氧化剂与它的还原产物及还原剂与它的氧化产物。
Zn2+ + Cu2+ +
2e– = 2e– =
Zn Cu
Zn2+ /Zn
Cu2+ /Cu
氧化还原电对
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
半反应
氧化反应
氧化态 + ne– → 还原态
Fe – 2e–→ Fe2+
Cu2+ + 2e–→ Cu
Cu2+/Cu Fe2+/Fe
第七章 氧化还原反应和电极电势
第一节 氧化还原反应的基本概念 第二节 原电池
第三节 电极电势和原电池的电动势
第四节 电极电势的应用 第五节 直接电势法测定溶液的pH
第一节 氧化还原反应的基本概念
• 氧化值 • 氧化剂和还原剂 • 氧化还原反应方程式的配平 历史发展
年代 18世纪末 19世纪中 20世纪初 氧化反应 与氧化合 化合价升高 失去电子 还原反应 从氧化物夺取氧 化合价降低 得到电子
二、氧化剂和还原剂
失e ，氧化数↑，氧化反应
Zn + Cu2+
=
Zn2+ + Cu
得e ，氧化数↓，还原反应 还原剂 氧化剂 分析
NaClO + 2FeSO4 + H2SO4 = NaCl + Fe2(SO4)3 + H2O 氧化剂: NaClO 还原剂: FeSO4 介质: H2SO4
三、氧化还原电对 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 氧化态 + ne– = 还原态 氧化还原 半反应 电对表示
思考题： 确定氧化数
Na2S2O3
解
K2Cr2O7
KO2
KO3
【例】计算 Na2S2O3中S元素的氧化值。 在Na2S2O3中，O元素的氧化值为-2，Na 元素的氧化值为 +1。设 S 元素的氧化值为 x。
则有 2 ( 1) 2 x 3 ( 2) 0
x 2
在 Na2S2O3 中，S 元素的氧化值为+2。
• 氧化还原电对
一、氧化值 某元素一个原子的荷电数由假设把每个化学键 中的电子指定给电负性较大的原子而求得。 规 则 在单质中，元素的氧化值为零。 O元素的氧化值，在正常氧化物中皆为 -2；在过氧 化物中为 -1；在超氧化物中为 -1/2；在OF2中为+2。 H 元素在一般化合物中的氧化值为+1；在金属氢化 物中为-1。 在简单离子中，元素的氧化值等于该元素离子的电 荷数；在复杂离子中，元素的氧化值代数和等于离 子的电荷数。 在中性分子中，所有元素的氧化值代数和等于零。
还原反应
氧化态/还原态
每个氧化还原反应是由两个半反应组成的。
四、氧化还原反应方程式的配平
前提 知道氧化剂和还原剂在给定的条件 下反应后，产物是什么。 Mn2+(肉色） MnO2↓(棕) MnO42- (墨绿)
如：MnO4– + SO32酸性条件下还原产物 中性条件下还原产物 碱性条件下还原产物
两个原则： 质量守恒、电荷守恒
ClO3– + 6H+ + 6e – → Cl– + 3H2O
Fe2+ = Fe3+ + e– )×6 +) 6e- + 6H+ + ClO3- = Cl- + 3H2O 6Fe2+ + 6H+ + ClO3- = 6Fe3+ + Cl- + 3H2O
例
配平碱性条件下的反应 NaClO + NaCrO2 → Na2CrO4 + NaCl ClO- + CrO2- → CrO4 2- + Cl-
离子—电子法 确定产物，写出未配平的离子式。 配平原则——在氧化还原反应中，氧化剂 得电子数必定等于还原剂失电子数。 H2O2 + I- → H2O + I2 分成两个半反应。 2I- - 2e- = I2 氧化反应 H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O 还原反应 得失电子数相等，产生离子方程式 2I- - 2e- = I2 +） H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O H2O2 + 2I- + 2H+ = 2H2O + I2
例 KClO FeSO 离子 电子法配平化学反应方程式 3 +— 4 → KCl + Fe2(SO4)3 (稀H2SO4中）
ClO3- + Fe2+ → Cl- + Fe3+ 步骤 ★ 弱电解质、沉淀要以分子形式给出。 氧化反应：Fe2+→Fe3+ 还原反应：ClO3–→ Cl– Fe2+ → Fe3+ + e–
Cr2O 14H 6e 2Cr 7H2O
2 7


3
2I =I 2 +2e
Cr2O 14H 6e 2Cr 7H2O
配平的离子方程式
2 7 3
Cr2O 6I 14H 2Cr 3I 2 7H2O
最后写出配平的氧化还原反应方程式。
ClO-+ H2O + 2e- → Cl- + 2OH- ) ×3 +) CrO2- + 4OH- → CrO4 2-+ 2H2O+ 3e- ) ×2 3ClO- + 2CrO2- + 2OH- = 2CrO4 2- + 3Cl- + H2O
3NaClO + 2NaCrO2 + 2NaOH
= 2Na2CrO4 + 3NaCl + H2O
化学能
直接
第二节 原电池
电能
沉没之谜
2+ 二十世纪初， Zn - 2e-→ Zn “阿那吉纳”号货 2+ Cu + 2e →Cu
【例】用离子-电子法配平下列氧化还原反应。
K2Cr2O7 +KI+H2SO4 K2SO4 +Cr2 (SO4 )3 +I2 +H2O
解：先写成离子反应式。
Cr2O +I +H Cr +I2 +H2O
+ 3+
2 7

将离子反应式分成两个半反应。 2 + 3+ I I2 Cr2O7 +H Cr +H2O 分别配平两个半反应。 2I =I 2 +2e
2 7


3
K2Cr2O7 6KI 7H2SO4 =
Cr2 (SO4 )3 +4K 2SO4 +3I2 +7H2O
小诀窍
★ 酸性介质中：多氧的一边加H+；少氧一边加H2O
★ 碱性介质中：多氧的一边加H2O ；少氧的一边加OH-
应注意！
酸性介质中，反应式两边不能出现OH 碱性介质中，反应式两边不能出现H+ 中性介质中，根据情况，可加H+ 或者 OH 弱电解质、难溶电解质要写分子式。