实验十二氧化还原反应与电极电势

1、实验十二 氧化还原反应与电极电势【目的要求】1 掌握根据电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱，判断氧化还原反应进行的方向。2掌握浓度、酸度对电极电势的影响。3通过实验加深对氧化还原反应可逆性的理解。【基本原理】氧化还原反应的实质是电子转移，物质在溶液中得失电子的能力与氧化还原电对的电极电势有关。电极电势越大，氧化型物质的氧化能力越强，还原型物质的还原能力越弱，反之亦然。因此，根据电极电势的相对大小，可以判断电对中氧化型物质或还原型物质的氧化能力或还原能力的相对强弱，也可以判断氧化还原反应进行的方向。电极电势的大小与物质的本性有关。温度、浓度、介质酸度等条件均可导致电极电势的变化。当温度一定时（

2、T为298.15K），浓度与电极电势之间的关系可采用能斯特（Nernst）方程式表示： 介质的酸碱性与某些氧化还原过程有密切关系。【仪器和药品】酸度计，锌片，铜片，碳棒，盐桥，0.1mol·L-1KI， 0.1mol·L-1FeCl3， 0.1mol·L-1KBr， CCl4，0.1mol·L-1FeSO4， 0.1mol·L-1KSCN， 0.5mol·L-1 CuSO4， 0.5mol·L-1 ZnSO4， 3mol·L-1H2SO4，6mol·L-1HAc，0.01mol·L-1KMnO4

3、，0.1mol·L-1Fe(NH4)2(SO4)2，0.1mol·L-1Na3AsO3， 0.1mol·L-1Na3AsO4，0.01mol·L-1I2，10mol·L-1NaOH，3mol·L-1NH4F，溴水，碘液，浓氨水，浓盐酸。【实验步骤】1定性比较电极电势的高低（1）在试管中加入10滴0.1mol·L-1KI溶液和2滴0.1mol·L-1 FeCl3溶液，摇匀后加入0.5mlCCl4，充分振荡，观察CCl4颜色有何变化？用0.1mol·L-1KBr代替KI溶液进行同样的实验，记录现象，判断反应能

4、否发生。（2）在试管中加入10滴0.1mol·L-1FeSO4和数滴溴水，振荡后滴加0.1mol·L-1KSCN观察现象并解释之。用碘液代替溴水进行同样实验，判断反应能否发生。根据上述实验结果，定性比较、和三者的相对高低，并指出最强氧化剂、最强还原剂，说明电极电势与氧化还原反应的关系。1 浓度、酸度对电极电势的影响（1）在两只50ml烧杯中，分别加入30ml0.5mol·L-1CuSO4溶液和30ml0.5mol·L-1ZnSO4溶液，向ZnSO4溶液中插入锌片，CuSO4溶液中插入铜片组成两个电极，通过电线把铜片和锌片分别与酸度计的正、负极相联接，插入

5、盐桥沟通两溶液并测量两电极间的电势差。然后，向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至沉淀完全溶解，观察电池两电极的电势差变化。再向ZnSO4溶液中加入浓氨水至沉淀完全溶解，同样，观察电池电极间的电势差变化，并记录。(2) 在两个各盛有10滴0.1mol·L-1KBr溶液的试管中，分别加入0.5ml 3mol·L-1H2SO4和0.5ml 6mol·L-1HAc，然后向两试管中分别加入2滴0.01mol·L-1KMnO4，观察酸度对其电极电势的影响。2 浓度、酸度对氧化还原反应方向的影响(1) 在试管中加入1ml0.1mol·L-1Fe(NH4)2(S

6、O4)2， 1ml 0.1mol·L-1KI和0.5ml CCl4溶液，摇匀后观察CCl4层的颜色，然后加入3ml 3mol·L-1NH4F溶液，充分振荡，观察CCl4层颜色变化并解释之。（2） 取两只50ml小烧杯，在一烧杯中加入20ml 0.1mol·L-1Na3AsO4和20ml 0.1mol·L-1Na3AsO3，在另一烧杯中加入0.1mol·L-1KI 20ml和0.01mol·L-1I2液20ml。每一烧杯中各插入一根碳棒，以盐桥联接两溶液，用导线将两电极分别与酸度计的正负极相连。在前一烧杯中逐滴加入浓盐酸，观察指针移动方向，再向该溶液中滴加10mol·L-1NaOH，观察电流方向的改变。【问题讨论】通过实验总结出影响电极电势的因素。【附注】盐桥的制法：称取1