13、氧化还原反应和氧化还原平衡 PPT课件

CCl4 酚酞指示剂、
材 料：电极(锌片、钢片、铁片、炭棒)、红色石蕊试纸、
导线、砂纸
实验百度文库容：
一、氧化还原反应和电极电势
（1）0.5ml 0.1mo1·L-1 KI+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 ,振荡，观察CCl4 层的颜色变化。
I- +Fe3+ =I2 +Fe2+ I- 被氧化成I2 ，Fe3+ 被还原成Fe2+ I2 被CCl4 萃取，进入CCl4 溶剂， 使CCl4层变成紫红色。 由反应说明：EI2/ I- <E Fe3+/ Fe2+
无机化学实验
氧化还原反应和氧化还原平衡
实验目的：
1、学会装配原电池。 2、掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型 3、掌握物质的浓度、介质的酸度对电极电势、
氧化还原反应的方向、产物、速率的影响。 4、了解化学电池电动势。
实验用品:
仪 器：试管、烧杯、伏特汁(或酸度计)、检流器、表面皿 固体药品：锌粒、铅粒、铜片、琼脂、氟化铵
I2 水的试管中 ，CCl4 层无变化，仍为紫色， 说明I2与Fe2+不反应
Br2 水的试管中 ，CCl4 层变成无色， 说明Br2与Fe2+发生氧化还原反应。
Br2 +Fe2+ = Br - +Fe3+ 由以上两实验说明：E Br2/ Br- > EI2/ I-
二、浓度对电极电势的影响
（1）在两只小烧杯中，分别注 入ZnSO4(1 mo1·L-1)和CuSO4(1 mo1·L-1），在硫酸锌溶液中插 入锌片，硫酸铜溶液中插入铜 片组成两个电极，中间以盐桥 相通。用导线将锌片和铜片分 别与伏特计(或酸度计)的负极和 正极相接。测量两极之间的电 压。如图：
因此加HAc的溶液比起加H2SO4的溶液颜色褪去慢。
五、氧化数居中物质的氧化还原性
（1）0.5mL 0.1mo1·L-1 KI+ 3D 1 mo1·L-1H2SO4+2D 3%H2O2， 观察颜色变化。
H2O2+2I- + 2H+ =I2+2H2O O的价态由-1价→-2价，
I-→I2，由无色→黄色。 其中，H2O2作氧化剂。
原电池
负极：Zn=Zn2++2e
正极：Cu2+-2e =Cu
根据奈斯特方程：E=Eф -
0.0592 n
lg
[还原型] [氧化型]
则有E=Eф -
0.0592 [Zn2 ] 2 lg [Cu 2 ]
实 验 （ 1 ） ， 在 盛 有 CuSO4 溶 液 的 烧 杯 中 + 浓 NH3·H2O 至出现深蓝色，观察电压变化。 Cu2++OH-＝ Cu(OH) 2↓ 蓝色
由于Fe3++F-＝[FeF6]3-,生成的[FeF6]3-配离子 十分稳定。溶液中Fe3+浓度降低，使氧化还原
平衡向左移动。I2减少，CCl4层颜色变浅甚至变 成无色。
结论：反应物、生成物的浓度影响氧化还 原平衡的移动。
四、酸度对氧化还原反应速率的影响
A、0.5mL 0.1mo1·l-1KBr+0.5ml1mo1·l-1H2SO4+2D0.01mo1·l-1KMnO4
（2）2D 0.01mo1·L-1 KMnO4+ 3D 1 mo1·L-1H2SO4+2D 3%H2O2。 2MnO4-+6H++4H2O2=2Mn2++8H2O+4O2↑ MnO4-→Mn2+ 溶液由紫色→无色，
O的价态由-1价→0价。
H2O2做还原剂， H2O2既有氧化性，又有还原性。 由电极电势解释： EH2O2/H2O=1.776V
b、中性试管中的反应为：
3SO3-+2MnO4-+ H2O =2MnO2+3SO42-+2OHMnO4-→ MnO2
紫红色→棕色沉淀
C、碱性试管中的反应为：
5SO3-+2MnO4-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O 2MnO4-→ MnO42紫红色→绿色
（2）0.5 mL 0.1mo1·L-1 KI +2D 0.1 mo1·L-1 KIO3 + 5D淀
由以上反应可知，酸度对氧化还原反应有影响。
2、浓度的影响
（ 1 ） 0.5mL 0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL 水 + 0.5mL CCl4+ 0.5mL0.1mo1·L-1KI , 振荡。
Fe3++I-＝Fe2++I2 CCl4层变成紫红色 （2）0. 5mL0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL 1 mo1·L1 FeSO4+ 0.5mLCCl4+ 0.5mL 0.1mo1·L-1KI , 振荡。
（2） 0.5mL0.1mo1·L-1 KBr+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 ,
振荡，观察CCl4 层的颜色变化。
Br-+Fe3+ ≠ 不反应 生CC氧l4化层还颜原色反不应变。化，说明二者没 有发
从而说明：EBr2/ Br->E Fe3+/ Fe2+
（3）
3D I2 水+0.5mL0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，摇匀 +0.5mL CCl4 ,振荡 3D Br2 水+0.5mL 0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，摇匀 +0.5mL CCl4，振 荡，观察CCl4 层的颜色变化。
EO2/H2O2=0.695V
三、浓度和酸度对电极电势影响
1、酸度的影响 在三支盛
0.5 mL0.1 mo1·L-1H2SO4 0.5 mL 0.1 mo1·L-1Na2SO3试管中分别 + 0.5 mL 蒸馏水
0.5 mL 6 mo1·L-1NaOH 混匀后，分别滴加2D0.01 mo1·L-1KMnO4,观察颜色变化。
a、 酸性试管中得反应为： 5SO3-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5 SO42-+3H2O 颜色由紫红色→ 肉色（无色） MnO4-→ Mn2+
粉
a、加3D 1mo1·L-1 H2SO4： 5I-+ IO3-+6H+=3I2+3H2O I-被氧化成→I2 IO3-被还原成I-， I2使淀粉变蓝色，故溶液变成蓝色。
b、加3D 6mo1·L-1 NaOH：
3I2+6OH-=5I-+ IO3-+3H2O I2氧化成→ IO3I2被氧化成→I- I2 发生反应， 故试管中溶液又变成无色。
液体药品：HCl(浓)、
HNO3(2 1mo1·L-1 、浓)、
HAc(6 mo1·L-1)、
H2SO4(1mo1·L-1)、
NaOH(6 mo1·L-1、40％)、 NH3·H2O(浓)、
ZnSO4(1 mo1·L-1)、
KI(0.1mo1·L-1)、
CuSO4(0.01 mo1·L-1、1 mo1·L-1)、
Fe3++I-= Fe2++I2 由于加入Fe2+，使氧化还原平衡向左移动，生 成的I2减少，CCl4层变成浅红色。 （1）、（2）相比，CCl4层的颜色由深→浅。
(3) 0.5mL 0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL水+ 0.5mLCCl4+ 0.5mL 0.1mo1·L-1KI+1/2药匙NH4F, 振荡。
生成深蓝的配离子。
很稳定。
从而使烧杯中Cu2+浓度降低。[Cu2+] 减小，由方程可 知，电压应变小，观察到伏特计表针向左偏转。
实验（2），在盛有ZnSO4溶液的烧杯中+浓 NH3·H2O, 至白色沉淀全部溶解，观察电压变化。
Zn2++OH-＝ Zn(OH)2 ↓ 白色 无色
由于生成的
很稳定，烧杯中
B、0.5ml 0.1mo1·l-1KBr+0.5ml 6 mo1·l-1HAc+2D 0.01mo1·l-1KMnO4
10Br-+2 MnO4-+16H+=5 Br2+2Mn2++8H2O H2SO4是强酸，完全电离，溶液中H+浓度大，反应速度快，
MnO4-→2Mn2+速度快，因此紫红色褪去快。 HAc是弱酸，不完全电离，溶液中H+浓度小，反应速度慢，
Zn2+浓度降低，[Zn2+]减小，据方程可知，E增大，
伏特计指针向右偏转。
（2）设计浓差电池
1 mo1·L-1 CuSO4作正极+回形针→阳极 0.01 mo1·l-1CuSO4作负极+回形针→阴极+酚酞
阳极 ： 4OH--2e=2H2O+O2 阴极 ：2H2O +2e=H2+2OH由电极反应知，阴极产生OH-，从而阴极附近变 成红色。
KBr(0.1 mo1·L-1)、
FeCl3(0.1 mo1·L-1)、
Fe2(SO4)3(0.1 mo1·L-1)
FeSO4(1 mo1·L-1)、
H2O2(3%)、
KIO3 (0.1 mo1·L-1)、
碘水、溴水(0.1 mo1·L-1)、 氯水 (饱和)、
KCl(饱和)、 淀粉溶液 （0.4％）