实验十三 氧化还原反应与电化学

比如以下铜锌原电池： 比如以下铜锌原电池： 左杯是一个半电池，也叫电极， 左杯是一个半电池，也叫电极，它由 金属 Zn 与 Zn2+ 这一对 物质组成。 物质组成。 显然, 显然 Zn 与 Zn2+ 接 触界面两侧存在一电位 触界面两侧存在一电位 差，称为电极电位，又 称为电极电位， 叫电极电势。 叫电极电势。 Zn 同理， 同理，右边 Cu 与 Cu SO SO 2+ 之间也存在一电极 Cu Cu 半电池 Zn 半电池 电势。 电势。
+
−
发生改变， 故，改变 cr(H+) 会使 ϕ 发生改变，从而改变氧化 还原反应的方向。 还原反应的方向。
三、关键的操作
向试管中滴加试剂的操作；正确地振荡试管的操作； 向试管中滴加试剂的操作；正确地振荡试管的操作； 要注意仔细地观察现象。 要注意仔细地观察现象。
滴加试剂
滴管要垂直， 滴管要垂直，以保 证滴加体积的准确。 证滴加体积的准确。
二、关键的理论问题 氧化还原反应的基本规律： 氧化还原反应的基本规律： 电极电势高的氧化态物质能把电极电势低 的还原态物质氧化。 的还原态物质氧化。 那么，什么是电极电势呢？因为此部分内 那么，什么是电极电势呢？ 容理论课还没有学到， 容理论课还没有学到，所以让我们先从中 学已熟悉的内容讲起： 学已熟悉的内容讲起：
实验报告（示例） 实验报告（示例）
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1. pH 试纸试验 0.1 mol·L-1 HCl HAc NH3·H2O NaOH 2. 同离子效应 （1）1 mL 0.1 mol·L-1 HCl ） + 甲基橙 + 甲基橙 + NaAc （2）………………………… ） ………………………… ………………………… ………………………… …… 色 …… 色 …… 色 …… 色 ………………………… ………………………… ………………………… …………………………
试管振荡
拇指和食指拿试管中上部, 拇指和食指拿试管中上部 试 管略微倾斜, 管略微倾斜 手腕用力左右振 荡或用中指轻轻敲打试管。 荡或用中指轻轻敲打试管。
四、实验现象及反应方程式
五、注意事项 1、仔细观察实验现象，认真分析现象 产生原因。 2、液体药品和固体药品的取用，注意 操作规范。
六、思考题 1.如何通过实验比较下列物质得氧化性或还原性得相对 1.如何通过实验比较下列物质得氧化性或还原性得相对 强弱：（1 强弱：（1）Br2、I2和Fe3+（2）Br-、I-和Fe2+ 答：（1）Br2 ＞Fe3+＞I2 ：（1 在溴水中分别加入Fe 在溴水中分别加入Fe2+和I-，能使溴水褪色，说明Br2 ，能使溴水褪色，说明Br 的氧化能力大于I 的氧化能力大于I2和Fe3+。在Fe3+溶液中加入I-，生成I2， 。在Fe 溶液中加入I ，生成I 说明Fe 氧化能力大于I 说明Fe3+氧化能力大于I2。 （2）I-＞Fe2+＞Br2.在不同介质中KMnO4得还原产物是什么？在何种介质 2.在不同介质中KMnO 中KMnO4得氧化性最强？ KMnO4得氧化性最强？ 答：酸性条件下，还原产物为Mn 答：酸性条件下，还原产物为Mn2+；中性条件下，还原 产物为MnO ；碱性条件下，还原产物为MnO 产物为MnO2；碱性条件下，还原产物为MnO42-。在酸 性条件下氧化能力最强。
2+ 2+
2− 4
2− 4
C 2O + 6F +14H = 2C + 6F + 7H2O r e r e 能正向进行（否则不能正向进行）。 能正向进行（否则不能正向进行）。
因为铜电极的电极电势高于锌电极的 电极电势， 电极电势，所以反应 Z + C 2+ = Z 2+ + C u u u u 能向右进行。 能向右进行。 各种电极在标准态下的电极电势已由 前人测得并列成表供查阅 表供查阅。 前人测得并列成表供查阅。 例如根据表中的标准电极电势值查得 2− 3+ 3+ 2+ Ο Ο ϕ (C 2O7 /C ) = 1.33V ϕ (Fe /Fe ) = 0.77V r r 2 可知 C 2O7− 能氧化 e2+ 。 即反应 r F
实验十三 氧化还原反应与电化学
一、实验目的 1、掌握原电池的原理及其电动势的测量方法。 掌握原电池的原理及其电动势的测量方法。 2、熟悉常用的氧化剂和还原剂。 熟悉常用的氧化剂和还原剂。 3、通过电池和电极电势的测量，加深理解可逆 通过电池和电极电势的测量， 电池的电动势及可逆电极电势的概念。 电池的电动势及可逆电极电势的概念。 4、学习电极电势的应用。 学习电极电势的应用。 5、掌握浓度、介质的酸碱性对电极电势及氧化 掌握浓度、 还原反应自发方向的影响。 还原反应自发方向的影响。
2− 7 2+ + 3+ 3+
电极 电势 与标 下关系： 因为 准电 极电势 有如 下关系： ϕ ϕ
Ο
0.0592V cr (氧 态 化 ) lg ϕ =ϕ + n cr (还 态 原 )
Ο
如H sO sO 例 3A 4 + 2H + 2e = H3A 3 + H2O sO 2 0.0592V cr (H3A 4 )cr (H+ ) Ο sO sO lg ϕ = ϕ (H3A 4/H3A 3 ) + 2 cr (H3A 3 ) sO
实验现象
解释和反应式
…… 色 …… 色
………………………… …………………………