氧化还原反应与电化学

氧化还原反应与电化学

一、实验目的

1.

掌握电极电势对氧化还原反应的影响2.

了解氧化型或还原型物质浓度、溶液酸度改变对电极电势的影响。3.

进一步理解氧化还原反应的可逆性4.熟练掌握能斯特方程的应用

二、实验原理氧化还原过程也就是电子的转移过程。能斯特（

Nernst ）方程式电对的氧化型物质或还原型物质的浓度，是影响其电极电势的重要因素之一，电对在任一离子浓度下的电极电势，可由能斯特方程算出。例如Cu-Zn 原电池，若在铜半电池中加入

氨水，由于

Cu 2+和NH 3能生成深蓝色的、难解离的四氨合铜（

II ）配离子[Cu(NH 3)4]2+，溶液中的Cu 2+浓度就会降低，从而使电极电势降低：Cu 2++4NH 3=[Cu(NH 3)4]2+ (深蓝色)

过氧化氢的氧化还原性(摇摆实验)主要反应方程式:

辅助试剂起到调节（1）、（2）反应速率的作用

已知在酸性介质中元素电势图：

三、实验仪器与药品

Pb(NO 3)2 (0.5mol · L – 1)

CuSO 4 (0.5mol · L –1) ZnSO 4(0.5mol · L –1) 锌片铅粒铜片氨水1:1

A:量取400 ml H 2O 2(30%)稀释到1000mL ；B:称取40g KIO 3和量取40mL H 2SO 4(2 mol ·L –1)，稀释到1000mL ；（此溶液相当于

HIO 3溶液）

C:（辅助试剂）：称取15.5g 丙二酸， 3.5g MnSO 4·2H 2O 和0.5g 淀粉（先溶于热水）稀释到1000mL 。

四、实验内容

a.电极电势与氧化还原反应的关系

分别在5滴Pb(NO 3)2 (0.5mol · L – 1)和5滴CuSO 4 (0.5mol · L –1)点滴板穴中，各放入一块表面擦净的锌片，观察锌片表面和溶液颜色有无变化？以表面擦净的铅粒

（或铅片）代替锌片，分别与ZnSO 4(0.5mol · L –1)和CuSO 4(0.5mol ·

L –1)溶液反应，观察有无变化？根据实验结果定性比较Zn 、Pb 、Cu 电极电势的大小。

根据实验结果，说明电极电势与氧化还原反应方向的关系

,

298.15K 时T )

()(lg 0.0592V (298K)(298K)氧化型还原型c c z E E θ

b.浓度对电极电势及氧化还原反应的影响

在两只30mL的烧杯中，分别注入5mL ZnSO4(0.5mol ·

L–1)溶液，

L–1)和5mL CuSO4(0.5 mol ·

在ZnSO4中插入锌片，CuSO4中插入铜片，组成两电极。中间以盐桥相通。用导线将锌片和

铜片分别与伏特计（或万用表代替）的负极和正极相连，近似测量两极间的电势差。

取出盐桥，在CuSO4溶液中注入1:1氨水（约15滴）至生成的沉淀溶解为止，形成深

蓝色溶液，再放入盐桥，观察电池的电势差有何变化？再在ZnSO4溶液中加1:1氨水（约18滴）至生成沉淀完全溶解为止，观察电势差又有何变化？

利用能斯特方程式解释实验现象。

c.过氧化氢的氧化还原性(摇摆实验)

往试管中按任意顺序加入A、B、C三种溶液各1mL混合均匀，少许时间溶液由无色变

蓝色，又由蓝色变无色，如此反复十余次，最后变为蓝色。

五、思考题

1.如何根据电极电势，确定氧化剂或还原剂的相对强弱？

2.在CuSO4溶液中加入过量NH3?H2O，其电极电势怎样改变？试解释。