7 氧化还原与电极电势

（－）ZnZn2+（c2）Cu2+（c1）Cu（＋）
电池的负极
盐桥
电池的正极
习惯上把负极写在左边，正极写在右边；注明 各物质的浓度、分压或物态，未注明的一般认 为是处于各自的标准状态。
书写原电池表达式的几点注意事项：
a、两相之间用“|”表示
b、正极在右，负极在左，并分别以（+）、（ -）表示
c、盐桥用“||”表示
还原半反应： MnO4－+8H++5e
| （—）Pt Fe3+（C1），Fe2+（c2）
Mn2++4H2O
|| | MnO4-（c3），Mn2+（c4），H+（c5） Pt（+）
例：写出原电池 （—）Pt|Sn4+，Sn2+||Fe3+，Fe2+|Pt（＋） 的电池反应式
先写负极反应式： Sn2+===Sn4++2e ①
金属电极:由金属及其阳离子组成的电极
Zn Zn2+（c） Cu Cu2+（c） 金属电极的组成通式：MM n+（c）
2.常见电极的类型
气体电极：由气体单质及相应离子组成。
由于气体不能直接和导线相连，必须用 Pt或石墨等惰性电子导体作电极极板，参与 组成电极。
Pt，H2（p） H+（c）
2.常见电极的类型
d、溶液浓度（活度）、气体分压要标明，未 标明的视为标准态，即离子为1mol·L—1、气体分压 为100kPa
举例
1. Cu-Zn原电池 ：
（—）Zn|Zn2+（c1）||Cu2+（c2）|Cu（+）
2. MnO4-+ 8H+ + 5Fe2+
Mn2+ +5Fe3++4H2O
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氧化半反应： Fｅ2＋
Fｅ3＋＋ｅ
注意：在共价化合物中, 确定元素氧化数时不要 与共价数相混淆. 例如: CH4、CH3Cl等化合物中,C的共价数为4,但C 的氧化数分别为-4、-2.
化学中以Mn(Ⅶ)、S(Ⅵ)表示元素的氧化数,以 与实际不存在的Mn7+、S6+区别.
§7.1.2氧化还原反应的再认识
1.概念: 氧化数升高的过程是氧化反应， 氧化数降低的过程是还原反应。
代数和为零。 单原子离子中，元素的氧化数等于离子的电
荷数；多原子离子中，所有元素的氧化数的 代数和等于离子的电荷数。
氢在化合物中的氧化数一般为﹢1，但在金属
氢化物例如NaH、CaH2中为﹣1。氧在化合物中的 氧化数一般为﹣2，但在氟化物如OF2中为﹢2； 在过氧化物如H2O2中为﹣1，在超氧化物如KO2中 为﹣1/2。
2.电极与电对
电对涉及到同一元素的两种不同氧化数的物质形态。
同一元素的两种不同氧化数的物质称为电对。记 为氧化态/还原态。
如：Zn2+/Zn；Cu2+/Cu；MnO4-/Mn2+…… 氧化数高的物质形态称为氧化型 氧化数低的物质形态称为还原型
氧化型和还原型间通过电子得失能相互转化：
a氧化型 + ne-
金属—金属难溶盐电极：
由某些金属在其表面涂覆该金属的难溶 盐，浸在和难溶盐具有相同阴离子的电解质 溶液中，共同组成电极。
Ag，AgClCl- （c）
2.常见电极的类型 “氧化还原”电极：
由惰性电子导体插在含有同种元素两种不 同氧化数离子的溶液中组成。
PtFe3+（c1），Fe2+（c2）
3.电池组成表达式 溶液中离子的浓度
Zn2+＋2e-
（氧化半反应）2*
Zn＋Cu2+ == Zn2+＋Cu （电池反应 ） 1*+2*
电极反应实际上是电对中氧化型和还原型之 间相互转化的过程。
3.氧化还原反应的实质
电子的转移
若把Zn片直接插入CuSO4溶液中， 并不能产生电流？
发生了电子转移，为什么我们观察不 到电流的产生呢？
§ 7.2 原电池与电极电势
g还原型
同一元素的氧化型和还原型具有共轭关系， 两者组成一个氧化还原电对，简称电对。 电对符号记作：氧化型／还原型 。
电对：Zn2+／Zn ，Fe3+／Fe2+，Fe2+／Fe ， O2／H2O2，H2O2 ／H2O
铜电极（正极）反应：Cu2+＋2e-
Cu
（还原半反应） 1*
锌电极（负极）反应：Zn
再写正极反应式： Fe3++e===Fe2+
②
①＋2×②： Sn2++2Fe3+====Sn4++2Fe2+
由电池反应式写出电池组成式 解题规律：从电池反应中找出相应的电对，按 方程式写出电极反应，依据负极氧化、正极还原的 规律，判断出正负极，综合成电池组成式。
由电池组成式写出发生在其中的电池反应 解题规律：按照正极还原、负极氧化的规律分别写 出两个电极反应式，然后将它们相加，注意电子得 失相等，就可以得到电池反应式.
课堂作业 将下列氧化还原反应组成原电池：
6Cl－＋Cr2O72－＋14H＋＝＝＝3Cl2+2Cr3++7H2O
参考答案：
（－）Pt，Cl2(g)｜Cl－‖ Cr2O72－，Cr3＋，H＋｜Pt（＋）
要求：能做到电池反应式与电池表达式 之间的“互译”
§ 7.2.4 电极电势
1. 电池电动势 在流过电池的电流趋于零时，测得的两电极之 间的电势差等于电池的电动势，符号： E 。 使用盐桥的原电池，电动势就等于正极和负 极两者电极电势之差，即公式 E ＝φ+－ φ-
第七章 氧化还原与电极电势
§ 7.1 氧化还原的基本概念
§7.1.1 氧化数
定义：元素的氧化数是该元素一个原子的荷电 数，这种荷电数是将成键电子指定给电负性较 大的元素而求得的(元素的电负性是原子在分 子中吸引成键电子能力的量度)。
经验规则：
单质分子中元素的氧化数为零。 电中性化合物分子中，所有元素的氧化数的
§7.2.1原电池
注意：须将氧化半反应和还原半反应分开进行！
概念：这种利用氧化还原反应产生电流、 使化学能转变为电能的装置，称为原电 池，简称电池。
§7.2.2 原电池的组成及其表示
1.电极的定义：
把发生氧化半反应或还原半反应的环境， 包括导电的固体导体及其溶液，称为电极 （半电池）。
2.常见电极的类型
2.特征：
参与反应的某些元素在反应前后 发生了氧化数的改变
1.氧化半反应与还原半反应 Zn＋Cu2+ == Zn2+＋Cu
氧化还原反应
对于还原剂Zn ，Zn
Zn2+＋2e-
对于氧化剂Cu2+，Cu2+＋2e-
Cu
氧化半反应 还原半反应
这种电子得失（授受）相等的关系，使得两个 “半反应”结合成一个如总的化学方程式所表示的 完整的氧化还原反应。