电荷数相一致。 CaF2 +1,- +2,+1,-1 +2,-1 共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。 3) 共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。 超氧化钾） O: -2 (H2O 等）； －1 （H2O2); -0.5 (KO2 超氧化钾） 一般情况； H: +1, 一般情况； －1， CaH2 、NaH
思考题： 确定氧化数 思考题：
Na2S4O6 （1）Na2S2O3 ） +2 +2.5 （2）K2Cr2O7 ） CrO5 +6 +10 KO3 （3）KO2 ） -0.5 -1/3 注意：1） 同种元素可有不同的氧化数； 注意： 同种元素可有不同的氧化数； 氧化数可为正、负和分数等； 2） 氧化数可为正、负和分数等；
氧化还原与电极电势
负极（电子流出）：Zn(s) -2e 正极(电子流入): Cu2+(aq)+2e
Zn2+ 氧化反应 Cu(s) 还原反应
电池反应： Zn(s) Cu2 (aq)
Zn2 (aq) Cu(s)
每一电极由一对氧化还原电对构成 （两个电极可构成电池）
Cu2+/Cu: Cu2++2e Cu
Zn2+/Zn: Zn2++2e Zn
氧化型 /还原型
Cu2++2e
Cu
Zn2++2e
Zn
氧化型 +ne 氧化型1 +ne 还原型2 ne
还原型 还原型1 氧化型2
分类
Zn + 2HCl
ZnCl2 + H2
普通氧化还原反应 2Pb(NO3) 2PbO+4NO2 ↑+O2↑
氧化反应（O被氧化） ，还原反应（N被还原） 氧化与还原过程发生在同一种物质中的反应称为自身氧化还原 反应。
(-)Pt,H2(Pө) |H+(1mol·L-1)║Cu2+(1mol·L-1)|Cu(+)
测得该电池的电动势Eө=0.34V,所以
EөCu2+/Cu=0.34V
电对为 Cl2/Cl-， MnO-4 Mn2+ 原电池符号为：
(-)Pt,Cl2 (p)|Cl- (c1) H+ (c2 ),Mn2+ (c3),MnO-4 (c4 )|Pt(+)
电极的类型
1.金属-金属离子电极 Mn|Mn+
Mn++ne
M
无机化学 氧化还原反应
E 为强度性质，反映了氧化还原电对得失电子的倾向
E 与反应计量系数无关，无加和性 与反应式的书写方向无关
Fe3+ + e-＝Fe2+ E = 0.771 V 2Fe3++ 2e-＝2Fe2+ E = 0.771 V， 而非0.771×2 Fe2+ - e- ＝Fe3+ E = 0.771V， Fe2+ ＝Fe3+ ＋ e- 而非 - 0.771 V
第六章 氧化还原
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第一节 氧化还原反应 第二节 电池的电动势和电极电势 第三节 氧化还原平衡 第四节 影响电极电势的因素 第五节 元素电势图
电负性：元素的原子在分子中吸引电子能力的相对大小
元素电负性的周期性变化与金属性、非金属性的一致
金属－金属离子电极
金属－金属难溶盐－阴离子电极
氧化还原电极
气体－离子电极
三、常用电极类型氧Leabharlann 还原电对： Ag+ / Ag
电极组成式： Ag+(c) | Ag(s)
电极反应：
由金属板插入到该金属的盐溶液中构成
01
03
02
04
例：银电极
1.金属－金属离子电极
将金属表面涂渍上其金属难溶盐的固体，然后浸入到与该电解质具有相同阴离子的溶液中构成的电极
(1) 两个半电池反应分别为： 正极 MnO4-+ 8H+ + 5e-＝Mn2+ + 4H2O 负极 H2O2＝2H+ + O2 + 2e- (2)电极组成为： 正极 MnO4- (c1), Mn2+ (c2), H+ (c3) | Pt (s) 负极 H+ (c4), H2O2 (c5) | O2 (p) | Pt (s) (3)电池组成式为： (-) Pt |O2 (p) | H2O2 (c5), H+ (c4)‖MnO4- (c1), Mn2+(c2), H+(c3) | Pt (+)
E 与反应计量系数无关，无加和性 与反应式的书写方向无关
Fe3+ + e-＝Fe2+ E = 0.771 V 2Fe3++ 2e-＝2Fe2+ E = 0.771 V， 而非0.771×2 Fe2+ - e- ＝Fe3+ E = 0.771V， Fe2+ ＝Fe3+ ＋ e- 而非 - 0.771 V
第六章 氧化还原
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第一节 氧化还原反应 第二节 电池的电动势和电极电势 第三节 氧化还原平衡 第四节 影响电极电势的因素 第五节 元素电势图
电负性：元素的原子在分子中吸引电子能力的相对大小
元素电负性的周期性变化与金属性、非金属性的一致
金属－金属离子电极
金属－金属难溶盐－阴离子电极
氧化还原电极
气体－离子电极
三、常用电极类型氧Leabharlann 还原电对： Ag+ / Ag
电极组成式： Ag+(c) | Ag(s)
电极反应：
由金属板插入到该金属的盐溶液中构成
01
03
02
04
例：银电极
1.金属－金属离子电极
将金属表面涂渍上其金属难溶盐的固体，然后浸入到与该电解质具有相同阴离子的溶液中构成的电极
(1) 两个半电池反应分别为： 正极 MnO4-+ 8H+ + 5e-＝Mn2+ + 4H2O 负极 H2O2＝2H+ + O2 + 2e- (2)电极组成为： 正极 MnO4- (c1), Mn2+ (c2), H+ (c3) | Pt (s) 负极 H+ (c4), H2O2 (c5) | O2 (p) | Pt (s) (3)电池组成式为： (-) Pt |O2 (p) | H2O2 (c5), H+ (c4)‖MnO4- (c1), Mn2+(c2), H+(c3) | Pt (+)
第六章 水中有机物的氧化还原作用
精品课件
29
• BOD5虽然不能代表总的生化需氧 量，但对生活废水和大多数工业废水，
BOD5可占总BOD的70-80%，而且 采用五天培养期，可减少有机物降解释
放NH3的硝化作用的干扰，因此仍广 泛用BOD5表示水中有机物污染程 度。
精品课件
30
（2）化学需氧量( COD)
• COD是指在一定条件下，用强 氧化剂氧化水中有机物时所消耗的 氧化剂相当于氧的量。
第六章
水中有机物 的氧化还原作用
黄甫
精品课件
1
第一节 氧化还原作用基本理论
• 一、天然水中的氧化还原反应
• 天然水中只有少数元素——C、N、 S、O、Mn、Fe、Cr及I等是氧化 还原过程的主要参加者。
精品课件
2
• 天然水中的大多数氧化还原过程
都需要生物做媒介。生物参与的天
然水的氧化还原反应主要包括：有
精品课件
25
2.水中有机物的来源
• 水中的有机物86%来源于生产 和生活活动，只有14%的有机物 来源于自然环境。
精品课件
26
3.有机物含量的表示方法
• 水体中有机污染物组成非常复杂，难以 一一测定。传统上常用一些“间接性指标” 反映水体中有机物的含量和污染状况，这些 指标主要有几类：
• （1）生化需氧量 （BOD）
精品课件
41
作业
•P248页
• 第2、3题
精品课件
42
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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7
• 在缺氧条件下，有机物氧 化分解不完全，会产生对水 生生物无益甚至有害的物质 .
第六章 氧化还原反应
电极类型：
（1）金属及其离子电极
如：Ag︱Ag＋(c)
Ag e
Ag
（2）气体电极
如：Pt︱H 2(p) ︱H＋(c) （3）氧化还原电极
2H 2e
H2
如：C(石墨)︱Fe2+(c1) ,Fe3＋(c2) Fe3 e
Fe2
（4）金属及其难溶盐－阴离子电极
如：Ag︱AgCl︱Cl－(c)
AgCl e
(5)2 KMnO4＋K2SO3＋2KOH
2K2MnO4＋K2SO4+H2O
2、氧化值法 遵循原则： 氧化剂中元素氧化值降低的总数与还原剂 中氧化值升高的总数必须相等。 配平步骤： 以KMnO4和K2SO3在稀H2SO4中反应为例 （1） 写化学式，标氧化值，计算氧化值变化
氧化值降5价
+7
+4
Cr元素的氧化值：＋5
O OO
Cr OO
6、半反应 氧化还原反应根据电子转移的方向可拆成两个半反应。
如： Zn Cu2 Zn 2 Cu
氧化半反应： Zn Zn 2 2e
还原半反应： Cu2 2e Cu
半反应通式：氧化剂＋n e
还原剂
或 Ox ne
Red
注意： 氧化还原反应中，电子有得有失，因此半反应不能单独存在，
组成如下图的原电池，从电流方向可得Zn电极为负极
（－）Zn∣Zn2＋（1mol/L）‖H＋（1mol/L）∣H2（100kPa）∣Pt（＋）
Eθ
θ 正极
θ 负极
θ H/H2
θ Zn 2/Zn
0.0000
θ Zn
2
/Zn
0.7618V
∴
θ Zn 2/Zn
0.7618V
无机化学第六章氧化还原总结
298.15K,忽略 离子强度时
0.0592 n
lg
Ox Red
n 为电极反应中转移的电子数； 式中： [Ox ]为电极反应中氧化型一侧各物质浓度幂的乘积
注意
[Red]为电极反应中还原型一侧各物质浓度幂的乘积
1）纯液体、固体不出现在方程式中。气体用分压(p/p) 表示；（p以kPa为单位， p＝100kPa)
已知 (Cl2 / Cl-) = 1.36 V, 当[ Cl- ] = 10 mol·L-1 , p(Cl2) = 1.0 kPa 时， (Cl2 / Cl-) 的值是 ( 1.24V )
I2 + 2e- 2I-
(I2/ I )
(I2/ I )
0.0592 1 2 lg [ I ]2
0.535
利用 ´计算 的 Nernst 方程：
/ 0.0592 lg cOx
n
cRe d
2、氧化还原滴定曲线计算(电极电势)
（1）计量点前——根据被滴定电对计算
（2）化学计量点sp
SP
n11 '
n1
n22 '
n2
适用于对称电对——电极反应中 氧化型、还原型前的系数相同。
（3）计量点后——根据滴定剂电对计算
AgI /Ag :
AgI + e- Ag + I- ；
Cl2/Cl- :
Cl2 + 2e- 2Cl-
（-）Ag ︱ AgI (s) | I- (c1) ‖Cl- (c2)︱Cl2 (P ) ，Pt (+)
：写出反应 I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- 所对应的原电池符号： 解：根据反应式可知：
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Clemmensen还原
α-羟基酮
伯奇还原
TiCl2可将二羰基还原，结合生成邻二醇
TiCl3在水溶液中可将硝基化合物还原成羰基
机理：
Wilkinson催化剂
（4）非金属还原剂 (a)肼
黄鸣龙还原
(b)三价膦化合物，常用于脱氧及脱硫反应
也可用于脱溴反应
(4) Oppenauer 反应 （以酮为氧化剂，三异丙基氧化铝为催化剂）
2.醛酮的氧化
(1)醛类氧化成羧酸 通常使用Ag2O，若是α,β -不饱和醛，可以用MnO2，在甲醇和氰酸催化下氧化成甲酯
(2)甲基酮被次卤酸氧化（卤仿反应）
(3) 酮被氧化成酯或内酯 (Baeyer-Villiger反应）
(3)烯烃类化合物的氧化性切断 (a)使用KmnO4-NaIO4混合氧化剂
OsO4, 得到醛、酮
(b)臭氧化反应
碳碳双键的氧化总结：
5.α-碳上的氧化
(1) SeO2将烯类氧化成烯丙醇或α,β -不饱和醛
(2)NBS
N-溴代丁二酰亚胺
(3)以铬酸为氧化剂
(4)用强碱脱去α-氢
Baeye-Villiger 反应
还原反应
1.加氢反应 （1）催化加氢
Lindlar催化剂
(2)酮类及芳香酮类的加氢反应
(3)酸的衍生物的氢化
(4)硝基化合物的氢化
(5)肟的加氢氢化
(6)芳环、杂环的加氢
(7)加氢造成的氢解
2.金属氢化物还原
(1)氢化锂铝与二异丁基氢铝
(2)NaBH4
(3)硼烷
（4）锡氢化物
还原卤代物
（5）金属还原剂
(4) Beckmann重排反应 （利用羟胺将醛酮氧化成E式肟）
(5)用过渡金属氧化物氧化
3.羧酸的氧化（脱羧反应）4.烃的氧化(1)形成环氧化合物 间氯过氧苯甲酸
过氧酸的氧化活性
(2)烯烃的二羟基化反应 (a) 形成反式二醇
环氧化物以酸水解
(b) 顺式二醇 KMnO4, OsO4, I2及湿的AgOAc
氧化还原反应
1.醇的氧化
（1）铬[Cr(VI)]的氧化物
氧化反应
酸性试剂:(1) 铬酸(H2CrO4)、氧化铬(CrO3） (2) Jones试剂（H2CrO4-H2SO4-Me2CO) 微碱性试剂(3) Sarett试剂(CrO4/吡啶);(4) Collins试剂(CrO3-2吡啶/DCM) 微酸性试剂(5) PCC (CrO3-Pyr-HCl/DCM, 铬酸吡啶) 中性试剂(6) PDC (H2Cr2O7-2Pyr,重铬酸吡啶)
其中Sarett、 Collins、 PDC、 PCC是温和的氧化剂。
(a)酸性条件下稳定时，可用Jone试剂
(b)使用微碱性的Collins试剂，避免双键迁移成共轭双键，并可避免进一步氧化成酸
(c) 有时候溶剂的影响很大
(d) PCC常用来将一级醇氧化成醛
(2) AgCO3
(3)Swern反应 （草酰氯，二甲亚砜）