第08章 氧化还原反应与电极电势

Cu2++2e-
氧化还原半反应的通式：
氧化型 + ne或
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还原型
-
Ox + ne
Red
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第一节
氧化还原反应的实质
-
Ox + ne
Red
式中：n为半反应中电子转移的数目
Ox表示氧化型物质，即某元素原子的氧化值相对 较高的物质，由氧化剂组成 Red表示还原型物质，即元素原子的氧化值相对 较低的物质，由还原剂组成
Zn + CuSO4 Ag+ + Fe2+ Ag+ + ClZnSO4 + Cu Ag + Fe3+ AgCl
×
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第一节
-2e-
氧化还原反应的实质
Zn2+ + Cu
Zn + Cu2+ 氧化值升高的过程—氧化 Zn
Zn2+ +2e- 氧化反应 (失电子的反应)
Zn2++2eCu ZnSO4 + Cu
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第二节
二、电池的书写方式
原电池
(1) 用化学式表示电极中各物质的组成，并注明物质的状态。 溶液注明浓度，气体注明分压 (kPa) 。 (2) 用“|”表示电极的两种组成物质间有界面；同一相中不同 物质之间用“，”分开。 (3) 一般把负极写在左边，正极写在右边，电极的极性在括号 内用“＋”和“－”标明。 (4) 两个半电池间的盐桥用“||”表示。 (5) 电极的电对自身不能作导体时，需外加一惰性电极导体， 通常选用铂(Pt)作惰性电极导体,电极导体不用标明状态。
第一节
例
氧化还原反应的实质
K2Cr2O7 中，Cr 元素的氧化值 ： +6
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2 (1) 2 x 7 (2) 0
NH4+ 中，N 元素的氧化值 ： -3
x = +6
Fe3O4 中，Fe 元素的氧化值 ： +8/3 -2×4 + 3x = 0 x = +8/3
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第二节
Zn + Cu2+
原电池
Zn2+ + Cu
Zn - 2eCu2+ + 2eZn
(-) Zn
Zn2+ Zn电极 Cu Cu电极
Cu2+ (c2) Cu
(+ )
Zn2+ (c1)
Zn2+ (c1) || Cu2+ (c2) Cu
Zn + Cd2+(0.1mol· L-1) 锌电极、镉电极
氧化值降低的过程—还原 Cu2+ +2e Cu 还原反应 (得电子的反应)
C + O2
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氧化还原反应本质：电子的得失
CO2
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氧化还原反应现象：氧化值的升降
第一节
氧化还原反应的实质
氧化值升高的物质—还原剂 氧化值降低的物质—氧化剂
-2e-
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 氧化值升高 氧化值降低 还原剂 被氧化 氧化剂 被还原
(-)
(+)
Zn2+ Zn
Cu
Cu2+
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第二节
(-)
原电池
(+)
Zn + CuSO4
Cu-Zn 原电池
ZnSO4 + Cu
锌半电池 + 铜半电池
半电池又称电极 组成： 1. 电极导体 2. 氧化还原电对
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4. 单原子离子中元素的氧化值等于离子的电荷数；如Na+。
5. 多原子离子中所有元素的氧化值的代数和等于该离子所 带的电荷数。 SO42-中元素氧化值的代数和为: 6×1+(-2)×4=-2。 6. 电中性化合物中所有元素的氧化值代数和为零，如H2O。
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第二节
原电池
半电池反应：又称电极反应，半电池中发生的 氧化反应或还原反应 电池反应：原电池的两极发生的总的氧化还原 反应 负极：输出电子的电极，发生氧化反应 正极：接受电子的电极，发生还原反应 负极反应： Zn Cu-Zn 正极反应： Cu2++2e原电池 电池反应： Zn + CuSO4
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氧化还原电对： 氧化型/还原型（Ox/Red）
例： Zn2+
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Zn
Cu2+
Cu
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第二节
一、原电池及电极
原电池
a b Zn片插入CuSO4中发生的反应
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利用氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置 叫做原电池，简称电池。
第八章 氧化还原反应与电极电势 Chapter 8 Oxidation-Reduction reactions and Electrode Potential
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第一节
一、氧化值
氧化还原反应的实质
定义：氧化值是某元素的一个原子的荷电数，这种 荷电数是假设把每一个化学键中的电子指定给电负 性更大的原子而求得。 规定氧化值为正值时加“+”号，负值时加“-”号。
第一节
CO
氧化还原反应的实质
CO2 CH4 -4 S4O62+2.5 C2H5OH -2
C:
+2
S2O32-
+4
S2O82+7
S:
+2
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第一节
氧化还原反应的实质
二、 氧化还原反应及氧化剂和还原剂
氧化还原反应：元素的氧化值发生改变的化学反应
-1 +3 NaCl + Fe2(SO) 4 3 + H2O
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+1 +2 NaClO + 2FeSO4 +H2SO4
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第一节
-2e-
氧化还原反应的实质
三、氧化还原电对
Zn + Cu2+
Zn Zn2+ +2eCu
Zn2+ + Cu
——氧化反应 ——还原反应
H
NaCl +1 -1
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H
+1
N
-3
H
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第一节
氧化还原反应的实质
确定氧化值的规则如下： 1. 单质中元素的氧化值为零。如单质O2
2. 氢的氧化值一般为+1，金属氢化物中为-1，如KH和CaH2。 3. 氧的氧化值在大多数化合物中为-2，但过氧化物中为-1,如 H2O2, 超氧化物中为-1/2,如KO2。