第九章氧化还原反应2概要
原电池和氧化还原反应
电池的电动势和 r Gm 的关系
( r Gm )T , p zEF
rG m zE F
式中,z是电池的氧化还原反应式中传递的电子数, F是法拉第常数,即1mol电子所带的电量,其值为 96485C· mol 。这是联系热力学和电化学的重要公 式。
-1
原电池反应的标准平衡常数
表示电极电势的能斯特方程
(r Gm )T , p r G (T ) RT ln (aB )T , p
m B
B
zEF zE F RT ln (aB )T , p
B
B
RT B EE ln (aB )T , p zF B
0.059V B EE lg (aB ) T, p z B
罗马数字表示它的氧化态,写成Fe(III)。
氧化还原氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则:还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式; 2. 找出氧化剂和还原剂,确定它们氧化数的变化 ;
3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数,
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H 2SO 4 =2MnSO 4 +5Cl2 +K 2SO 4 +5Na 2SO 4 +8H 2 O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则:还原剂和氧化剂得失电子数目相等。
1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物(离子形式);
• 氟在化合物中的氧化数为-1。
氧化还原的基本概念——氧化数
例: K2Cr2O7 Fe3O4 Na2S2O3 Cr ----- +6 Fe ----- +8/3 S ------ +2
无机化学:第九章 氧化还原反应与电化学基础解析
第九章氧化还原反应和电化学基础一、氧化还原反应方程式的配平1、元素的氧化数(氧化值)(中学:化合价)❖定义:氧化数是某一个元素的荷电数,这种荷电数由假设把每个键中的电子数指定给电负性更大的原子而求得。
❖本质:a、离子化合物中,即正、负离子所带的电荷数;b、极性化合物中,即元素的一个原子提供参与共价键的电子数,其中电负性小,共用电子对离得较远的元素为正氧化数,电负性大、共用电子以离得较近的元素为负氧化数。
『①单质的氧化数为0-1;②在配合物中,当自由基或原子团作为配体时,其氧化数均看作 1;2❖定义:凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反应。
氧化——失去电子或共用电子对偏离的变化,相应的物质称为“还原剂”;还原——得到电子或共用电子对接近的变化,相应的物质称为“氧化剂”。
❖氧化剂还原剂——氧化还原反应中,失去电子、氧化数升高的物质(发生氧化反应)因此,凡元素氧化数发生变化的过程,就是氧化还原反应!3、氧化还原反应方程式的配平方法与应用(一)氧化数法:适用于任何氧化还原反应❖依据:还原剂氧化数的升高总值 = 氧化剂氧化数降低总值例1:KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ==①根据反应事实,写出反应产物,注意介质酸碱性:KMnO4 + FeSO4 + H2SO4==MnSO4 +Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O②调整计量系数,使氧化数升高值 = 降低值:+7 +2 +2 +3KMnO4 + 5 FeSO4 + H2SO4==MnSO4 + 5/2 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O③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法2: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182 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 ==2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O②配平H+数目 H+:左2,应 8 H2O2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4==2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O③配平(或核对)O原子数目:已平衡。
《氧化还原反应》 讲义
《氧化还原反应》讲义一、什么是氧化还原反应在化学世界中,氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。
简单来说,氧化还原反应是指在反应过程中,元素的氧化态(化合价)发生了变化的反应。
氧化态的变化是氧化还原反应的核心特征。
当一种物质中的元素氧化态升高,我们就说这个元素被氧化了;反之,当元素的氧化态降低,我们就说这个元素被还原了。
例如,氢气(H₂)和氧气(O₂)反应生成水(H₂O)的过程就是一个典型的氧化还原反应。
在这个反应中,氢元素的化合价从 0 价升高到+1 价,氢被氧化;氧元素的化合价从 0 价降低到-2 价,氧被还原。
二、氧化还原反应的特征氧化还原反应有几个显著的特征。
首先,氧化还原反应一定伴随着电子的转移。
电子从被氧化的物质转移到被还原的物质。
其次,氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在。
氧化剂在反应中得到电子,化合价降低;还原剂在反应中失去电子,化合价升高。
再者,氧化还原反应前后,元素的种类和原子的个数不变,遵循质量守恒定律。
三、氧化剂和还原剂氧化剂是在氧化还原反应中能够得到电子,使其他物质氧化,自身被还原的物质。
常见的氧化剂有氧气、氯气、高锰酸钾等。
以高锰酸钾(KMnO₄)受热分解制取氧气的反应为例,高锰酸钾中的锰元素化合价从+7 价降低到+4 价和+6 价,高锰酸钾是氧化剂。
还原剂则是在氧化还原反应中能够失去电子,使其他物质还原,自身被氧化的物质。
常见的还原剂有氢气、一氧化碳、金属单质等。
比如在氢气还原氧化铜(H₂+ CuO = Cu + H₂O)的反应中,氢气中的氢元素化合价从 0 价升高到+1 价,氢气是还原剂。
四、氧化还原反应的表示方法为了清晰地表示氧化还原反应中电子的转移情况,我们通常采用双线桥法和单线桥法。
双线桥法是从反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中相应元素,在线桥上标明电子的得失和化合价的升降。
例如,对于铜与硝酸的反应:3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂+2NO↑ + 4H₂O双线桥表示为:从 Cu 指向 Cu(NO₃)₂,线上标明“失去 6e⁻,化合价升高”;从 HNO₃指向 NO,线上标明“得到 6e⁻,化合价降低”。
土壤(第九章)土壤酸碱性和氧化还原反应..
土壤碱化度分级:
ESP 5%~10% 10%~15%
>15%
轻度碱化土 中度碱化土 强碱化土
盐土——土壤表层可溶性盐(以NaCl、Na2SO4等 中性盐为主)超过一定含量(6~20g/kg)。
我国碱土定义:碱化层碱化度>30%, 表层含盐量<5g/kg,pH>9.0
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(2)生物因素 Na、K 、Ca、Mg等盐基的生物积累。 一些植物适应在较干旱条件下生长,而且有
富集碱性物质的作用:海蓬子含Na2CO3 3.75%, 碱蒿含2.76%。盐蒿含2.14%。
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(3)母质 碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含
碱性物质。含盐基物质多,形成的土壤为碱性。 (4)施肥和灌溉
碱性土还原pH下降,主要由于在嫌气条件 下有机酸和CO2的积累过程及其综合作用。
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第三节 土壤氧化还原反应
一、土壤氧化还原体系
土壤中同一物质可区分为氧化态(剂)和还原态 (剂),构成相应的氧化还原体系 。
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1.土壤空气中O2是主要氧化剂 通气良好的土壤中,氧体系控制氧化还原反应,使 多种物质呈氧化态,如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。 2.土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂,在 土壤缺O2条件下,将氧化物转化为还原态。 3.土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。
6.土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、 排水而变化
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二、土壤氧化还原指标
1. 强度指标 (1)氧化还原电位(Eh)
氧化还原反应 大学无机化学ppt课件
❖ 原电池的表示方法:
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面; “‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力,溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 (发生氧化反应 ) 接受电子的电极为正极 (发生还原反应 )
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1,但在活泼金属的
氢化物(NaH,CaH2 ,LiAlH4等中)其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有:H2O2,
Na2O2中O为-1;OF2中O为+2;KO2(超氧化钾)中O 为-1/2;O3-中氧为-1/3。
立了如下的平衡:H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零,其他
标准电极与它比较,便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
(3) 取出盐桥,检流计指针回至零点; 放入盐桥,指针又发 生偏转,说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行,一 处进行还原剂的氧化,另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂,而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动,从而产生了电流,实现了由化学 能到电能的转化。
09 第九章 氧化还原反应
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殷焕顺
2.离子--电子法(ion-electron method)
配平原则:整个反应中氧化剂和还原剂得失电子 数相等;反应前后各元素的原子总数相等。
例如:酸性条件下 K2Cr2O7 与KI反应 (1) 写出基本离子反应 (氧化还原产物) Cr2O72- + I- → Cr3+ + I2 (2) 把离子方程式分成氧化和还原两个半反应 氧化半反应:2I- →I2 还原半反应:Cr2O72- → 2Cr3+
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练习:写出电池符号。 Cu(s)+Cl2(105Pa) = Cu2+(1mol· -1)+Cl-(1mol· -1) L L (-) Cu | Cu2+(1mol/L) || Cl-(1mol/L) | Cl2(105Pa) | Pt (+) 写出原电池的电极反应和电池反应 (-) Pt| H2 (105Pa)| H+(1.0M)||Ag+(1.0 M)|Ag(+) 正极: Ag++e ⇌ Ag(还原反应) 负极: H2 ⇌ 2H+ +2e (氧化反应) 电池反应: 2Ag++H2 ⇌ 2H++2Ag
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三、氧化还原反应式的配平 (balancing of oxidation-reduction equation ) 两种方法:
氧化数法
(the oxidation number method)
离子——电子法
(ion-electron method)
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从电势看金属活性顺序
电对
K+/ K Ca 2+/Ca Na+/Na Mg2+/Mg Al3+/Al Zn2+/Zn Fe2+/Fe Sn2+/Sn
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)
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
2020/11/22
第28张共79张
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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氧化还原反应与电化学
§9-1 氧化还原反应的基本概念
二、氧化与还原
◆狭义定义
氧化(oxidation)本来是指物质与氧结合; 还 原 (reduction) 是 指 从 氧 化 物 中 去 掉 氧 恢 复到未被氧化前的状态的反应。
例如: 2Cu(s)+O2==2CuO
铜的氧化
2CuO(s)+H2==2Cu(s)+H2O(l) 氧化铜的还原
22
§9-1 氧化还原反应的基本概念 三、 氧化还原方程式的配平
例2 配平在弱碱性溶液中离子式:
MnO-4+ SO32-→ MnO2 + SO24-
解 (1)未配平的半反应式:
MnO
4
→
MnO2
SO32- → SO24-
(2)配平半反应式:
MnO
-+
4
2H2O
+
3e→
MnO2
+
4OH
-
SO32- +2OH - - 2e →SO24- + H2O
2KMnO4 10NaCl 8H2SO4 5Cl2 2MnSO4 K2SO4 5Na2SO4
(4)配平反应前后氧化数没有变化的原子数。 2KMnO4 10NaCl 8H2SO4 5Cl2 2MnSO4 K2SO4 8Na2SO4 8H2O
(5)最后核对氧原子数。
16
§9-1 氧化还原反应的基本概念 三、 氧化还原方程式的配平
解:设题给化合物中S的氧化值分别为x1,x2,x3和x4, 根据上述有关规则可得:
(a) (b) (c) (d)
2(+1)+1(x1)+4(-2) = 0 2(+1)+2(x2)+3(-2) = 0 1(x3)+3(-2) = -2 4(x4)+6(-2) = -2
氧化还原反应和氧化还原滴定法
三、常见的氧化剂和还原剂
四、氧化还原反应方程式的配平
(一)氧化数法
氧化数法配平氧化还原反应方程式的基本原则是:
1、氧化剂氧化数降低的总数与还原剂氧化数升高的总数相等。
2、反应式两边各种元素的原子总数相等。
氧化数法配平氧化还原反应方程式的步骤:
1、写出反应物和生成物的化学式。
2、找出元素氧化数降低的数值和元素氧化数升高的数值。
授课班级
授课形式
讲 授
授 课 日 期
授课时数
2
授课章节名称
第七章 氧化还原反应和氧化还原滴定法
第三节 氧化还原反应与原电池
第四节 电极电势
教学目的
1、理解原电池的原理及组成,学会用电池符号表示原电池装置。
2、了解标准电极电势及其测定。
3、掌握影响电极电势的因素,会用能斯特方程式进行计算。
教学重点难点
教 案
教 师 姓 名
授课班级
授课形式
讲 授
授 课 日 期
授课时数
2
授课章节名称
第九章 氧化还原反应和氧化还原滴定法
第一节 氧化还原反应的基本概念
第二节 氧化还原反应方程式的配平
教学目的
1、掌握氧化数的概念及应用。
2、掌握氧化还原的基本概念和氧化还原反应方程式的配平。
教学重点难点
1、氧化数、氧化还原反应、氧化和还原、氧化剂和还原剂、
3、根据氧化数升高和降低的总数相等,确定基本系数。
4、用观察法确定确定氧化数未发生变化的元素的原子数目,必要时可加上适当数目的酸、碱以及水分子。
5、检查等式两边各原子的个数是否相等,并将箭号改成等号。
[例3]:配平KMnO4氧化HCl制取Cl2的反应方程式。
第九章土壤酸碱性和氧化还原反应
水 解 酸
活性酸
Na+交换出的氢和铝离子产生的酸度
羟基化表面解离的H+
土壤活性酸与潜性酸的关系
活性酸与潜性酸具有动态平衡关系,是一个平衡体系中的 两种存在状态,他们同时存在且相互转化。
土壤活性酸(活性H+或Al3+)增多,可被土壤胶粒吸附成为潜性酸,促使潜性增多 潜性酸增多,胶体上的H+或Al3+又通过交换作用转移到土壤溶液中,促使活性酸增多
pH=pKa+lg[盐]/[酸]
pH=pKa+lg[盐基]/[H+、Al3+]
当土壤BS=50%时,对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随 弱酸及其盐的总浓度或土壤CEC增加而增大。
(二)土壤酸碱缓冲体系(soil acid-base buffer system)
(1)碳酸盐体系:石灰性土壤的缓冲作用主要决定于
2、生物
主要是指具有富集碱性物质的植物,如海蓬子含Na2CO3 3.75%,碱蒿 2.76%,盐蒿2.14%,芦苇0.49%,这些植物死亡后,就将Na2CO3累积在土壤 中,从而导致土壤变碱。
3、施肥和灌溉
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。如都江堰水质偏碱,长 期灌溉则会使稻田土壤pH升高。
4、母质
(2)土壤活性酸的测定
水浸酸:用水浸提得到的土壤酸度(pH水), 反应土壤活性酸
的强弱;
与盐浸酸:用KCl浸提获到的土壤酸度(pH盐),除反映土壤溶
液中的氢离子外,还反映由K+交换出的土壤胶体表面氢和铝 离子表现出的酸性。pH水通常大于pH盐
水土比对土壤pH值的影响:测定土壤pH值时的水土比一般用
4、植物根系的代谢作用:植物根系汾泌物可直接或间接影响根
大学课件无机及分析化学-第九章氧化还原反应与氧化还原滴定法
常见单质,所产生的电势称为标准电极电势,常用符号
表示。
三、电极电势
标准氢电极
Pt | H2 (p ) | H (aH 1) 电极反应:
1 2
(1) (Fe3+/Fe2+ ) (Fe3+/Fe2+ ) 0.0592 lg c(Fe3+ ) / c
1 c(Fe2+ ) / c
0.771 0.0592 lg 1.0 0.830V 1 0.1
(2) (Fe3+/Fe2+ ) 0.771 0.0592lg 0.1 0.712V
1.0
H2
(
p
) H (aH+
1) e
规定:H/H2 0.00 V
电池的电动势 E
第九章第三节
三、电极电势
第九章第三节
3. 铜电极电势的测定
标准铜电极与标准氢电极构成右图所示电池: ) Pt | H2(1atm) | H+(1mol·L 1 )|| Cu2+(1mol·L1 )|Cu (+
测得: E 0.340V
第一节 基本概念
第九章第一节
注意:化合价与氧化数的区别与联系
化合价反映了一种元素的原子与其它元素的原子化合
的数量比。氧化数是指形式上的得失电子数。
在离子型化合物中,两者是一致的;
在共价型化合物中,两者是不同:
化合价=共价键数目
如
CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
化合价: 4
氧化还原反应的概念ppt课件
(1) 2Al
高温
+ Fe2O3
2Fe + Al2O3
(2)Cl2 + 2NaOH
NaCl + NaClO + H2O
(3) MnO2 + 4HCl Δ MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
失2×3e-,化合价升高,被氧化
0 +3 高温 0 +3
(1) 2Al + Fe2O3
2Fe + Al2O3
氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的难易程度, 与得失电子数目的多少无关。
1.根据反应方程式来比较 “强” 制“弱”
氧化性: 氧化剂﹥氧化产物 还原性: 还原剂﹥还原产物
例1:根据下列三个氧化还原反应: (1)2 Fe3+ + 2 I- = 2Fe2+ + I2 (2)2 Fe2+ + Cl2 = 2 Fe3+ + 2Cl- 试比较:
得2×3e-,化合价降低,被还原
氧化剂: Fe2O3 还原产物: Fe
还原剂:Al 氧化产物: Al2O3
失1×e-,化合价升高,被氧化
0
(2)Cl2 + 2NaOH
-1
+1
NaCl + NaClO + H2O
得1×e-,化合价降低,被还原
氧化剂、还原剂:Cl2
还原产物:NaCl 氧化产物:NaClO
+17
Cl-
NaCl
Na+ Cl-
NaCl的形成过程示意图
12
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
• 金属与非金属的反应
得到2×1个电子,化合价降低2×1
氧化还原反应ppt课件
13
例9-5 碱性溶液中,H2O2与Na[Cr(OH)4]反应生成Na2CrO4, 写出配平 的反应方程式。 解:
(1) H2O2 + [Cr(OH)4]- →CrO42- + OH(2)
H2O2 →OH[Cr(OH)4]- →CrO42(3) H2O2 + 2e→2OH[Cr(OH)4]- + 4OH-→CrO42- + 4H2O + 3e (4) 3H2O2 + 2[Cr(OH)4]- + 2OH- = 2CrO42- + 8H2O
+)
(H2C2O4 = 2CO2 + 2H+ + 2e) ×5
2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2+ + 8H2O+ 10CO2
合并半反应
12
例9-4 用离子电子法配平KMnO4与Na2SO3反应的方程式(近中性条件)。
解: (1)拆分半反应
MnO4- + SO32- →MnO2 + SO42-
MnO4- →MnO2 SO32- →SO42-
(2)原子数和电荷配平 MnO4- + 2H2O +3e →MnO2 + 4OHSO32- + 2OH- →MnO2 + H2O + 2e
(3) 合并半反应,消去电子 2MnO4- + 3SO32- + H2O = 2MnO2 + 3 SO42- + 2OH-
“形式电荷”; ⑥分子或离子的总电荷数等于各元素氧化数的代数和。
氧化数与化合价的区别
6
氧化还原反应的通式*
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● 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。
Question 1
用半反应法配平
Solution
分为:一般氧化还原反应和自身氧化还原反应(歧化反应)
氧化态Ⅰ+还原态Ⅱ
还原态Ⅰ+氧化态Ⅱ
9.1.1 氧化与还原
1、氧化、还原;氧化剂 、还原剂;被氧化、被还原 2、氧化数:就是元素的形式荷电数。如 H+:Cl – 规定: 1、元素单质的氧化数为零。如 Fe、Al、H2、Cl2 、S.
2、离子化合物中,元素的氧化数就等于离子的电荷数。 3、共价化合物中,元素的氧化数是将共价键中的电子指定
KMnO4 K2SO3 酸性溶液中MnSO4 K2SO4
Solution
(1)
MnO
4
+
SO
2 3
=
SO
2 4
+ Mn2+
(2) MnO 4+ 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
①
SO23+ H2O = SO42+ 2H+ + 2e-
②
(3) ① × 2 + ② × 5得
2MnO
4
3
(3)有关名词
氧化(oxidation):失电子,氧化数增加的过程。 还原(reduction):得电子,氧化数降低的过程。
氧化剂(oxidizing agent):得到电子的物质 还原剂(reducing agent):提供电子的物质
氧化还原反应(Oxidation-reduction reaction,或Redox reaction): 指电子由还原剂向氧化剂转移的反应。
Cl2 (g) + NaOH
NaCl + NaClO3
Cl2 (g) + 2e- = 2ClCl2 (g) + 12OH- = 2ClO3- + 6H2O + 10 e-
① ×5 + ②得
① (还原半反应 ) ② (氧化半反应 )
6Cl2(g) + 12OH- = 10Cl- + 2ClO3- + 6H2O 化简得:
2. 单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷, 例如 : Al3+离子的氧化数为+3, 表示为 Al(+3)。
3. 除过氧化物 ( 如H2O2 )、超氧化物 ( 如KO2 ) 和含有 F -O 键的化合物 ( 如OF2 ) 外,化合物中O 原子的氧 化数均为 -2,例如 H2O 中的 O 原子。
4. 卤化物中卤素原子的氧化数为 -1。
5. 除少数金属氢化物 ( 如 NaH )外,化合物中 H 原子的氧化数均为+1,如 H2SO4 中的H原子。
6. 中性化合物各元素氧化数的代数和等于零; 多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离 子所带电荷数。
例: H5I O6
S2
O
2 3
S4
O
2 6
Fe3O4
I的氧化值为 7
S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5 Fe的氧化值为 8
电子偏移
围 扩
大
有电子得失或电子转移的反应,被称 为氧化还原反应。
Hale Waihona Puke 2)氧化数(Oxidation number)
指某元素的一个原子的荷电数,该荷电数是假定把 每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
确定氧化数的规则
1. 单质的氧化数为零, 如单质 O2 和 S中 O 原子和 S 原 子的氧化数均为零。
O1 R1 O2
R2
● 氧化剂降低氧化值的趋势越强,其氧化能力越强, 其共轭还原剂氧化值升高趋势越弱。
● 反应一般按较强的氧化剂与较强的还原剂相互作 用的方向进行。
● 共轭关系可用半反应式表示:
Cu2+ + 2e-
Cu
Zn
Zn2+ +2e-
9.1.2 氧化还原反应方程式的配平
离子—电子法 (半反应法)
第9 章
氧化还原反应
Chapter 9 Oxidation-reduction reaction
9.1 基本概念 Basal concept
9.1.1 氧化与还原
(1)氧化还原概念的发展
起先 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合
覆
后来 Mg → Mg2++2e
电子转移
盖
范
现在 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l)
+
16H+
+
10e-
=
2Mn2+
+
8H2O
+)
5SO
2 3
+
5H2O
=
5SO42+ 10H+ + 10e-
2MnO
4
+
5SO
2 3
+
6H+
=
2Mn2+
+
5SO
2 4
+
3H2O
伏达电池中电子流从阴极流向阳极很象水由高处流向低处
9.2 氧化还原反应与原电池
9.2.1 原电池的组成
利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置称 为原电池。从理论上讲,任何自发进行的氧化还原 反应都可以设计成原电池。
任何氧化还原反应都可看作由两个半反应组成, 例如:
2 Na(s) + Cl2(g)
2 NaCl(s)
可分为:
2 Na Cl2 + 2 e –
2 Na+ + 2e– 2 Cl –
(氧化半反应) (还原半反应)
像任何其他化学反应式一样,离子-电子方程式必须 反映化学变化过程的实际。
(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
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + 2ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
这里介绍一种配平H+、OH-和H2O的方法:
酸性介质: 多 n个O加 2n个H+,另一边 加 n个 H2O 少 n个O加 n 个H2O ,另一边 加 2n个H+
给电负性更大的原子后,各元素原子的形式荷电数。 如:SO3、CO、CrO5、S4O62-、Fe3O4
4、中性分子中各元素原子氧化数的代数和为零。
氧化还原电对(Redox couple)
Cu2+ /Cu,Zn2+ /Zn称为氧化还原电对,氧化态和还原 态成共轭关系。显然:
对氧化还原反应 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu
碱性介质: 多 n个 O加 n个 H2O,另一边 加 2n个 OH– 少n个 O加 2n个 OH–,另一边加 n个 H2O
中性介质: 左边多 n个 O加 n个 H2O,右边加 2n个 OH – 右边多 n个 O加 n个 H2O ,左边加2n个 H+
Question 2 用半反应法配平下列反应方程式