(2) 半反应(电极反应)
两个半电池中进行的氧化和还原反应就是两个半反应。
Zn(s)
Zn2+(aq)+2e- 氧化反应
Cu2+(aq)+2e-
Cu(s) 还原反应
(3) 氧化还原电对 例：2H2O2 +Fe2+ +H+ → H2O + Fe3+
一个氧化还原反应由两个半反应组成: 1). 还原剂的氧化反应：Fe2+ =Fe3+ +e2). 氧化剂的还原反应：2H2O2 +2e-+2H+ → 2H2O
第4章 氧化还原反应与电化学1
1. 氧化还原反应的基本概念 2. 原电池 3. 电极电势 4. 影响电极电势的因素—Nernst方程 5. 电极电势的应用 6. 电化学
§ 4.1 氧化还原反应的基本概念
有电子得失或电子转移的反应称为氧化还原反应。
Cu2+(aq) + Zn(s) Zn2+(aq) + Cu(s) 得失电子
例：将反应2Fe2+(1.0mol.L-1)+Cl2(100kPa)→ 2Fe3+(0.1mol.L-1)+2Cl- (2.0mol.L-1)设计成原 电池，并写出电池符号。
解：正极：Cl2(g)+2e- →2Cl- (aq); 负极：Fe2+(aq)→Fe3+(aq)+e-
(-)Pt∣Fe2+,Fe3+(0.10mol.L-1)∥Cl- (2.0mol.L-1),Cl2(100kPa)∣Pt(+)
氧化还原电对：由同一种元素的氧化态物质和其 对应的还原态物质所构成的整体。Ox/Red
如上例的氧化剂电对H2O2/H2O;还原剂电对 Fe3+/Fe2+.
氧化态/还原态： Zn2+/Zn Cu2+/Cu
注意：氧化还原电对是相对的，由参加反应的两 电对的氧化还原能力的相对强弱而定。
例如反应：2Fe3+ + 2I-=2Fe2+ +I2 电对Fe3+/Fe2+ 在此反应中为氧化剂电对。
（3）取出盐桥，指针回零，放入盐桥，指针偏 转，说明盐桥构成了电的通路。
原电池工作原理
盐桥：由含KCl饱和溶液的琼脂溶胶注入U型管， 冷却后成凝胶而制成。
盐桥
盐桥作用： (1) 利用K+和Cl-的移动，保持电极两端溶液的
电中性； (2) 构成闭合回路。
结论：装置2使氧化反应和还原反应分在两个 不同的区域进行；电子转移通过外电 路实现，于是有了电子的定向流动， 从而产生电流，实现了化学能向电能 的转化。
这种借助自发的氧化还原反应将化学能 转变为电能的装置称原电池(Primary Cell)。
3.基本术语
Zn(s)
Zn2+(aq) + 2e-
Cu2+(aq) + 2e-
Cu(s)
(1) 半电池(电极)
进行氧化反应和还原反应的两个不同区域，也称电极。
Zn－ZnSO4 组成锌电极， Cu－CuSO4 组成铜电极。
ZnSO4(aq)+Cu(s)
Zn
Zn直接和CuSO4溶液接触， Zn失去的电子直接给Cu2+，
电子流动无序，Zn片溶解，
Cu析出，温度升高。
结论：化学能转变为热能。
Cu
装置2: Zn片插入ZnSO4溶液中,Cu片插入CuSO4 溶液中，两烧杯用一倒置的U形管连通—
—盐桥。两金属用导线相连，中间连一个
因此，氧化还原反应是由氧化剂电对与还原剂 电对共同作用的结果，其实质是电子的转移。
(4) 电池反应 两个半反应组成的氧化还原总反应叫电池反应。
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
(5) 正负极 • 电子的流出极叫负极：Zn极 • 电子的流入极叫正极：Cu极
(6) 电池符号：(-)Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu(+)
书写原电池符号的规则： a. 负极“(-)”写在左边，正极“(+)”写在右边；
b. 半电池中两相界面用“ㄧ”分开；同相不同 物质用“，”号分开；盐桥用“‖”表示；非标 准态时要注明ci或Pi。 c. 若电极反应无金属导体，用惰性电极Pt或 C(石墨) d. 纯液体、固体或气体写在靠惰性电极一边， 用“ㄧ”分开。
Pt | Fe2+(c1)，Fe3+(c2) || Ag+(c3) | Ag
例：已知下列电池符号：
Zn(s)|Zn2+(c1)||H+(c2)|H2(p ) | Pt
写出原电池的电极反应和电池反应。
解：负极，氧化反应
Zn(s) Zn2+(aq)+2e正极，还原反应
2H+(aq)+2e电池反应
H2(g)
例：将Fe2+(aq)+Ag+(aq) Fe3+(aq)+Ag 组成原电池，用电池符号表示。
解：电对 Fe3+/Fe2+ Ag+/Ag 氧化反应 (-) Fe2+(aq) 还原反应(+) Ag+ (aq) +e-
Fe3+ (aq) +eAg (s)
Fe2+(c1) | Fe3+(c2) || Ag+(c3) | Ag
检流计。
检流计
e-
e-
盐桥
KCl (aq)
Zn
Cu
ZnSO4(a-1q) 1.0mol·L
CuSO4(a-1q) 1.0mol·L
Cu-Zn原电池装置
现象： （1）Zn片溶解，Cu片上有Cu析出； （2）检流计指针偏转：
Zn是负极，Cu是正极；
负极：Zn(s) ⇌ Zn2+(aq)+2e正极：Cu2+(aq)+2e- ⇌ Cu(s)
Zn(s)+2H+(aq) Zn2+(aq)+H2(g)
4.3 电极电势
1. 电极电势的产生：
M活泼
M不活泼
双电层
+
+
+ + + +
-----
-----
+ + +
+
--
+ +
----
+ +
+ +
+ + +
+
--+ + Nhomakorabea+ +
------
失去电子，氧化过程，还原剂
§4.2 原电池
1.原电池：一种能使氧化还原反应中电子 的转移直接转变为电能的装置。 例如：金属锌置换铜离子的反应：
Cu2+＋Zn = Zn2+＋Cu
可以将其设计成原电池。
装置1: 将Zn片直接插入CuSO4溶液中 现象：Zn片溶解，Cu析出。
解释： Zn(s)+CuSO4(aq)
H2(g) + Cl2（g) 2HCl（g)
氧化：物质失去电子的过程； 还原：物质得到电子的过程。
电子偏移
得电子的物质称为氧化剂，氧化剂自身被还原； 失电子的物质称为还原剂，还原剂自身被氧化。
得到电子，还原过程，氧化剂
2KMnO 4 +16HCl 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2O