解:
+2
2Fe
2+
(C1)
+Cl2 (100kPa)
0
→2Fe
+3 3+
(C2)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ 2Cl (C3)
-1
-
氧化反应:Fe2+(C1) - e- → Fe3+(C2) 还原反应:Cl2 (100kPa) + 2e- → 2Cl- (C3)
负极
正极
(-)Pt | Fe3+(C2), Fe2+(C1) ||Cl-(C3) |Cl2(P), Pt(+)
Cu2+ + 2e- → Cu Zn - 2e- → Zn 2+
Ox + ne = Red 共轭关系 HB H+ + B共轭酸碱对
Red - ne = Ox
一个氧化还原反应就是两对氧化还原电对物质之 间的电子转移反应 ne a Ox1 + b Red2 → c Red1 + d Ox2 包含氧化剂的电对称为氧化剂电对； 包含还原剂的电对称为还原剂电对。
氧化数降低的过程称为还原
氧化数升高的物质为还原剂
H2 + Cl2 →
0
0
氧化数升高
+1
氧化数降低
2HCl-1
Cl2 H2
氧化数降低
发生还原反应
氧化剂 氧化数升高 还原剂
发生氧化反应
三、氧化还原电对
任何一氧化还原反应都是由两个半反应组成的，一个 是氧化剂被还原的半反应，另一个是还原剂被氧化的 半反应。 氧化数
总的电池反应：
2e 2+ Cu + Zn
Cu + Zn
2+
盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性。
+
-
原电池：利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置. 理论上讲,任何一个氧化还原反应，只要是自发进行的，都可以计 计成原电池. 原电池由两个半电池组成。半电池又称电极，每一个电极都是由 电极导体和构成一对氧化还原电对的溶液组成。 分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，称为半电池反 应或电极反应。原电池的两极所发生的总的氧化还原反应称为电 池反应。
(4) 如果电极中没有电极导体，必须外加一惰性电极导体， 惰性电极导体通常是不活泼的金属（如铂）或石墨。
如Cu-Zn原电池
(-)
Zn| Zn2+(C1)
|| Cu2+(C2) |Cu
(+)
将反应:2Fe2+(C1) +Cl2 (100kPa) →2Fe3+(C2) + 2Cl-(C3)设 计成原电池,并写出电池符号.
四、电极电势的产生
在Cu-Zn原电池中
电子 Zn片 电势低 Cu片 电势高
两个电极的电势差是如何形成的呢？
M(s) -ne
溶解
Mn+(aq)
沉积
金属的本性 与温度有关
溶解的 倾向
金属的本性
沉积的 倾向 金属离子的浓度 与温度有关
溶解 >沉积
带负电荷 带正电荷
为负 为正
沉积 >溶解
双电层 双电层间的电势 差，称为电极电 势，（用“”表 示，单位“V”） 的大小是由溶解与沉积两种倾向 的相对大小所决定的。
Ox电对
Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Red电对
第二节
原
电
池
一、原电池的组成
2e 2+ Cu + Zn Cu + Zn
2+
是一个自发反应
1、Zn片溶解
2、Cu片上有新的单质Cu沉积
2+
3、导线中有电流产生，电子从Zn流向Cu。 锌片发生氧化反应. Zn - 2e- → Zn
2+
铜片发生还原反应. Cu + 2e- → Cu
+2eCu2+ + Zn → Cu + Zn2+ -2e失去电子
Zn
被氧化
发生氧化反应
得到电子
还原剂
氧化产物
产物Zn
2+
Cu
2+
被还原
发生还原反应
氧化剂
还原产物
产物Cu
H2 + Cl2 → 2HCl
电子偏移
氧化数的变化
二、氧化数
氧化数是某元素一个原子的荷电数
离子型化合物
共价型化合物
等于该元素一个离子所带的 真实电荷数，例如：NaCl中 Na的氧化数为+1；Cl的氧化 数为-1。
氧化数是某元素一个原子所带的电荷数（真实或形式） 氧化数发生变化是由于发生电子的转移或偏移
氧化数升高 氧化数降低
是因为 是因为
失去电子 得到电子
或言电子偏离 或言电子偏向
凡反应前后元素氧化数发生变化的反应为氧化还原反应。 凡反应前后元素氧化数没有发生变化的反应为非氧化还 原反应。 氧化数升高的过程称为氧化 氧化数降低的物质为氧化剂
金属越活泼
金属越不活泼
0 +2 2+ Cu + Zn → Cu + Zn2+ 0 氧化数 +2 Cu
2+
氧化数降低 降低
升高
还原半反应
氧化数升高
Cu2+ + 2e- → Cu Zn - 2e- → Zn 2+
Zn
氧化半反应
半反应中两边的物质构成一对氧化还原电对Ox/Red
氧化数高的物质称为氧化型物质，用Ox表示； 氧化数低的物质称为还原型物质，用Red表示。
无机化学
氧化还原与电极电势
氧化还原与电极电势
第一节 氧化还原反应的基本概念 第二节 原电池
第三节 电极电势
第四节 电极电势的应用
第五节 元素标准电极电势图和电势-PH图
7.1 氧化还原反应的基本概念
一、氧化还原反应 得氧 失氧 本质
氧化
还原 电子的得失
失氢 得氢
凡是反应前后有电子得失的反应 失去电子的过程称为氧化（oxidation) 得到电子的过程称为还原（reduction)
在原电池中，流出电子的电极称为负极，负极发生氧化 反应；流入电子的电极称为正极，正极发生还原反应。
发生氧化反应. 2+ Zn - 2e- → Zn 发生还原反应. Cu2+ + 2e- → Cu
负极
正极
二、原电池的表示方法
为简便起见，原电池装置常用原电池符号表示。书写原 电池符号的规则如下：
(1) 在半电池中用“ | ”表示电极导体与电解质溶液之间的界面 (2) 原电池的负极写在左侧,正极写在右侧，并用“＋”、 “－”标明正、负极, 把正极与负极用盐桥连接，盐桥用 “||”表示, 盐桥两侧是两个电极的电解质溶液。若溶液中 存在几种离子时,离子间用逗号隔开。 (3) 溶液要注明浓度，气体要注明分压力
等于该元素一个原子所 带的形式电荷数，例如： HCl中H的氧化数为+1； Cl的氧化数为-1。
例题:求NH4+中N的氧化数. 例题:求Fe3O4中Fe的氧化数. 解: H的氧化数为+1， 设N的氧化数为x x + (+1)×4 = +1 解得: x = -3
解:
O的氧化数为-2， 设Fe的氧化数为x， 3x + (-2)×4 = 0 解得: x = 8/3