第九章节氧化还原与电化学

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第九章氧化还原反应答案2022

第九章氧化还原反应9.1(1) Cr2O72－＋14H+ ＋6e-= 2Cr3＋+ 7H2O (酸性介质)；(2) MnO4－＋8H+＋5e-= Mn2＋＋4H2O6H+ + 5e-(3) MnO4－＋4H+＋3e-= MnO2＋2H2O(中性介质)；(4) 1/2I2 + 6 OH－= IO3-＋3H2O+ 5e-(碱性介质)；(5) H2C2O4 = 2CO2 + 2H+ + 2e-(酸性介质)；(6) H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-(酸性介质)；(7) H2O2 ＋2OH－= O2 + 2H2O + 2e-(碱性介质)；(8) H2O2 ＋2H+ + 2e- = 2H2O(酸性介质)；(9) H2O2 ＋2e- = 2OH－(碱性介质)；(10) Ag + Cl- = Ag Cl + e-9.2(1) 3As2O3 ＋4NO3－+7H2O + 4H+ = 6H3AsO4 ＋4NO(酸性介质)；(2) Cr2O72－＋3H2S + 8H+ = 2Cr3＋+ 3S + 3H2O (酸性介质)；(3) 2MnO4－＋5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2＋＋10CO2 +8H2O (酸性介质)；(4) 2Cr3＋＋3S2O82－+7H2O = Cr2O72－＋6SO42－+ 14H+ (酸性介质);(5) 2Mn2＋＋5NaBiO3 + 14H+ = 2MnO4－＋5Bi3＋＋5Na+ + 7H2O (酸性介质)；(6) 4Co(NH3)62＋＋O2 +2H2O =4Co(NH3)63＋＋4OH－；(7) 2Cr(OH)4－＋3HO2－=2CrO42－＋OH－+ 5H2O；(8) H3AsO4 ＋2I－=HAsO2 ＋I2 + 2H2O (酸性介质)；(9) 2Cu2＋＋2I－=2CuI ＋I2；(10) Hg2Cl2 ＋NH3 = HgNH2Cl ＋Hg+ HCl;(11) 3MnO42－+ 4H+ = 2MnO4－＋MnO2 ＋2H2O 。

氧化还原反应与电化学课件

氧化还原反应与电化学课件第一部分：氧化还原反应基础氧化还原反应，又称为化学电子转移反应，是化学反应中普遍存在的一种类型。

在氧化还原反应中，物质的氧化态或还原态发生变化，其中一个物质将电子转移给另一个物质。

这种电子转移过程导致原子或离子的氧化态发生改变，因此称为氧化还原反应。

1.1 氧化还原反应的基本概念在氧化还原反应中，我们需要关注两个重要的概念：氧化和还原。

- 氧化：物质失去电子，氧化态增大。

- 还原：物质获得电子，氧化态减小。

1.2 氧化还原反应的示例举例来说，我们可以观察以下氧化还原反应:Cu + 2Ag+ -> Cu2+ + 2Ag在这个反应中，Cu从0价氧化态变为+2价氧化态，被氧化，而Ag+离子从+1价还原态变为0价还原态，被还原。

在这个反应中，Cu失去了电子，被氧化，而Ag+获得了电子，被还原。

第二部分：电化学基础2.1 电化学的概念电化学是研究化学反应和电流之间相互转化的科学。

它研究物质在电化学过程中的氧化还原反应以及与之相关的电流和电势。

2.2 电化学的应用电化学在我们的日常生活和工业生产中有着广泛的应用。

- 电解池中的电化学过程被应用于电镀、电解和电池等行业。

- 电化学还应用于环境保护，例如电化学处理废水和废气等。

- 电化学还在药物研发和分析仪器等领域有着重要的应用。

第三部分：电池和电解池3.1 电池的概念和分类电池是一种将化学能转化为电能的装置。

根据电池内部反应的性质，电池可以分为干电池和液电池两种类型。

3.2 电解池的概念电解池是一种在外部电流的作用下，将电能转化为化学能的装置。

它是电池的反向过程。

第四部分：课件设计4.1 课件设计的重要性课件设计是教学中不可或缺的一部分。

通过合理的课件设计，可以更好地呈现和组织知识内容，提高学生对氧化还原反应和电化学的理解程度。

4.2 课件设计的要点在氧化还原反应与电化学课件的设计中，应注意以下要点：- 简洁明了的页面布局，避免信息过载。

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。

第9章氧化还原与电化学

4.标准电极电势和得失电子数多少无关；
5.标准电极电势表分酸表和碱表两种。（与介质意了吗？）
E°S/H2S = 0.142 V.
请查Fe2+的标准电极电势。（一个物质能够成一个电对吗？） E° Fe2+ / Fe = -0.44 V. 请查 E°H2O2 / H2O E° Fe3+ / Fe2+ = 0.771 V.
（和过氧化氢有关的电对究竟有几个？别查错了！）
E° H2O2 / H2O = 1.776 V. E° O2 / H2O2 = 0.69 V. E° HO2 - / OH- = 0.878 V. E° O2 / HO2 - = -0.076 V.
三、影响电极电势的因素——能斯特方程
对一般的电极反应： p氧化态 + ne = q还原态
(3)标准电极电势
(电势的标准态是什么？如何测量？) 例如：求E0 Zn2+/Zn值，可将Zn2+/Zn电对（各物质均处标准态）与标准氢电极组成原电池，此时，标准氢电极为正极，而被测电极为负极，测得原电池的电动势为0.763V, 则根据 E电动势 = E(+) － E(－) =E
0 H+/H2
构成的双电层如(b)
2．电极电势的测定 (1)标准氢电极它是以H+/H2为电对的电极反应:
2 H+ + 2e = H2
何谓标准态？规定：
[H+] = 1mol· -1（严格地说，应该是活度）； L
H2的压力为100kpa，
令此时的氢电极的电极电势为零，记作： Eo H+/H2 = 0 .00 V E表示电极电位；右下标为电对。右上角0表示标准情况下。

氧化还原反应与电化学

氧化还原反应与电化学氧化还原反应是化学中最基本的反应类型之一，其与电化学的关系密不可分。

本文将探讨氧化还原反应与电化学之间的联系，并介绍其在实际应用中的意义。

一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质中电子的转移过程，其中一种物质被氧化（失去电子），另一种物质被还原（获得电子）。

在氧化还原反应中，氧化剂接受电子而被还原，还原剂失去电子而被氧化。

二、氧化还原反应的判别方法为了判断一个反应是否为氧化还原反应，我们可以根据以下几点进行分析：1. 电荷变化：氧化反应中，氧化剂的电荷减少，还原剂的电荷增加。

2. 氧化态的改变：化学物质的氧化态改变可以作为氧化还原反应的标志。

三、电化学的基本概念电化学是研究电与化学反应之间相互转化的科学，主要包括电解和电池两个方面。

1. 电解：将电能转化为化学能的过程称为电解。

电解涉及到正负电极、电解质和电解液等因素。

2. 电池：将化学能转化为电能的装置称为电池。

电池由两个半电池组成，每个半电池都包含一个电解质和一个电极。

四、氧化还原反应与电化学的联系氧化还原反应与电化学密切相关，电子的转移正是氧化还原反应中的核心过程。

氧化剂与还原剂之间的电子转移导致了电流的流动。

1. 电解过程中的氧化还原反应：在电解中，当外加电压大于一定值时，电解液中的化学物质发生氧化还原反应，从而实现电流的通过。

2. 电池中的氧化还原反应：在电池中，化学反应导致了电子的转移和电势的变化。

正极发生氧化反应，负极发生还原反应，电子在电解质中流动，产生了电势差。

五、氧化还原反应与电化学的应用氧化还原反应与电化学在各个领域中都有重要的应用，下面简要介绍其中几个方面：1. 电解产生金属：通过电解可以将金属离子还原为金属，实现金属的提取和纯化。

2. 电池的应用：电池作为一种便携式的能源装置，广泛应用于生活中的电子产品、交通工具和能源储备等方面。

3. 化学分析：电化学分析技术可以用于测定物质的含量、离子浓度和pH值等参数，具有快速、准确、灵敏的特点。

09 第九章氧化还原反应

化学与材料科学学院
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

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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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第九章氧化还原反应与电化学基础

+
2H+
+
2e－
②
（4）根据两个半反应得失电子的最小公倍数，将两个半反应分别乘以相应的系数后，消
去电子，得到配平的离子方程式。①式×2 加②式×5 得：
2MnO
4
+
16H++
10e－
= 2Mn2+ + 8H2O
+）5SO
2 3
+
5H2O
=
5SO
2 4
+
10H+
+10e－Fra bibliotek2MnO
4
+
5SO
2 3
+
Cl–
Cl2
ClO
3
配平两个半反应，碱性溶液中少氧的一边加 OH－，多氧的一边加 H2O，但不能出现 H+。
Cl2 + 2e－ = 2Cl–
③
Cl2
+
12OH–
=
2ClO
3
+ 6H2O +10e－
④
将③式×5+④得 5Cl2 + 10e－ = 10Cl–
+）Cl2
+
12OH–
=
2ClO
3
+ 6H2O +10e－
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。

化学教案：氧化还原与电化学反应

化学教案：氧化还原与电化学反应一、氧化还原与电化学反应的基本概念与原理氧化还原反应是化学反应中最重要的一类反应之一，也是化学教学中的重点内容之一。

它是指在反应中，一种物质失去电子，被氧化为带正电的离子或原子，同时另一种物质将这些电子接受，被还原成带负电的离子或原子的过程。

在氧化还原反应中，氧化物和还原物之间的电子转移是核心。

电化学反应是指通过电子转移来实现化学反应的过程。

在电化学反应中，当电子从氧化物转移到还原物时，会在电池中产生电流。

电化学反应可分为两类：一类是电解反应，即在电解池中通过外加电流使化学反应发生；另一类是电池反应，即通过自发产生电流来实现化学反应。

氧化还原反应可以认为是电化学反应的一种特殊形式。

二、氧化还原与电化学反应的应用1. 腐蚀和防腐蚀氧化还原反应在金属的腐蚀和防腐蚀中起着重要的作用。

当金属处于接触氧气和水的环境中，就会发生氧化还原反应，导致金属的腐蚀。

为了防止金属腐蚀，可以采用电化学方法，如阳极保护和阴极保护。

2. 电解和电镀电解是将电能转化为化学能的过程，通过电解可以使离子在电解液中发生氧化还原反应。

电解可以用于制备金属、制取化合物，以及进行电镀等。

3. 燃料电池燃料电池是利用氧化还原反应产生电能的设备。

燃料电池常见的有氢氧燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。

在燃料电池中，燃料与氧气反应产生电子和离子，并通过电解质传导的过程实现电能输出。

4. 电解水制氢电解水制氢是通过电解水来制取氢气的过程，即将水分解成氢气和氧气。

这是一种清洁、可再生的制氢方法，可以用于氢能的储存和应用。

5. 电化学传感器电化学传感器是利用氧化还原反应来检测和测量物质浓度、pH值、氧气浓度等参数的设备。

它具有快速、灵敏、准确的特点，广泛应用于环境监测、医学诊断、食品安全等领域。

三、氧化还原与电化学反应的实验教学1. 实验目的了解氧化还原反应和电化学反应的基本原理，熟悉相关实验方法，培养学生动手实验、观察实验现象和记录实验结果的能力。

无机化学第九章-氧化还原与电极电势

有什么用？不同电极的电极电势不同，标准电极电势的大小与该氧化还原电对有关。电对的标准电极电势越大，其氧化型φ氧物化质型的/还型氧化能力越强，其还原型物质的还原性越弱。可以通过标准电极电势判断氧化型物质的氧化能力的相对强弱；可以判断氧化还原反应的自发方向及程度。
显然，标准状态是理想状态
为了研究实际情况，德国物理化学家能斯特提出了能斯特方程：研究离子浓度和温度对电极电势的影响的能斯特方程式。
半反应中同一元素的两个不同氧化值的物种组成了氧化还原电对
研究同一元素
φ氧化型/还原型
（氧化数高）氧化型 + ne-
或
Ox + ne-
还原型（氧化数低） Red
还原半反应
电对
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2 + 4OH-
通过自发的氧化还原反应产生电流的装置叫原电池。
锌电极(-) 铜电极(+) Zn ＋ Cu2+ ═ Zn2+ ＋ Cu
(Zn2+/Zn) (Cu2+/Cu)
Zn - 2e → Zn2+ Cu2+＋2e → Cu (氧化反应) (还原反应)
负极：流出电子的一端正极：流入电子的一端电子从负极流向正极电流从正极流向负极
Mn2+/MnO4MnO4-/MnO2
电极电势
视频：用多少橙子可以给 iPhone 充电？
锌片插入ZnSO4溶液中铜片插入CuSO4溶液中
(-) 锌片
盐桥
(+) 铜片
现象
ZnSO4

第九章氧化还原平衡和电化学基础

2 (237.13kJ mol1 ) 474.26kJ mol1
9.2.2电极的种类和原电池的表示方法
1.常见电极的类型
● 金属-金属难溶盐电极
电极反应
电极符号
AgCl(s)+ eAg(s)+ Cl- (ag) Ag ∣ AgCl (s)∣ Cl- (c)
● 氧化还原电极或浓差电极电极反应
电极符号
Fe 3+ (aq)+ eFe 2+ (ag) Pt∣Fe 3+ (c1), Fe 2+ (c2)
9.1.1氧化数
1970年国际纯粹和应用化学研究会（IUPAC）定义了氧化数的概念：氧化数是化学实体中某元素一个原子的荷电数，这种荷电数是假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子，从而得到的某原子在化合状态时的“形式电荷数”。
氧化：氧化数增加的过程还原：氧化数降低的过程
氧化数确定原则：假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得：
θ
应用：1.判断反应标准状态下可否自发进行。
2.利用标准电极电势表可以选择合适的氧化剂与还原剂。例如，在含有Br－、I－的混合溶液中，在标准状态下，欲使I－氧化成I2，而又不使Br－氧化，问选择Fe2(SO4)3 和KMnO4中的哪一种氧化剂能满足要求。通过查表知，φΘ(Br2/Br－) = 1.066 V，φΘ (I2/I－) = 0.5355 V，φΘ(Fe3+/Fe2+) = 0.771， VφΘ(MnO4-/Mn2+) = 1.507V。所以应选择标准电极电势在0.5355 V～1.066 V之间的氧化剂，显然是Fe2(SO4)3。
φq大的电对对应的氧化型物质氧化性强。

《氧化还原反应》氧化还原与电化学

《氧化还原反应》氧化还原与电化学在化学的世界里，氧化还原反应是一类极为重要的化学反应。

它不仅在实验室的瓶瓶罐罐中频繁发生，更是与我们的日常生活息息相关，从金属的腐蚀到电池的工作原理，从生物体内的新陈代谢到工业生产中的各种过程，都有着氧化还原反应的身影。

要理解氧化还原反应，首先得搞清楚什么是氧化和还原。

简单来说，氧化就是物质失去电子的过程，而还原则是物质得到电子的过程。

这两个过程总是同时发生，就像硬币的两面，缺一不可。

比如说，铁在空气中生锈，这就是一个氧化过程。

铁原子失去电子，变成了带正电荷的铁离子，与空气中的氧气和水结合，形成了铁锈。

而在氢气还原氧化铜的反应中，氢气得到电子，氧化铜失去电子，氢气被氧化成了水，氧化铜被还原成了铜。

氧化还原反应的本质是电子的转移。

在化学反应中，电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子，导致了化合价的变化。

化合价升高的物质被氧化，化合价降低的物质被还原。

那么，氧化还原反应与电化学又有什么关系呢？电化学，简单来讲，就是研究电能和化学能相互转化的科学。

而氧化还原反应正是实现这种转化的关键。

电池就是一个很好的例子。

在电池中，通过氧化还原反应，化学能被转化为电能。

比如常见的干电池，里面的锌筒发生氧化反应，失去电子成为锌离子，而石墨棒周围的二氧化锰发生还原反应，得到电子。

电子从锌筒通过导线流向石墨棒，从而形成了电流，为我们的各种电器设备提供了电能。

反过来，电解池则是将电能转化为化学能。

通过外加电源，强制让氧化还原反应朝着非自发的方向进行。

比如电解水，在直流电的作用下，水发生分解，生成氢气和氧气。

在工业生产中，电化学也有着广泛的应用。

例如电解精炼铜，粗铜作为阳极发生氧化反应，纯铜作为阴极发生还原反应，从而得到纯度更高的铜。

氧化还原反应和电化学在生物体内也起着至关重要的作用。

我们的呼吸过程，其实就是一系列复杂的氧化还原反应。

食物中的有机物在细胞内被氧化分解，释放出能量，供我们的身体进行各种生命活动。

高二化学总结氧化还原反应与电化学的关系

高二化学总结氧化还原反应与电化学的关系氧化还原反应与电化学密切相关，二者在化学领域中扮演着重要的角色。

本文将总结氧化还原反应与电化学的关系，并探讨它们的应用和重要性。

一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是化学反应中最基本的类型之一，也被称为红ox化-还red原反应。

它涉及到电子的转移过程，其中一个物质失去电子被氧化，另一个物质获得电子被还原，可以描述为一个物质的失去氢或获得氧，或一个物质的获得氢或失去氧。

氧化剂是使别的物质被氧化的物质，还原剂则是使别的物质被还原的物质。

二、电化学的基本概念电化学是研究电与化学之间相互转化的科学，涉及到两个重要的过程：电解和电池。

电解是将化学反应用电能驱动进行的过程，通过电流在溶液中引发氧化还原反应。

而电池则是将化学能转化为电能的装置，其中也涉及到氧化还原反应。

三、氧化还原反应与电化学的关系氧化还原反应与电化学密切相关，电化学可以通过控制电流和电压，促进或抑制氧化还原反应的发生。

氧化还原反应可变换为电催化反应，在电极表面氧化还原，从而实现能量转化和传递。

电解池通过外加电源提供电能，驱使氧化还原反应发生，而电池通过氧化还原反应产生电能。

四、氧化还原反应与电化学的应用1. 电解过程的应用：氯碱工业中的电解氯化钠制取氯气、氢气和氢氧化钠；电镀工业中的电解镀金、镀银等；铝的电解制取等。

2. 电池的应用：干电池、锂离子电池、燃料电池等，广泛应用于电子产品、交通工具以及储能设备等领域。

五、氧化还原反应与电化学的重要性1. 环境保护：电化学方法可用于废水处理、污染物检测和空气净化等环境问题的解决。

2. 新能源开发：燃料电池等电化学设备为人类提供了新的能源选择，减少了对传统能源的依赖。

3. 材料科学：电化学方法广泛应用于电镀、腐蚀和化学电池等领域，为材料科学的研究提供了重要手段。

综上所述，氧化还原反应与电化学有着密不可分的关系。

它们相互促进，相互影响，共同推动着化学领域的发展和进步。

基础化学-第九章-氧化还原平衡及电化学基础-课件PPT

二、电极的还原电势：电极电势
1、还原电势：对于一个电极反应，若写成还原反应的形式，则电极的还原电势就表示元素或离子得到电子而被还原的趋势。
Cl2 + 2e
2Cl-
Cl2 / Cl
2、标准还原电势：在标准状态的还原电势。
Cl2 /Cl
E

3、标准还原电势的确定 1953年国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）建议：
×2 ×5
2MnO4- +5SO32- +6H+=2Mn2++5SO42- +3H2O
（5）加上原来未参与氧化还原的离子，写成分子方程式：
2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4= 2MnSO4+6K2SO4+3H2O
• 离子电子法能反映出水溶液中反应的实质，特别对有介质参加的复杂反应配平比较方便。但该法仅适用于配平水溶液中的反应。此法不仅有助于书写半反应式，而且对根据反应设计电池，书写电极反应及电化学计算都是很有帮助的。

(0.1588)
(0.3596)

0.2038V
正极：Pb2++2e=Pb ;负极：Pb+SO42- = PbSO4 +2e 电池反应：Pb2++SO42- = PbSO4
-)Pb︱PbSO4(s) ︱SO42-(1.0mol/L) ‖Pb2+(0.1mol/L) ︱Pb(s)(+
3、判断氧化还原反应进行的方向
三、氧化还原反应方程式的配平
2.离子-电子法：即半反应法（适用于水溶液中，或使用介质的复杂反应）

氧化还原和电化学

KMnO4+NaCl+H2SO4→Cl2+MnSO4+K2SO4+Na2SO4
氧化数升高2×5
+H2O
氧化还原反应——氧化还原方程式的配平
d. 配平反应前后氧化数没有变化的原子数。
2KMnO4+10NaCl+8H2SO4 =5Cl2+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O
e. 最后核对氧原子数。该等式两边的氧原子数相等，说明方程式已配平。
电池又可称为电极。常见电极可分为三大类：
原电池和电极——电极及电极种类
第一类电极：
金属与其阳离子组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞齐电极
原电池和电极——电极及电极种类第二类又称难溶盐电极：
原电池和电极——电极及电极种类第三类又称氧化-还原电极：
原电池和电极——电极及电极种类
一侧：
Fe3+(aq)+e-
Fe2+(aq)
Fe2+(aq)+2e- Fe(s)
还原剂和氧化剂之间的反应是一个氧化还原反应。氧化剂氧化其他物质，它本身得到电子被还原；还原剂还原其他物质，它本身失去电子被氧化。
氧化还原反应——元素的氧化数
3. 元素的氧化数
指某元素一个原子的荷电数，这种荷电数是假设把每个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。
氧化还原反应——元素的氧化数
确定氧化数的一般原则是： a. 任何形态的单质中元素的氧化数等
于零。 b. 多原子分子中，所有元素的氧化数
之和等于零。 c. 单原子离子的氧化数等于它所带的
电荷数。多原子离子中所有元素的氧化数之和等于该离子所带的电荷数。

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1.把反应分为氧化反应, 还原反应(均为“半反应”, “电极反
应”):M 4 n 8 H O 5 e M 2 4 H n 2 O
F2 e F3 ee
（还原反应）
（氧化反应） 2.调整两个“半反应”的计量系数，使得电子总数 = 失电子总数.
5e 和M e 的4 计量n 8 系H 数O 最5 e 小公M 倍数2 是 54 H n 2 O
（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.据反应事实，写出反应产物，注意介质酸性：
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 +Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
2.调整计量系数，使氧化数升高值 = 降低值:
• 错！虽然物料平衡、电荷平衡，但介质不符。
第九章节氧化还原和电化学
例2：歧化反应方程式配平
I2sOH IIO 3
I2 既是氧化剂，又是还原剂，可分开写
I2 5 I2 O H 1I 0 2 I3 O
再配平H、O原子数目：I 2 5 I 2 1 O 2 H 1 I 0 2 I3 O 6 H 2 O
3. 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18 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4 = 2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
（2）配平H+数目 H+：左16，右2，应×8H2O 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4 = 2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O
同一物质，既是氧化剂，又是还原剂，
但氧化、还原发生在不同元素的原子上。
（三）歧化反应
例： 0
+1
-1
Cl2 (g) + H2O (l) = HOCl (aq) + HCl (aq) 同一物质中同一元素的原子，有的氧化数↑，有的氧化
数↓，称为“歧化反应”。
第九章节氧化还原和电化学
三、氧化还原反应方程式的配平
+7 +2
KMnO4+5FeSO4 + H2SO4 +2
+3
MnSO4+5/2Fe2(SO4)3 + K2SO4+ H2O
3.若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4第+九5章F节e2氧(S化O4还)3原+和K电2S化O4 + H2O
学
（一）原电池：氧化还原反应是电子转移的反应同一溶液内的氧化还原反应过程，电子转移时无定
（3）配平（或核对）O在原子数目：已平衡。
第九章节氧化还原和电化学
对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程式” 表示（更简洁），配平步骤类似：
MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O （3）配平（或核对）O在原子数目：已平衡。
第九章节氧化还原和电化学
二、氧化还原反应
（一）氧化还原反应定义
例1：2 Na(s) + Cl2 (g) = 2 Na+Cl-(s)
H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl (g)
氧化还原反应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”;
单质： 0
0
0
H2
O2
O3
化合物：氧化数 = 0
000 C60 Na Ne
+1 -1
Na Cl +1 -1 H : Cl
+2 -1
Ca F2 +1 -2
H2O
氧化数的本质：在离子化合物中，即正、负离子所带的电荷数；在极性化合物中，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物料平衡注意 2电荷平衡
3介质酸碱性
第九章节氧化还原和电化学
注意
• 若写为： • MnO4- + 3 Fe2+ + 4 H+ = MnO2↓+ 3 Fe3+ + 2 H2O • 错！产物与实验事实不符，不是MnO2↓，而是
Mn2+； • 若写为：
• MnO4- +5 Fe2+ + 4 H2O = Mn2+ +5 Fe3+ + 8 OH-
第九章氧化还原与电化学
10.1 氧化数与氧化还原方程式的配平 10.2 原电池的电动势与电极电位（势） 10.3 标准电极电位（势） 10.4 影响电极电位的因素 10.5 与电极电位（势）有关的三种图形
第九章节氧化还原和电化学
10.1 氧化数与氧化还原方程式的配平
一、氧化数（Oxidation number）（氧化态. 中学：化合价）
5 F 2 eF 3 e e
第九章节氧化还原和电化学
（二）离子-电子法(续)
3. 合并上述2个“半反应”：
M 4 5 F n 2 8 O e H M 2 5 F n 2 4 e 电极电位（势）
一、原电池、电解池与电化学
合并I2 ： 6 I2 1O 2 H 1I 0 2 I3 O 6 H 2 O
约简计量系数： 3 I2 6 O H 5 I IO 3 3 H 2 O
第九章节氧化还原和电化学
（二）离子-电子法：
只适用于发生在水溶液中的氧化还原反应。
例1： M 4 F n 2 e H O F 3 e M 2 H 2 n O
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”。氧化过程：元素的氧化数↑; 还原过程：元素的氧化数↓。凡若干元素氧化数发生变化的过程，就是氧化还原反应。
第九章节氧化还原和电化学
（二）自氧化还原反应
例：
2 KClO3 (s) 2 KCl(s) + 3 O2(g)
2 HgO (s) 2 Hg(l) + O2(g)