无机化学第8章氧化还原反应与电化学

1、第第 8 章章 氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学第第8章章 氧化还原反应氧化还原反应8.1 基本概念基本概念8.2 原电池与电极电势原电池与电极电势8.3 氧化还原反应的方向和限度氧化还原反应的方向和限度8.4 电极电势的应用电极电势的应用 氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。实验室制氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。实验室制取氧气的反应，工业上生产硝酸过程中涉及的几个反应都取氧气的反应，工业上生产硝酸过程中涉及的几个反应都是氧化还原反应。是氧化还原反应。4 NH3 5 O2 4 NO 6 H2O2 NO O2 2 NO23 NO2 H2O 2 HNO3 NO8.1 基本概念基本

2、概念氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应：有电子得失（或电子偏移）的反应。氧化还原反应：有电子得失（或电子偏移）的反应。 氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原产物还原产物 氧化产物氧化产物化合价降低，还原反应化合价降低，还原反应化合价升高，氧化反应化合价升高，氧化反应 氧化数：氧化数：是指某元素的一个原子的荷电数，是指某元素的一个原子的荷电数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。负性更大的原子而求得的。 ) s (Cu)aq( Zn ) s (Zn)aq(Cu22得失电子得失电子+）g（2HCl ）g（Cl）g(H22电子偏移

3、电子偏移+8.1.1元素的氧化数元素的氧化数 确定氧化数的规则： 单质中，元素的氧化数为零。单质中，元素的氧化数为零。 在单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所在单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数带的电荷数 。 在大多数化合物中，氢的氧化数为在大多数化合物中，氢的氧化数为 +1+1；只有在；只有在金属氢化物中氢的氧化数为金属氢化物中氢的氧化数为 -1-1。通常，氧在化合物中的氧化数为通常，氧在化合物中的氧化数为-2-2；但是在过氧；但是在过氧化物中，氧的氧化值为化物中，氧的氧化值为-1-1，在氟的氧化物中，如，在氟的氧化物中，如OFOF2 2 和和O O2 2F F2 2中，氧的

4、氧化数分别为中，氧的氧化数分别为+2+2和和+1+1。例：7 I O IH 65+的氧化数为中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。38Fe OFe 43+的氧化数为2.5 S O S 264+的氧化数为2S O S 232+的氧化数为化合价：氧化还原反应中得失电子数，只能为整数。化合价：氧化还原反应中得失电子数，只能为整数。氧化数：得失电子或平均化合价。可以为整数或分数。氧化数：得失电子或平均化合价。可以为整数或分数。CrOOOOO例如：例如： CrO5 中中 Cr 的氧化数为正的氧化数为正 10 ，但是从右图，但是从右图所示的结构式中，可以看出

5、所示的结构式中，可以看出 Cr 的化合价为正的化合价为正 6。这是。这是 Cr 的最高价态，等于其所在的族数。的最高价态，等于其所在的族数。配平原则配平原则： 电荷守恒电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 质量守恒质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。8.1.3氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平 配平步骤：配平步骤： 用离子式写出主要反应物和产物用离子式写出主要反应物和产物( (气体、纯液气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式体、固体和弱电解质则写分子式) )。 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。应。 分别配平两个半反应方

6、程式，等号两边的各种分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。元素的原子总数各自相等且电荷数相等。例1：配平反应方程式)aq(SOK)aq(MnSO )aq(SOK)aq(KMnO424酸性溶液中324+ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改为分子方

7、程式。方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。+)42+=+10e10H5SO O5H5SO223+=+O8H2Mn10e16H2MnO224+=+O4HMn5e8HMnO224+=+2e2HSOOHSO242232+5得O3HSOK6MnSO22424+=O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234+=+MnSOSOMnO 2242343H SOSO5K2KMnO4324+2酸性介质： 多n个O+2n个H+，另一边 +n个H2O碱性介质： 多n个O+n个H2O，另一边 +2n个OH-小结：8.2 原电池与电极电势原电池与电极电势8.2.1原电池原电池1. 原电池：将化学能转变成电能的

8、装置称为原电池。原电池：将化学能转变成电能的装置称为原电池。 铜锌原电池示意图铜锌原电池示意图负极负极 Zn Zn 2 2 e 正极正极 Cu 2 2 e Cu电池反应：电池反应：Zn Cu 2 Cu Zn 2 将饱和的将饱和的 KCl 溶液灌入溶液灌入 U 形管中，用琼胶封口，倒形管中，用琼胶封口，倒架在两池中。由于架在两池中。由于 K 和和 Cl 的定向移动，使两池中的定向移动，使两池中过剩的正负电荷得到平衡，恢复电中性。于是两个半电池过剩的正负电荷得到平衡，恢复电中性。于是两个半电池反应乃至电池反应得以继续，电流得以维持。反应乃至电池反应得以继续，电流得以维持。 2. 盐桥盐桥 3. 电

9、池符号电池符号例如例如 Cu Zn 电池符号电池符号( ) Zn Zn 2( 1 moldm 3 ) Cu 2( 1 moldm 3 ) Cu () 左边负极，右边正极；两边的左边负极，右边正极；两边的 Cu，Zn 表示极板材表示极板材料；离子的浓度，气体的分压要在料；离子的浓度，气体的分压要在 （ ） 内标明。内标明。 代表两相的界面；代表两相的界面；代表盐桥。盐桥连接着不同电解质的代表盐桥。盐桥连接着不同电解质的溶液或不同浓度的同种电解质的溶液。溶液或不同浓度的同种电解质的溶液。8.2.2 电极电势和电动势电极电势和电动势 1. 电极电势电极电势 CuZn 电池中，为什么电子从锌片流向铜片

10、？为什电池中，为什么电子从锌片流向铜片？为什么么 Cu 为正极，为正极，Zn 为负极？或者说为什么铜片的电势比为负极？或者说为什么铜片的电势比锌片的高？这是我们首先要回答的问题。锌片的高？这是我们首先要回答的问题。图图 72 锌电极的双电层锌电极的双电层图图 73 铜电极的双电层铜电极的双电层2 原电池的电动势原电池的电动势 电极电势电极电势 E 表示电极中极板与溶液之间的电势差。表示电极中极板与溶液之间的电势差。当盐桥将两个电极的溶液连通时，认为两溶液之间的电势当盐桥将两个电极的溶液连通时，认为两溶液之间的电势差被消除，则两电极的电极电势之差即原电池的电动势。差被消除，则两电极的电极电势之差

11、即原电池的电动势。用用 E池池 表示电动势，则有表示电动势，则有E池池 E E标准状态时电池的标准电动势有标准状态时电池的标准电动势有E池池 E E例如：例如：() Zn Zn2( 1 moldm3 )Cu2(1 moldm3) Cu() E池池 E E 0.34 ( 0.76 ) 1.10 V +2H /HV化学上规定 0 E3. 标准氢电极标准氢电极:涂满铂黑铂丝作为极板，插入到涂满铂黑铂丝作为极板，插入到H(1 moldm 3 ) 溶液中，并向其中通入溶液中，并向其中通入H2 ( 1.013 10 5 Pa ) .标准氢电极示意图标准氢电极示意图氢电极的半反应为氢电极的半反应为2 H 2

12、 e H2符号符号 Pt| H2( p ) | H (c ) 0.34 V 0 V 0.34 V +=22H/HCu/CuEEE池例如：标准氢电极与标准铜电极组成的原电池。例如：标准氢电极与标准铜电极组成的原电池。() Pt|H2 ( p ) | H (1 moldm 3 )Cu 2 ( 1 moldm 3 )|Cu () 测得该电池的电动势测得该电池的电动势 E池池 0.34 V， 由公式由公式 E池池 E E 得得 E E池池 E 4. 其它类型的电其它类型的电极极电电 极极 类类 型型电电 对对电电 极极MeMen+电极电极Zn2+/ZnZn Zn2+ AAn-电电 极极 Cl2/Cl-

13、Cl-，Cl2 Pt氧化还原电极氧化还原电极Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+ PtMe难溶盐电极难溶盐电极AgCl/AgAg AgCl, Cl- 饱和甘汞电极饱和甘汞电极甘汞电极：实际测量非常重要的一种电极，标准氢甘汞电极：实际测量非常重要的一种电极，标准氢电极使用不多，原因是氢气不易纯化，压强不易控制，铂电极使用不多，原因是氢气不易纯化，压强不易控制，铂黑容易中毒。黑容易中毒。电极反应电极反应 Hg2Cl22e2Hg 2Cl符号符号 Pt | Hg | Hg2Cl2 | KCl 标准电极电势标准电极电势 E 0.268 V 饱和甘汞电极电势饱和甘汞电极电势 E 0.2415 V 5. 标

14、准电极电势表标准电极电势表 在电极反应中，左侧是氧化数高的物质，称为氧化在电极反应中，左侧是氧化数高的物质，称为氧化型型 ；右侧是氧化数低的物质，称为还原型；右侧是氧化数低的物质，称为还原型 。在电对中只写出氧化数有变化的物质，如在电对中只写出氧化数有变化的物质，如Cr2 O7 2/Cr 3Cr2 O7 2 14 H 6e 2 Cr 3 7 H2 O+3272Cr/OCrE 1.23 V电极反应的通式电极反应的通式 氧化型氧化型 z e 还原型还原型按照按照 E 值增大的顺序列表即值增大的顺序列表即标准电极电势表。标准电极电势表。 电极电势表说明：电极电势表说明：(1) 电极电势高，其氧化型的

15、氧化能力强；电极电势低其电极电势高，其氧化型的氧化能力强；电极电势低其还原型的还原能力强。还原型的还原能力强。(2) 标准电极电势表是酸介质中的表。标准电极电势表是酸介质中的表。(3)碱介质中另有一张标准电极电势表。例如碱介质中另有一张标准电极电势表。例如 2 H2O 2 e H2 2 OH E 0.83 V Cu( OH )2 2 e Cu 2 OH E 0.22 V4 影响电极电势的因素影响电极电势的因素1. 电动势的电动势的 Nernst 方程方程对于对于a A b B c C d D 有化学反应等温式有化学反应等温式badcBADClg303. 2zFRTEE= 换底，得换底，得bad

16、cmrmrBADClnRTGG+= 将将 和和 代入式代入式 中中zEFG=mrFzEG=mr 298 K 时时QzEElgV059.0=badcBADClgV059.0zEE= 2 电极电势的电极电势的 Nernst 方程方程 对于电池反应对于电池反应 a A b B c C d D 正极正极 a A c C A：氧化型：氧化型 C：还原型：还原型 负极负极 d D b B D：氧化型：氧化型 B：还原型：还原型298K，能斯特方程为，能斯特方程为lgV059. 0还原型氧化型zEE+=Nernst 方程反映了电极电势与浓度、温度的关系。方程反映了电极电势与浓度、温度的关系。2 303.氧化

17、型lg还原型RTEEzF=+能斯特方程为：能斯特方程为：例如例如 298 K 时，写出下列反应的时，写出下列反应的 Nernst 方程方程 。 2314272CrHOCrlg6V059. 0+= EE2+20 059H2.lgHVEEp=+2 H 2e H2Cr2 O7 2 14 H 6e 2 Cr 3 7 H2 O )()(cc，氧化型还原型)(c，还原型)( c，氧化型2.影响电极电势的因素 e 还原型氧化型电极反应：n+)()(lg3032氧化型还原型ccnFRT.EE=)()(lg3032还原型氧化型ccnFRT.EE+=或E则： 氧化型或还原型的浓度或分压 介质的酸碱性 例例 73

18、标准氢电极的电极反应为标准氢电极的电极反应为 2H 2e H2 E 0 V 若若 H2 的分压保持不变，的分压保持不变，将溶液换成将溶液换成 1.0 moldm 3 HAc ，求其电极电势，求其电极电势 E 的值。的值。2+20059H2.lgHEEp=+ 解：解： +5H1 8101 0.aK c=5108 . 1lg2V059. 0+= EE 代入代入 Nernst 方程方程 求得求得 E 0.14 V 。 例例 计算下面原电池的电动势计算下面原电池的电动势 （）（） Pt | H2 ( p ) | H (10 3 moldm 3 ) H (10 2 moldm 3 ) | H2 ( p

19、) | Pt ( ) 解：解： 正极和负极的电极反应均为正极和负极的电极反应均为 2 H 2e H2 由公式由公式 得得 2+ 20 059H2.lgHEEp=+ 所以电动势可以由下式算出所以电动势可以由下式算出 2230 059100 059V210池.lg().EEE+=22)10lg(2V059. 0+= EE23)10lg(2V059. 0+= EE，+Ag1L1.0mol)Cl(=cAg沉淀的生成对电极电势的影响( )108 . 1)AgCl( ?Ag)/(AgCl ?Ag)/(Ag Lmol0 . 1)Cl( s AgClNaCl AgAgV799. 0Ag)/(Ag 10sp1+

20、=KEEcE并求时，当会产生加入电池中组成的半和，若在已知例：0.222V=108 . 1lgV0592. 00.799V10+=)Ag/Ag(+E)aq(Cl)aq(Ag (s) AgCl+解：Ag(s) e)aq(Ag+(AgCl)Cl( )Ag(sp=+Kcc(AgCl)Ag( , Lmol0 . 1)Cl(sp1=+时若Kcc)Ag( lgV0592. 0)Ag/Ag( +=+cEAgCl)(lgV0592. 0)Ag/Ag(sp+=+KEV222. 0=+)/AgAg(= E)aq(ClAg(s)eAgCl(s)+1=+AgCl)()Ag( , Lmol0 . 1)Cl(sp时当Kc

21、c) /AgAgCl(E+AgCl)(lgV0592. 0)/AgAg(sp+=KEAgI AgBr AgCl减小 spK(AgI/Ag) (AgBr/Ag) (AgCl/Ag)EEE小结：氧化型形成沉淀 ，E;还原型形成沉淀 ，E。)Ag/Ag( /Ag)S(Ag2+ EE 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者 的相对大小。若 (氧化型) (还原型)，则 E；反之，则 E。KspKspKsp?)/CuCu(L1.0mol)Cu(NH(21243=+时，Ec,L1.0mol)NH( 中，加入氨 池 13=水，当cCu氨水+2Cu12433Lmol0 . 1)Cu(NH()NH(+=cc 配合物的生

22、成对电极电势的影响，0.3394V)/CuCu(2=+：已知例E 电 半 Cu/Cu 。在1030. 2)Cu(NH(212243f=+K?)Cu/)Cu(NH( 243=+并求 E解：时 Lmol01)Cu(NH()NH(12433+=当.c c)aq()Cu(NH )aq(4NH)aq(Cu24332+2+)NH()Cu()Cu(NH(f43243+= Kccc )Cu(NH(1)Cu(243f2+=Kc0.0265V=1030. 21lg2V0592. 00.3394V12+=)Cu /Cu(2+E)Cu(lg2V0592. 0)Cu /Cu( 22+=+cE) s (Cu 2e)aq(

23、Cu 2+)Cu(NH(1lg20592V. 0)Cu /Cu(243f2+=+KE思考：, Lmol0 . 1)Cu(NH()(NH 12433时当+=cc)aq(4NH) s (Cu 2e)aq()Cu(NH3243+V0265. 0/Cu)Cu(Cu)/)(Cu(NH2243+= EECu)/)(Cu(NH 243即+E/Cu)Cu( Cu)/)(Cu(NH2243+ (还原型)，则E；反之，则 E。 K fK fK f)aq(4NHCuCl(s) 3+),/CuCu()CuCl()(Cu(NH2sp243f及，借助+EKK ) /CuCl)Cu(NH( 243？如何求得+E8.3氧化还

24、原反应的方向和限度氧化还原反应的方向和限度8.3.1电动势电动势 和电池反应和电池反应 的关系的关系 化学反应化学反应 Zn Cu2 Cu Zn 2 在烧杯在烧杯中进行时，虽有电子转移，但不产生电流，属于恒温恒压中进行时，虽有电子转移，但不产生电流，属于恒温恒压无非体积功的过程无非体积功的过程 。其自发进行的判据是。其自发进行的判据是EmGr r G W 非非 电功等于电量与电势差之积电功等于电量与电势差之积 ，即，即 W q E 。q nF ， 法拉第常数法拉第常数 F 96500 库仑库仑 / 摩尔摩尔 故电功故电功 W 可由下式表示可由下式表示 W n E F 一般认为电池反应的进行方式

25、是可逆的。故有一般认为电池反应的进行方式是可逆的。故有rGnEF= 当反应均为标准态时，当反应均为标准态时，E 即是即是 E ，故有故有rmGnE F= 8.3.2 E 和电池反应的和电池反应的 K 的关系的关系 由由 和和FzEGm=r=KlnTrRGm 得得=KRTElnFz=KFRTEZln=KFRTEZlg303.2=KEZlg059.0 故故 换底，得换底，得 298 K 时，公式可以写成时，公式可以写成 从而可以由从而可以由 E 求得氧化还原反应的平衡常数求得氧化还原反应的平衡常数 K ，以讨论反应进行的程度和限度。以讨论反应进行的程度和限度。 Zn Cu 2 Cu Zn 2 29

26、8 K 时的时的 K 。 解：将反应分解成两个半反应，从表中查出解：将反应分解成两个半反应，从表中查出E 。 Cu 2 2 e Cu E 0.34 V Zn 2 2 e Zn E 0.76 V 0.34 V ( 0.76 V ) 1.10 V+ EEE 池 由公式由公式 得得 0 059.lgnEK=0 059lg.nEKV=3737.3 2.010lg所 以 KK=例例 求反应求反应 AgCl Ag Cl 298 K 时的时的 K 解解 ： 关键是设计电池反应。关键是设计电池反应。 在反应式的两边引进物质在反应式的两边引进物质 Ag ， 方程式变成方程式变成AgCl Ag Ag Ag Cl

27、AgCl e Ag Cl E 0.222 V Ag e Ag E 0.800 V 0.222V 0.800V 0.578 V+ EEE池 所以所以 K 1.58 10 10059.0578.0V059.0lg=EKZ9.808.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱判断氧化剂、还原剂的相对强弱E 小的电对对应的还原型物质还原性强；E 大的电对对应的氧化型物质氧化性强。 8.4 电极电势的应用电极电势的应用8.4.2 判断氧化还原反应进行的方向判断氧化还原反应进行的方向反应自发进行的条件为rGm0因为 rGm = nFEMF 即： EMF 0 反应正向自发进行；反应正向自发进行； EMF 0 反应

28、逆向自发进行。反应逆向自发进行。 lgV05920 MFMFQn.EE=例：判断在酸性溶液中H2O2与Fe2+混合时，能否发生氧化还原反应？若能反应，写出反应方程式。0 V994. 0 0.769V1.763V=Fe OH222+发生的反应：与解：)aq(OH 2e)aq(2H)g(O222+V6945. 0=E) l (O2H 2e)aq(2H)aq(OH222+V763. 1=E)aq(Fe e)aq(Fe23+=E 0.769V +) s (Fe 2e)aq(Fe2+ 0.4089V =E ) l (O2H)aq(Fe2)aq(2H )aq(Fe2)aq(OH23222+)Fe/Fe(

29、)OH/OH(23222MF=+EEE进行？ 时的标准态下能否向右25 在 ？ )g(Cl 取 制 HCl 浓 能用 实验室中为 )2(2什么 ) 1 ( 试判断反应：例0 0.131V1.360V1.2293V=12121lg2V0592. 00.131V 24=)aq(2Cl)aq(4H) s (MnO2+方法二：) l (O2H)g(Cl)aq(Mn 222+/ )Cl(/ )H(/ )Mn (/ )Cl(lg2V0592. 0 2422MFMF=+ccccccppEE0 0.06V 1.30V1.36V=)/ClCl()/MnMnO(222MF=+EEE8.4.3 确定氧化还原反应进行

30、的限度确定氧化还原反应进行的限度, 时K15.298T =或lg2.303mrKRTG=MFmrZFEG=lg2.303MF因为KRTZFE=lg3032MFKZFRT.E=V0257. 0lnMFZEK=V0592. 0lgMFnEK= 2.107V=)V955 . 0(512V. 1=4224)aq(6H)aq(OC5H)aq(2MnO+解：例：求反应222) l (O8H)aq(2Mn)g(10CO +的平衡常数 。K422224MF)OCH/CO()Mn/MnO( =+EEEMF563 0.0592V2.107V10 0.0592V lg=nEK35610=K试求AgCl的溶度积常数。

31、 解：设计一个原电池：例：已知298K时下列电极反应的E 值： 0.7991V=E0.2222V=EAg(s) e)aq(Ag+)aq(ClAg(s) e(s) AgCl+ Ag(s) e)aq(Ag+ )aq(ClAg(s) e(s) AgCl+(s) AgCl )aq(Cl)aq(Ag+1spKK= g(s)A)L1.0mol(gA)L1.0mol(Cl AgCl(s) g(s)A11+0.5769V = 0.222V0.7991V =MF)Ag/AgCl()Ag/Ag( =+EEEMF0.0592V lg=ZEKMFsp7449. 90.0592V0.5769V 0.0592V lg-=

32、ZEK10-sp101.80 =K 经常以经常以 pH 0 和和 pH 14 两种条件作图，横线两种条件作图，横线上的上的 E 值分别表示值分别表示 和和 。8.5 元素电势图及应用元素电势图及应用 在特定的在特定的 pH 条件下，将元素各种氧化数的存在形条件下，将元素各种氧化数的存在形式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行。用线段将各种式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行。用线段将各种氧化态连接起来，在线段上写出其两端的氧化态所组成的氧化态连接起来，在线段上写出其两端的氧化态所组成的电对的电对的 E 值。便得到该值。便得到该 pH 值下该元素的值下该元素的元素电势图。元素电势图。BEAE 下面

33、是溴的元素电势图下面是溴的元素电势图 BrO4 BrO3 HBrO Br2 Br + 1.761.49 1.59 1.07V/AE BrO4 BrO3 BrO Br2 Br V/BE 0.52_+1.07+0.930.54+0.45 1 酸性的强弱酸性的强弱 而次溴酸则是弱酸，因为在酸性条件下它以分子态而次溴酸则是弱酸，因为在酸性条件下它以分子态 HBrO 存在，并不发生电离。存在，并不发生电离。 从元素电势图上，可以看出一些酸的强弱，以及非强从元素电势图上，可以看出一些酸的强弱，以及非强酸在给定的酸在给定的 pH 条件下的电离方式。条件下的电离方式。 从上面溴元素的酸式图上看出，在强酸介质中

34、，高溴从上面溴元素的酸式图上看出，在强酸介质中，高溴酸的存在形式为酸的存在形式为 BrO4 ，完全电离。故高溴酸是强酸。，完全电离。故高溴酸是强酸。同理，溴酸和氢溴酸也是强酸。因为在酸中它们的存在形同理，溴酸和氢溴酸也是强酸。因为在酸中它们的存在形式分别为式分别为 BrO3 和和 Br。 从下面碘元素电势图中，可以判断高碘酸不是强酸，从下面碘元素电势图中，可以判断高碘酸不是强酸，因为它在酸介质中以分子态因为它在酸介质中以分子态 H5IO6 存在，不发生电离。存在，不发生电离。 H5IO6 IO3 HIO I2 I H3IO62 IO3 IO I2 I 1.70 1.14 1.45 0.54 0

35、.70 0.14 0.45 0.54 V/AEV/BE 从碘元素的碱式图中，可以进一步看出在从碘元素的碱式图中，可以进一步看出在 pH 14 的条件下，将电离出两个氢离子，以的条件下，将电离出两个氢离子，以 H3IO62 形式存在。形式存在。 2 计算电对的电极电势计算电对的电极电势例如，下图是酸性体系中碘元素电势图的一部分：例如，下图是酸性体系中碘元素电势图的一部分： 1.14 V 1.45 V IO3 HIO I2 可以从图中直接得到可以从图中直接得到 IO3/ HIO 和和 HIO / I2 两个两个已知电对的电极电势。现在的问题是，如何求得不相邻的已知电对的电极电势。现在的问题是，如何

36、求得不相邻的 IO3 和和 I2 组成的未知电对的电极电势。组成的未知电对的电极电势。 写出两个已知电对和一个未知电对的电极反应写出两个已知电对和一个未知电对的电极反应 ( 1 ) IO3 5 H 4 e HIO2 H2 O E 11.14 V ( 2 ) HIO H e 1 /2 I2 H2 O E 2 1.45 V( 3 ) IO3 6 H 5e 1 /2 I2 3 H2 O E 3 ? 由于反应由于反应 （ 3 ） （ 1 ） （ 2 ） ， 故有故有)2()1 ()3(mrmrmr+=GGGFzEGmr=V20. 1V545. 1114. 1454)()4(5213213=+=+=+=

37、EEEFEFEFE A B C 结论：对于电势图中一般的三种氧化态结论：对于电势图中一般的三种氧化态 A ，B ，CE 1 E 2E 3z1 e z2 e z3 ( z1 z2 ) e 有关系式有关系式2122113zzEzEzE+=n21nn2211zzzEzEzEzE+= 对于若干相关电对，则应有对于若干相关电对，则应有 I2 2 e 2 I E 0.54 V I2 e I E 0.54 V 不论电极反应的化学计量数是怎样的倍数关系，其电不论电极反应的化学计量数是怎样的倍数关系，其电极电势极电势 E 的值是不变的。但是上面两个电极反应的的值是不变的。但是上面两个电极反应的 是不同的，且具有一定的倍数关系。是不同的，且具有一定的倍数关系。mrG 这种倍数关系可由公式这种倍数关系可由公式 中的中的 z 值来值来确定。确定。FzEG=mr 3 判断某种氧化