氧化还原反应和氧化还原平衡.ppt

无机化学实验 氧化还原反应和氧化还原平衡 实验目的 1 学会装配原电池 2 掌握电极的本性 电对的氧化型或还原型3 掌握物质的浓度 介质的酸度对电极电势 氧化还原反应的方向 产物 速率的影响 4 了解化学电池电动势 实验用品 仪器 试管 烧杯 伏特汁 或酸度计 检流器 表面皿固体药品 锌粒 铅粒 铜片 琼脂 氟化铵液体药品 HCl 浓 HNO3 21mo1 L 1 浓 HAc 6mo1 L 1 H2SO4 1mo1 L 1 NaOH 6mo1 L 1 40 NH3 H2O 浓 ZnSO4 1mo1 L 1 KI 0 1mo1 L 1 CuSO4 0 01mo1 L 1 1mo1 L 1 KBr 0 1mo1 L 1 FeCl3 0 1mo1 L 1 Fe2 SO4 3 0 1mo1 L 1 FeSO4 1mo1 L 1 H2O2 3 KIO3 0 1mo1 L 1 碘水 溴水 0 1mo1 L 1 氯水 饱和 KCl 饱和 CCl4酚酞指示剂 淀粉溶液 0 4 材料 电极 锌片 钢片 铁片 炭棒 红色石蕊试纸 导线 砂纸 实验内容 一 氧化还原反应和电极电势 1 0 5ml0 1mo1 L 1KI 2D0 1mo1 L 1FeCl3 0 5mLCCl4 振荡 观察CCl4层的颜色变化 I Fe3 I2 Fe2 I 被氧化成I2 Fe3 被还原成Fe2 I2被CCl4萃取 进入CCl4溶剂 使CCl4层变成紫红色 由反应说明 EI2 I EFe3 Fe2 2 0 5mL0 1mo1 L 1KBr 2D0 1mo1 L 1FeCl3 0 5mLCCl4 振荡 观察CCl4层的颜色变化 Br Fe3 不反应CCl4层颜色不变化 说明二者没有发生氧化还原反应 从而说明 EBr2 Br EFe3 Fe2 3 3DI2水 0 5mL0 1mo1 L 1FeSO4溶液 摇匀 0 5mLCCl4 振荡3DBr2水 0 5mL0 1mo1 L 1FeSO4溶液 摇匀 0 5mLCCl4 振荡 观察CCl4层的颜色变化 I2水的试管中 CCl4层无变化 仍为紫色 说明I2与Fe2 不反应Br2水的试管中 CCl4层变成无色 说明Br2与Fe2 发生氧化还原反应 Br2 Fe2 Br Fe3 由以上两实验说明 EBr2 Br EI2 I 二 浓度对电极电势的影响 1 在两只小烧杯中 分别注入ZnSO4 1mo1 L 1 和CuSO4 1mo1 L 1 在硫酸锌溶液中插入锌片 硫酸铜溶液中插入铜片组成两个电极 中间以盐桥相通 用导线将锌片和铜片分别与伏特计 或酸度计 的负极和正极相接 测量两极之间的电压 如图 原电池 负极 Zn Zn2 2e正极 Cu2 2e Cu根据奈斯特方程 E E 则有E E 实验 1 在盛有CuSO4溶液的烧杯中 浓NH3 H2O至出现深蓝色 观察电压变化 Cu2 OH Cu OH 2 蓝色生成深蓝的配离子 很稳定 从而使烧杯中Cu2 浓度降低 Cu2 减小 由方程可知 电压应变小 观察到伏特计表针向左偏转 实验 2 在盛有ZnSO4溶液的烧杯中 浓NH3 H2O 至白色沉淀全部溶解 观察电压变化 Zn2 OH Zn OH 2 白色无色由于生成的很稳定 烧杯中Zn2 浓度降低 Zn2 减小 据方程可知 E增大 伏特计指针向右偏转 2 设计浓差电池1mo1 L 1CuSO4作正极 回形针 阳极0 01mo1 l 1CuSO4作负极 回形针 阴极 酚酞阳极 4OH 2e 2H2O O2阴极 2H2O 2e H2 2OH 由电极反应知 阴极产生OH 从而阴极附近变成红色 三 浓度和酸度对电极电势影响 1 酸度的影响在三支盛0 5mL0 1mo1 L 1H2SO40 5mL0 1mo1 L 1Na2SO3试管中分别 0 5mL蒸馏水0 5mL6mo1 L 1NaOH混匀后 分别滴加2D0 01mo1 L 1KMnO4 观察颜色变化 a 酸性试管中得反应为 5SO3 2MnO4 6H 2Mn2 5SO42 3H2O颜色由紫红色 肉色 无色 MnO4 Mn2 b 中性试管中的反应为 3SO3 2MnO4 H2O 2MnO2 3SO42 2OH MnO4 MnO2紫红色 棕色沉淀C 碱性试管中的反应为 5SO3 2MnO4 2OH 2MnO42 SO42 H2O2MnO4 MnO42 紫红色 绿色 2 0 5mL0 1mo1 L 1KI 2D0 1mo1 L 1KIO3 5D淀粉a 加3D1mo1 L 1H2SO4 5I IO3 6H 3I2 3H2OI 被氧化成 I2IO3 被还原成I I2使淀粉变蓝色 故溶液变成蓝色 b 加3D6mo1 L 1NaOH 3I2 6OH 5I IO3 3H2OI2氧化成 IO3 I2被氧化成 I I2发生反应 故试管中溶液又变成无色 由以上反应可知 酸度对氧化还原反应有影响 2 浓度的影响 1 0 5mL0 1mo1 L 1Fe2 SO4 3 0 5mL水 0 5mLCCl4 0 5mL0 1mo1 L 1KI 振荡 Fe3 I Fe2 I2CCl4层变成紫红色 2 0 5mL0 1mo1 L 1Fe2 SO4 3 0 5mL1mo1 L 1FeSO4 0 5mLCCl4 0 5mL0 1mo1 L 1KI 振荡 Fe3 I Fe2 I2由于加入Fe2 使氧化还原平衡向左移动 生成的I2减少 CCl4层变成浅红色 1 2 相比 CCl4层的颜色由深 浅 3 0 5mL0 1mo1 L 1Fe2 SO4 3 0 5mL水 0 5mLCCl4 0 5mL0 1mo1 L 1KI 1 2药匙NH4F 振荡 由于Fe3 F FeF6 3 生成的 FeF6 3 配离子十分稳定 溶液中Fe3 浓度降低 使氧化还原平衡向左移动 I2减少 CCl4层颜色变浅甚至变成无色 结论 反应物 生成物的浓度影响氧化还原平衡的移动 四 酸度对氧化还原反应速率的影响 A 0 5mL0 1mo1 l 1KBr 0 5ml1mo1 l 1H2SO4 2D0 01mo1 l 1KMnO4B 0 5ml0 1mo1 l 1KBr 0 5ml6mo1 l 1HAc 2D0 01mo1 l 1KMnO410Br 2MnO4 16H 5Br2 2Mn2 8H2OH2SO4是强酸 完全电离 溶液中H 浓度大 反应速度快 MnO4 2Mn2 速度快 因此紫红色褪去快 HAc是弱酸 不完全电离 溶液中H 浓度小 反应速度慢 因此加HAc的溶液比起加H2SO4的溶液颜色褪去慢 五 氧化数居中物质的氧化还原性 1 0 5mL0 1mo1 L 1KI 3D1mo1 L 1H2SO4 2D3 H2O2 观察颜色变化 H2O2 2I 2H I2 2H2OO的价态由 1价 2价 I I2 由无色 黄色 其中 H2O2作氧化剂 2 2D0 01mo1 L 1KMnO