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氧化还原反应和电极电势hwn
力
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确定氧化值的规则
(1)单质的氧化值为零。 (2)H在化合物中的氧化值一般是+1,
但在金属氢化物中的氧化值为-1(CaH2) (3)O在化合物中的氧化值一般是-2,
在过氧化物中氧化值为-1(H2O2); 在超氧化物中氧化值为-1/2(KO2); 在OF2中为+2。 (4)卤素在卤化物中的氧化值为-1。 (5)碱金属的氧化值是+1。 (6)碱土金属的氧化值是+2。
CO2 (g) +2H2O (g)
氧的氧化值:0→-2;氧化值降低,发生了还原反应。 碳的氧化值:-4→+4;氧化值升高,发生了氧化反应。
氧化值降低的物质称为氧化剂(oxidant), 氧化值升高的物质称为还原剂(reductant)
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失电子,氧化值升高,发生氧化反应,做还原剂 得电子,氧化值降低,发生还原反应,做氧化剂
原电池的特点
定义:将氧化还原反应的化学能转变为电能的装置。 电池反应:Zn +Cu2+ Cu+Zn2+ 组成:原电池由两个 半电电极池 组成。
负极:Zn
正极:Cu
电极反应:Zn- 2e- →Zn2+ 电极反应: Cu2++2e-→Cu
氧化反应
还原反应
还原剂
氧化剂
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二、电池的书写方式
③注明物质状态:溶液注明浓度;气体注明分压。 (1mol/L与一个标准大气压可不标注)
④如果电极中没有电极导体,应以不活泼的惰性导 体(如铂或石墨)做极板。
溶液紧靠盐桥书写。
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例8.1:将下列氧化还原反应设计成原电池,写出电极 反应及电池符号。(1)Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2
(2)Sn2+ + Hg2Cl2 = Sn4+ +2Hg + 2Cl-
(2解):Sn(2+1+)HCgl22+Cl22I- == S2nC4+l-++2IH2g+2Cl-
还原还反原应反:应:HgC2Cl2l+2 +2e2-e-→→ 22CHlg- +2Cl氧化氧反化应反:应:Sn22+I---22ee- -→→SnI24+
失升氧,得降还,若说剂,则相反。
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二、氧化还原电对
➢ 氧化还原反应可拆成两个半反应
➢ 例:2Fe3+ + Sn2+
2Fe2+ + Sn4+
Sn2+ - 2e- → Sn4+ 氧化反应(氧化值升高)
Fe3+ + e- → Fe2+ 还原反应(氧化值降低) ➢ 反应过程中得失电子数必须相等,氧化半反应
电极板
电极板
盐桥
电解质 溶液
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二、电池的书写方式
(-)Zn(s)│Zn2+(c1)‖Cu2+(c2)│Cu(s) (+)
①将负极写在左边,正极写在右边,并用“+”和 “-”标明。连接的盐桥用“‖”表示。
②物质的相界面用“|”分开;同一相中的不同物质 用“ , ”隔开。
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Cu + FeCl3 = CuCl+ FeCl2 负极反应:Cu + Cl--e- →CuCl 正极反应:Fe3+ + e- → Fe2+ (-) Cu(s)∣CuCl(s)∣Cl-(c1)‖Fe3+(c2),Fe2+(c3)∣Pt (+)
第八章 氧化还原反应和电极电势
教学目的和要求
掌握:氧化值,氧还反应,氧还电对,半反应, 标准电极电势等基本概念;原电池的书写; Nernst方程式;电极电势和电动势的应用。
熟悉:标准氢电极;参比电极和指示电极等概念; 电势法测pH值的原理。
了解:电极类型;电极电势的产生。
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第二节 原电池
1 原电池与电极 2 电池的书写方式 3 常见电极类型
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一、原电池与电极
锌片
自发的氧化 还原反应
硫酸铜溶液
e-
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作用:沟通回路; 中和过剩的电荷, 保持溶液电中性。
饱和KCl 或
NH4NO3 溶液+ 琼 脂 →胶冻
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第一节 氧化还原反应的实质
1 氧化值 2 氧化还原电对
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一、氧化值
化合价:一个原子与一定数目的其它
+1
元素的原子结氧合化的值个是数不比是。化合价?
HHale Waihona Puke H NH-3氧化值:假设把每一个化学键中的成
键电子对指定给电负性较大的原子后,
原子的荷电数。
PBr3
原子吸引成键
HCl
电子的相对能
电对电H对gC2Cl2l/2/CHl -g为为正正极极,,I2S/nI-4为+/ 负Sn极2+为。负极。 电池电符池号符为号:为: (-)Pt|S(-n2)+(Pct1)| ,IS2n(s4)+(|Ic-2()c|1|C) |l|-C(cl3-)(|Hc2g) 2|CCll22(s()p|H) |gP(tl)(|P+t)(+)
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example
例:求NH4+中N的氧化值。 例:求Fe3O4中Fe的氧化值。 解: H的氧化值为+1, 解: O的氧化值为-2,
设N的氧化值为CxH,3Cl和CHC设l3Fe的氧化值为x,
x + (+1)×4 = 化+1合价都是4价3;x + (-2)×4 = 0 得: x = -3 氧化值分别是得-2: 、x =+82/3
➢在组成上相差ne-的氧化型、还原型物质构成一个 氧化还原电对,也就是一个半电池,一个电极。
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注意:拆分半反应时,参加反应的H+必须写入。 MnO4-+8H++5e- Mn2++4H2O
➢ 氧化型物质为MnO4-和H+; ➢ 还原型物质为Mn2+ (不包括溶剂H2O)
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和还原半反应同时并存,不能单独存在。
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氧化型 + ne- 还原型 Ox + ne- Red
氧化还原电对:O为x/R转e移d 的(电Sn子4+数/Sn2+) (Fe3+/Fe2+)
➢ 氧化值较高的物质叫做氧化型物质(氧化态); ➢ 氧化值较低的物质叫做还原型物质(还原态)。
元素的氧化值不一定是整数,也可以是分数。
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example
碳的氧化值 CO CO2 CH4
+2
+4
-4
硫的氧化值
S2O32+2
S2O82+7
同种元素可有不同的氧化值。
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氧化还原反应
元素的氧化值发生了变化的化学反应。
CH4 (g)+O2 (g) 还原剂 氧化剂