海南大学学生实验报告

1、海南大学学生实验报告实验课程：无机化学实验B学院：材料与化工学院班级：材料科学与工程理科实验班姓名：袁丹学号：20日期：实验名称：氧化还原平衡与电化学实验目的1、 理解电极电势与氧化还原反应的关系。2、 掌握介质酸碱性、浓度对电极电势及氧化还原反应的影响。3、 了解还原性和氧化性的相对性。4、 了解原电池的组成及工作原理，学习原电池电动势的测量方法。二、实验原理氧化还原反应的实质是反应物之间发生了电子转移或偏移。氧化剂在反应中得到电子被还原，元素的氧化值减小；还原剂在反应中失去电子被氧化，元素的与氧化值增大。物质氧化还原能力的大小可以根据对应的电极电势的大小来判断。电极电势越大，电对中氧化型的

2、氧化能力越强；电极电势越小，电对中还原型的还原能力越强。根据电极电势的大小可以判断氧化还原反应的方向。当氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时，即加二E（氧化剂）-E（还原剂）0时，反应自发向正向进行。由电极的能斯特方程式可以看出浓度对氧化还原反应的电极电势eS0592C（氧化型）匕+1g”还原型）溶液的pH也会影响某些电对的电极电势或氧化还原反应的方向。介质的酸碱性也会影响某些氧化还原反应的产物，如MnO在酸性、中性、碱性介质中的还原产物分别为Mn2+MnO2口MnO/。一种元素(如。由多种氧化态时，氧化态居中的物质(如H2O2一般既可作为还原剂，又可作为氧化剂。三、仪器与试剂仪器：

3、试管、烧杯。试剂:CuSO4L-1),KI(L-1),CC14,KMnO4L-1),H2SO(2molL-1),NaOH6mol/L),Na2SO3L),KIO3(L),NaOH(2mol/L),FeCl3(L),KBrL),SnCl2(L),KSCNL),H2O23%,ZnSO41mol/L),CuSO41mol/L)。四、实验步骤1、浓度对氧化还原反应的影响取1支试管，加入10滴LCuSO4容液，10滴LKI溶液，观察现象。再加入10滴CCl4,充分振摇，观察CCl4层颜色，记录现象并写出反应方程式。反应试剂图片LCuSO4容液(浅蓝色)LKI溶液(无色)CCl4(无色)LCuSO4溶液与

4、-LKI溶液混合现象：反应生成棕黄色沉淀反应方程式：2CuSO+4KI=2CuIJ+I2+2Kg。现象解释：|工二的还原性大于Q叵的还原性，因此发生氧化还原反应生或亮I和为白色沉淀，吸附L呈现棕黄色。再加入10滴CC14,充分振摇，现象：溶液分层，上层为橙黄色，下层为紫红色且有白色沉淀。如图所示解释：碘单质在四氯化碳中呈紫色2、介质酸碱性对氧化还原反应的影响（1）对产物的影响取3支试管，分别加入2滴LKMnO溶液。在第一支中加入3滴2mol/LH2SO溶液，第二支中加入6滴蒸储水，第三支中加入6滴6mol/LNaOH液，然后分别向三支试管中逐滴滴加LNazSO溶液，振摇并观察三支试管中的现象。

5、反应试剂：LKMnO溶液（紫红色）2mol/LH2SO溶液（无色）蒸储水（无色）6mol/LNaOH溶液（无色）LNazSO溶液反应现象，原理及方程式2mol/LH2SO溶液与LKMnO溶液混合，后力口入LNazS。溶液现象：紫红色褪去，溶液变为无色。反应方程式：2KMn45NS。+3H2SQ=K2S。+2MnSQ+5NaS。+3H2。解释：高镒酸钾的氧化性大于,且2）的还原性大于北巳,在酸性条件下发生氧化还原反应，使高镒酸钾变成硫酸镒，颜色褪去。LKMnQ溶液与蒸储水混合，再加入NaS。溶液。现象：溶液由紫红色变为黄色，且有黑色沉淀生成。反应方程式：2KMnO+3Na2S。+Ha=38。+2

6、KOH+2MnQJ解释：在中性条件下，其反应生成Mn。,为黑色沉淀LKMnQ溶液与6mol/LNaOH溶液混合，再力口入NaS。溶液现象：溶液由紫红色变为墨绿色。反应方程式:2KMnQ+Na2S。+2NaOH=N2S。+CMn。+Na2MnG+H2。解释：在碱性条件下，高镒酸钾和硫酸钠反应，高镒酸钾为氧化剂，硫酸钠为还原剂。牛成镒酸钾溶液呈墨绿综上所述：溶液的酸碱度对生成的产物有巨大影响。（2）对反应方向的影响取1支试管，加入10滴LKI溶液和23滴LKI03溶液，混匀后观察现象。再加入几滴2mol/LH2S。溶液，观察现象。在逐滴滴加2mol/LNaOHS液使溶液呈碱性，观察现象。解释上述现

7、象，并写出反应方程式。反应试剂LKI溶液（无色）LKI。3溶液（无色）2mol/LH2SO溶液（无色）2mol/LNaOH溶液（无色）LKI溶液和LKIO3溶液，混匀后。现象：无明显变化，溶液无色加入2mol/LH2SO溶液现象：溶液有无色变为棕黄色，且有棕色沉淀生成。方程式：5KI+KIO3+3H2SC4=33O+3I2+3K2SO解释：!二和10鼻发生在酸性条件下发生归中反应生成,碘微溶与水，其水溶液呈棕黄色。加2mol/LNaOH溶液现象：沉淀溶解，溶液变为淡黄色。化学方程式：312+6NaOH=5NaI+Na0+3H2O解释：12在碱性条件下发生歧化反应生成1二和I。|,因此沉淀溶解。

8、3、利用电极电势判断氧化还原反应的方向取1支试管，加入10滴LKI溶液和2滴LFeCl3溶液，摇匀后,加入6滴CC14,充分振摇，观察CC14层颜色，记录现象并写出化学反应方程式。实验试剂LKI溶液（无色）LFeCl3溶液（黄色）CCl4溶液（无色）实验数据现象：溶液分层，下层为紫红色，卜层为橙红色。方程式：2FeC+2KI=2FeCl2+2KCl+I2解释：常见离子还原性顺序：/二5。丐二|汽,Br-Q-F-,J二的还原性大于器的还原性，反应可以发生。I3溶于CCk显紫色。以LKBr溶液代替LKI溶液进行同样的实验，观察CC14层颜色，记录现象并写下反应方程式。实验试剂LKBr溶液（无色）L

9、FeCl3溶液（黄色）CCL溶液（无色）实验数据现象：溶液分层，上层为淡黄色，下层为无色方程式：KBr不与FeCl3反应解释：还原产物0-1的还原性大于还原剂曳的还原性，故而不能反应。查出相应电对的电极电势的大小并比较，根据以上实验结果说明电极电势与氧化还原反应方向之间的关系。电极电势越大，电对中氧化剂的养化酢力越强；电极电势越小，电对中还原剂的还原能力越强。4、利用电极电势判断氧化还原反应进行的顺序取1支试管，加入10滴LFeCl3溶液和4滴LKMnO容液,摇匀后再逐滴滴加LSnCl2溶液，并不断振摇，至KMnO容液刚一褪色（SnCL溶液不能过量），加入1滴LKSCN液，观察现象。继续滴加L

10、SnCl2溶液，观察溶液颜色变化。查出相应电对的电极电势的大小并比较，解释实验现象，写出反应方程式。实验试剂LFeCl3（黄色）LKMnO溶液（紫红色）LSnCl2溶液（无色）LKSCN（无色）实验数据FeCl3溶液和KMn的液摇匀后再加入SnCl2溶液至KMnOt液刚一褪色，如图所示。现象：溶液由紫红色变为黄色化学方程式：钿口0+10cl二+22土=5+5+4+11O解释：电极电势越大，则氧化性越强。高镭酸钾的氧化件大于氯化铁的氧化性，故而还原剂SnCl2与先与高锦酸钾反应剩下氯化铁显黄色再加入KSCN液现象：溶液由黄色变为血红色方程式：Fe3+3SCN=Fe（SCN）解释：Fe3+和SCN

11、吉合形成血红色络合物再逐滴加入SnCL现象：血红色褪去，溶液变为无色方程式：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2解释：氯化铁具有较强的氧化性，氯化锡具有较强的还原性，Sn2+把Fe3+还原为Fe2+,溶液接近无色。五、思考题1、何种介质中KMnO4勺氧化性最强不同介质中它的还原性产物分别是什么答：在酸性条件下KMnO4氧化性最强。在酸性条件下还原产物为犷在中性条件下还原产物为在碱性条件下还原产物为|烟%。42、如何判断氧化还原反应的方向如何判断氧化剂和还原剂的强弱答：根据电极电势判断，电极电势越大，电对中的氧化型的氧化能力越强，还原型的还原能力越弱。电极电势越小，电对中的氧化型的氧化能力越弱，还原型的还原能力越强。3、将铜片插入盛有CuSO容液的烧杯中，银片插入盛有AgNO容液的烧杯中，若加氨水到CuSO溶液中，电池的电动势将如何变化若加氨水到AgNO