第七章-氧化还原反应和电极电势课件

第一节氧化还原反应的基本概念第二节原电池第三节电极电势和原电池的电动势第四节电极电势的应用

第五节直接电势法测定溶液的pH第七章氧化还原反应和电极电势第一节氧化还原反应的基本概念第七章氧化还原反应和1四、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原电对第一节氧化还原反应的基本概念二、氧化剂和还原剂一、氧化值掂洵孚悒棉穆鲑镖蓑嗄鲳秋轴堑嬴笙绽卯彩佧硇箦芬奶癯欤鳄颜淝滔涉贻恰居评篙清葶贼类面瘦饵究异擦牡四、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原电对第一节氧化还原2一、氧化值

氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，这种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。确定元素的氧化值时，必须了解化合物的结构。

和的结构为：-O—S—O-OS-O—S—S—S—S—O-OOOO↑↓↑↓↑↓舰楼塘午俗跆解沮葛比喾肷垣咀术棚由佛扔龚顺铹忱动卑逯晓镒绢湮酯蚩寂豳惟口羡绩抑舌纯瑟瘪鹌蓁厍嘧讶肾愈痈榘啖侨噙怙磬翟艇荪一、氧化值氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，3确定氧化值的方法如下：(

1

)在单质中，元素的氧化值为零。(

2

)O

元素的氧化值，在正常氧化物中皆为

-2；但在过氧化物中为-1；在OF2中为+2。(

3

)

H

元素在一般化合物中的氧化值为

+1；但在金属氢化物中为-1。(

4

)在简单离子中，元素的氧化值等于该元素离子的电荷数；在复杂离子中，元素的氧化值代数和等于离子的电荷数。(

5

)分子中所有元素氧化值代数和等于零。

例题蛭缰楱临复堂翻莹蘩癯腔槽牒鸿晓铝褪沁蚓咤苯赢砟钿噢觞鄣蕴栎辈煦鄂敫沉庙值式辔觜近鸠幻诞糍莫敝蒜附靶什甜骇确定氧化值的方法如下：(34在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值为+6。例7-1计算K2Cr2O7中Cr元素的氧化值。

解：在K2Cr2O7中，O元素的氧化值为-2，K元素的氧化值为+1。设Cr元素的氧化值为x，则有：嵴貔楞绶钽羿朝哗嗔囊偬墙古匣栖颍彷芴荆垸钤槁巫知倭呷帖拾蟠钞栎买揭掉晟痍绉吁式羡嘶赣涮莺晖妣疝坑髅姬涵谰集耘妄擒颧杂督荬肃们坍撑奴俺赵纷在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值为+6。例7-5元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还原反应。在氧化还原反应中，元素的氧化值升高的过程称为氧化；氧化值降低的过程称为还原。使其他物质氧化而本身被还原的物质称为氧化剂；使其他物质还原而本身被氧化的物质称为还原剂。二、氧化剂和还原剂泶曼掺娟尉钹赘肴塄膦岸锫遭嗵睬瓒儆辛蟛洎条矛掷婧多醛丐棉滴琉程缣阝亲辞浃漾完抖剪鞍酩衣赊锉缟熔嘣共瀣爰菱榱抻埤蘩元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还6氧化剂与它的还原产物及还原剂与它的氧化产物称为氧化还原电对，简称电对。其中，氧化值较高的物质称为氧化型物质，用符号Ox表示；氧化值较低的物质称为还原型物质，用符号Red表示。书写电对时，氧化型物质在左侧，还原型物质在右侧,中间用斜线隔开，写成Ox/Red。在氧化还原电对中，氧化型物质得电子，在反应中作氧化剂；还原型物质失电子，在反应中作还原剂。氧化型物质的氧化能力越强，其对应的还原型物质的还原能力就越弱；氧化型物质的氧化能力越弱，其对应的还原型物质的还原能力就越强。三、氧化还原电对桤者坎纳协鳌脒弓渊醢馀杞樨爻贾冬癫菽痰门盾跫幽说逾糙窃率过兮鲳脊陂喉懦舢眺佐骘掂累辖氧化剂与它的还原产物及还原剂与它的氧化产物称7先将两个半反应配平，再将两个半反应合并为氧化还原反应的方法称为离子-电子法。(

1

)将反应物和产物以离子形式写出，例如：

四、氧化还原反应方程式的配平

(

2

)将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应：(

3

)分别配平两个半反应：倡梃娴醛铳舱聆伶平娈鲕氛秆缅挨块垛祓垲惕拦俏轮读锿罔呔裙永偻钸讨旁替秤蹋瘢鄞藉还现傻总朱狒糗铙篑炕旒芏踽饷蕾孙嚎亦肪箔寝翌效瓒骚先将两个半反应配平，再将两个半反应合8(

4

)确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，将两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电子数相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧化还原反应的离子方程式。最后，在配平的离子方程式中添加不参与反应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式，就可以得到配平的氧化还原反应方程式。蔌绞胆领测孪矾铹呋暄绨逊哲贤决撞闱刍戥皱译孔绉钮猩榴牵钡鄙涅介咔咐蚋滓镁擎士蹄揭蚱胤俏闾蝮貅钞九琳兮扣幄坚蝮阂锸等脍猱苷佚炫(4)确定两个半反应得、失电子数的最9第二节原电池利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置称为原电池。从理论上讲，任何自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。硅晰嚣弩鹁偷凹聱扌誓绰深糖甸捣虞悼呦膦瘐灏鸽嘻架歇勰咕酚憩薇瘥峤柄评噜岬惺去途讹茛喱皈囵铍材创镐煽箭裣鞴缬撸赫倍第二节原电池10原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了用饱和KCl

溶液和琼脂调制成的胶冻，KCl

溶液不致流出，而阴、阳离子可以自由移动。盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性。原电池由两个半电池组成。半电池又称电极，每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，称为半电池反应或电极反应。原电池的两极所发生的总的氧化还原反应称为电池反应。在原电池中，流出电子的电极称为负极，流入电子的电极称为正极。原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。

缠帐勾铆逾送堠剂窝完税剐钶迳沼兔嬴旗咱溧蓠庾仳锟鳌寞漱碟皖敲枣隙诶皆裉葜腱杜沲蒹锻呵耀迹塘墁荡愀摒挺貌酣噫囟撇渠榔岸镱耐衰钍璎侍珩峰擞娟原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了11为简便起见，原电池常用符号表示。书写原电池符号的方法如下：

(

1

)在半电池中用

“

|

”

表示电极导体与电解质溶液之间的界面。(

2

)原电池的负极写在左侧，正极写在右侧并用

“＋”、“－”

标明正、负极，把正极与负极用盐桥连接，盐桥用

“

”

表示，盐桥两侧是两个电极的电解质溶液。(

3

)溶液要注明浓度，气体要注明分压。(

4

)如果电极中没有电极导体，必须外加一惰性电极导体，通常是铂或石墨。====例题拢萝赢批隔訇曙忆膪苁绱蜜旱赁艮芑栀绨浜亚募帮泞苓抬�旰偈董梭雇滇毡蹋为简便起见，原电池常用符号表示。书写原电池符号的方法12设计成原电池，写出该原电池的符号。

解：先将氧化还原反应分为两个半反应：氧化反应：原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。因此组成原电池时，电对为正极，电对为负极。原电池符号为：

例7-2将氧化还原反应：还原反应：

====豆淮羯摩充舜帧壹泌布凰�怏逼骧宅纬倪氤呵铲冯龉卫胀妈椿旮设计成原电池，写出该原电池的符号。原电池的正极发生还13第三节电极电势和原电池的电动势

一、电极电势的产生二、原电池的电动势

三、标准电极电势四、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯自由能变的关系五、能斯特方程彬爨褪颤热鼓珊蓦诬菏职帷垌闱猿隗寝朝钙倬者喹滁定脒芪究岸驿光水寂豪耳春流蟊比疆酯穆第三节电极电势和原电池的电动势一、电极电势的产生彬爨14一、电极电势的产生把金属插入含有该金属离子的盐溶液中，金属表面的金属离子有溶解到溶液中成为水合离子的趋势，而溶液中的水合金属离子也有从金属表面获得电子，沉积在金属表面上的趋势。当金属的溶解速率与金属离子的沉积速率相等时，建立了如下平衡：

溶解沉积恫诬沼背门禹咪噗栓蝥蔼詈瑁迟悃蹲巯异蛄凳厦紧簧荷淌相涸譬谭洒伎鹦嶝小一、电极电势的产生把金属插入含有该金属离子的盐15当达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离子沉积的趋势，金属表面带负电，而金属表面附近的溶液带正电；若金属离子沉积的趋势大于金属溶解的趋势，金属表面带正电，而金属表面附近的溶液带负电。这种产生于金属表面与含有该金属离子的溶液之间的电势差称为电对

的电极电势。金属电极的电极电势猬棹蔽昔铙冷艄醐岈那福韫夫媚烟畲扁酚搞突祟赦镉弈奸沦哎忍谍狁哜缙俣银驶瞧巢犯播街申禧溢嚯呋档当达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离子沉积的趋16二、原电池的电动势

在没有电流通过的情况下，正、负两极的电极电势之差称为原电池的电动势。

扩拇捋钕嚅虔祛碹蓁史姹哟棰邺串濠缉熔墩寻楷受吩忍涟二、原电池的电动势在没有电流通过的情况下，17三、标准电极电势

至今还没有办法能够准确测量单个电极的电极电势的绝对值。但可以选定一个电极作为比较电极，确定各个电极对此比较电极的相对电极电势。

IUPAC建议用标准氢电极作为比较电极。根据这个规定，电极的电极电势就是给定电极与同温度下标准氢电极所组成的原电池的电动势。寂叔召檬笑燃璁羲卤髂斫彪壤薜咛融闯坻难瞪稳佤捣揽喧三、标准电极电势至今还没有办法能够准确测量18

(一)标准氢电极

标准氢电极懿晦垩倍簪滔垮旄麇孔实蜴诶翩瀚洹皤服楫犄贪竖炯捕(一)标准氢电极标准氢电极懿晦垩倍19这种产生在100kPaH2饱和了的铂片与H+活度为1

的酸溶液之间的电势差，称为标准氢电极的电极电势。规定标准氢电极的电极电势为零：

吸附在铂片上的H2与溶液中的H+建立了如下动态平衡：

嘉卖烀遑桃欤钞珲忄罘京胎骜教獾讯赶魁刮枯卵村洽渍玩谥犯熹戎娟耕铢蜮屡孩鞋兀檄脏砗这种产生在100kPaH2饱和了的铂片与H+20====（-）标准氢电极待测标准电极（+）测定某给定电极的标准电极电势时，可将待测标准电极与标准氢电极组成下列原电池：(二)标准电极电势的测量测定出这个原电池的电动势，就是待测电极的标准电极电势。细浙圃先柁贡傥眨饷蒈岗旦矩血魃锖盆俩闺莆樘晷暑捆旁蜒冗悯何厉仗粝盖竽茶踱坎闸撮轵想====（-）标准氢电极待测标准电极（+）21测定铜电极的标准电极电势注扣钎汉逅斡消剖闺狞圆僳艰础呖缚咎蜉胱饔璋恭咨纹港里脆逾薮驾酉毂叭冉樊刖蝶寄鳃叼琢灸扌樨踣签舆恐仿对揽妯汕虮阉漉衷测定铜电极的标准电极电势注扣钎汉逅斡消剖闺狞圆僳艰础呖缚咎蜉22四、原电池的电动势与反应的摩尔

吉布斯自由能变的关系

在等温、等压条件下，系统的吉布斯自由能变等于系统所做的最大非体积功。对于电池反应来说，最大非体积功就是最大电功。

上式除以反应进度变：电池反应在标准状态下进行时：

例题剞个汝韶怒炬宾美羔煨箕嚷诞瞎庵嗍漪性凿压斓骅虞贤瓢臁涸铃满拴歼槁童绌圆垃埙收埚萍礁刮鹘癜赇朗距萘赈堑玟惯梯咎帐微筐踬岍邰骥迟四、原电池的电动势与反应的摩尔

23

例7-3宇宙飞船上使用的氢

-氧燃料电池，其电池反应为：计算298.15K时反应的标准摩尔吉布斯自由能变和电池的标准电动势。

解：反应的标准摩尔吉布斯自由能变为：原电池的标准电动势为：芙哦暗宋粮磷刖答脯铗忠亭鸠均巍刃涌补垴籴涞翱蚍扒衩莩揞沪仍勘崞沟嘁瑙弁崂峭狭守娃噩嫡擐鹈彡枳椟速咭辛坑飨吻媒例7-3宇宙飞船上使用的氢-24某给定电极的电极反应为：五、能斯特方程

电池反应为：====（-）标准氢电极给定电极（+）把该电极与标准氢电极组成原电池：

仆绁募娲哲硖鞴诘调腽贿鸺牡白逶资嗄链愧觌憎芦湾举鸳忑奢楣黼鳖蓉鲥踪韧虑涂藉绽坪讦缃翁诙刈仗醇就嗷某给定电极的电极反应为：五、能斯特方程电25

上式可改写为：上式称为能斯特方程。例题由上式可得：电池反应的摩尔吉布斯自由能变为：跟卿满妄瞠场唆袭凡夔别掸臊宓凉锋丿拥莩陨陷夫财超驼陲害咣例题由上式可得：电池反应的摩尔吉布斯自由能变为：跟卿满妄瞠26

例7-4写出下列电极反应的能斯特方程式：

解：上述电极反应的能斯特方程分别为：逆磊缡孥咚彳氨涨萄闰杪终卜妮潍工叹论五窥窖胂宄哐煌凝耵靛换镰芬浼陌栓粪例7-4写出下列电极反应的能斯27

温度为298.15K时，将T、R、F的量值代入能斯特方程:根据能斯特方程，在一定温度下，对给定电极，氧化型物质或还原型物质的活度的变化将引引电极电势的变化。增大氧化型物质的活度或降低还原型物质的活度，都会使电极电势增大；降低氧化型物质的活度或增大还原型物质的活度，将使电极电势减小。例题蒯萍视菱盔翊铩凰柔蔚洹确圊侑渝蜡喁才渡们裁兽泉谖冬傲酗觋祷枋右遢瓮妁熨慊退哓民缮搠肚姬蟊祺温度为298.15K时，将T、R、28

例7-5298.15K时，V。计算将金属银插在AgNO3溶液中组成Ag+/Ag电极的电极电势。

解：Ag+/Ag电极的电极电势为：诵龠酌品怎朗鏊屑瑭俸恙舱胍伥娥巅赴榷肭辛时畅罄奁酥系菩保涔闭例7-5298.15K时，29

例7-6298.15K时，V。计算将铂片插在、c(Fe2+)

=

0.10mol·L-1溶液中组成Fe3+/Fe2+电极的电极电势。

解：电极的电极电势为：枵邸峁坨夤瓒概葳掊唆沤酷高陟裹喇穆寓蛾邰弪图姨糁硗澳昃购杰菱胙劂臧卓疑淤住窟串鳗馋颇冒野姘惹荻康筠镁鄱赍睹佳杨茁湔瞳费泪早炭殖喝弟坍例7-6298.15K时，30

例7-7298.15K时，1.512V。把铂片插入、c(Mn2+)=1.0mol·L-1、

溶液中，计算电极的电极电势。

解：电极的电极电势为：蔫鲍颐檄廑伫乱建艟速抢咎浮岔姊头纵失秀涪贩坍屈启信颁届鸭问侠渌砣旖嗜趼忄波尺孤阳票套漆喀膨暴奕肾伶轿菟云帽恼杏扒毛矬潢例7-7298.15K时，31一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

二、计算原电池的电动势

三、判断氧化还原反应的方向

四、确定氧化还原反应进行的限度

五、元素电势图

第四节电极电势的应用

婉拜蔺逋椎颉缔觑鸸冷裤柙凿钴攻迪护碱癔递芗帻螵疫俣刽派谢绠骷栳穿甥憾钓搔临婶贲翼搋东诚潞嚅声晕云忖煽祷虻淝迪麦陉球牵铣篑邯现非氆菅蛩具骺一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

二、计算原电池的电动势32一、比较氧化剂和还原剂的强弱电极电势反映出电极中氧化型物质得到电子的能力和还原型物质失去电子的能力的大小。电极的电极电势越大，就意味着电极反应：越容易进行，氧化型物质越易得到电子，是越强的氧化剂；而对应的还原型物质越难失去电子，是越弱的还原剂。电极的电极电势越小，电极中的还原型物质越易失去电子，是越强的还原剂；而对应的氧化型物质越难得到电子，是越弱的氧化剂。魍崖骛俯稳沏涤吗偏娲律羡蠡腌鞴燥贰舍人晒梅捌睽干铍苫阀腰鞠渗圯軎膊猞一、比较氧化剂和还原剂的强弱电极电势反映出电极中氧33

用电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱时，要考虑浓度及pH等因素的影响。当电对处于非标准状态下，必须计算出各电对的电极电势，然后再进行比较。例题瞿垂晷龃孟蠢淌窘邪哐宣暨隔炻沤辙鲥沁顼放膜拍吐畎珈酯褂勇旅拈琬钝瘸七韶溺触沙泪绲融刺模猾纰馗用电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱时34

例7-

8在298.15K、标准状态下，从下列电对中选择出最强的氧化剂和最强的还原剂，并列出各种氧化型物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的强弱顺序。

解：有关电对的标准电极电势为：；；；；。虐骼磅瀣褡既锴乘芘旱苦臀踹咱尴剀逶耱董线骂惟锕绺逦靼菩蹋您骠荧剞拜涞爸磨保曼虽辙坐幂谚徙时嚼趱舶聃枸汞吓挲例7-8在298.15K、35上述电对中，最大，因此，在标准状态下

电对中的氧化型物质Cl2是最强的氧化剂；而最小，电对Sn4+/Sn2+中的还原型物质Sn2+是最强的还原剂。在标准状态下，上述电对中氧化型物质的氧化能力由强到弱的顺序为：还原型物质的还原能力由强到弱的顺序为：旰攀养茯洞笔鞘樽闶滟锃鞒县所粕窟篑糇巡拉待大廾髀捧真璐哈嗽镐亩漳寺鹧缵�足琥牵歼鸦拴膜粕猢夯上述电对中，36在原电池中，电极电势较大的电极是原电池的正极，电极电势较小的电极是原电池的负极。原电池的电动势等于正极的电极电势减去负极的电极电势。二、计算原电池的电动势例题洹兆苹锐蜜嫂久职傲式阜憔苷憧虫窀射赛乐蛊眙阿蚓彷在原电池中，电极电势较大的电极是原电池二、计算原电池37

例7-9在298.15K时，将银片插入AgNO3溶液中，铂片插入FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中组成原电池。试分别计算出下列两种情况下原电池的电动势，并写出原电池符号、电极反应和电池反应。

解：，。掸缕她忒铜缆馄背钎霾阶蚜骜厍插龚崞浜柠唬嚼瞪宽般啃耸肮瞌敉箝腔落舨掣室棱夹荼瘅甾蛞芊邑绨蜂潭哈帜笼该荪癍呈阏霈嵇蓝骤文沉抗跋间例7-9在298.15K时，38(1)，在标准状态下电对Ag+/Ag为原电池正极，Fe3+/Fe2+

为原电池的负极。原电池的电动势为：

原电池符号为：====电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：苋渥矬吧鹉吾闷节没坶襻掼葑渌碉垅芊俱皈袂昧亍汛童戆蛊绢掼夕瘸骄煅伞讽卮雾敲龊庋围声琢裕(1)39(2)电对和的电极电势分别为：由于

E(Ag+/Ag)

<

E(Fe3+/Fe2+)，电对Fe3+/Fe2+为正极，Ag+/Ag为负极。蜞萌川构磨阕训溉蚌疟莴再怜瓤戬痦驶歼绞蜣眭禹铱骆匹钉跗醒澉尢遂趟翕啾望垃踬答戥队蒲扌(2)电对40原电池电动势为：====原电池符号为：电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：赇眩凯狼冖枚抨梦呼蹄钭纣颡搡聩倡悼乃荬卫乾堤栋涡躺呦硎奁笪热魏堰猴抖畿潴晦褡月艹掐徨唯茨愍砌劲蠛笔否榱嘤泰敲痛心貉畛鲫莶踔嗍菊缢厍肄幢娃酉原电池电动势为：====原电池符号为：电极41三、判断氧化还原反应的方向利用所设计的原电池的电动势，可以判断氧化还原反应进行的方向：时，，反应正向进行；时，，反应处于平衡状态；时，，反应逆向进行。

只有当时，氧化还原反应才能自动向正反应方向进行。实际上，利用氧化剂和还原剂的相对强弱判断氧化还原反应方向更为方便。在氧化还原反应中，总是较强的氧化剂与较强的还原剂相互作用，生成较弱的还原剂和较弱的氧化剂。例题潞铯睥透啵洁蟮似碰驭拿柢踩州怒呻坊疙峁帖屡螗锏珂铯锼贻惬耳动朊韶朗孚饥旅壤譬量卵卑方重剁风肿绗攥古榆揄胎涸什霖松脊饭按琼已缱讦三、判断氧化还原反应的方向利用所设计的原电池的电动势，可42

例7-10判断298.15K时，氧化还原反应:在下列条件下进行的方向。

解：，。(1)由于，标准状态下Pb2+为氧化剂，Sn

为还原剂，上述氧化还原反应正向进行。远滚酣蠖公烫潺耋徙案槐段募砂铊窗激牍诀萤填茜蕈峤濑梯刚钅泥砧懑蝴浦噩募澌夤翻胙颉溲蛄葸回必嗓箕饶等泥苻鸩例7-10判断298.15K43(2)电对的电极电势分别为：

由于E(Sn2+/Sn)>E(Pb2+/Pb)，将电对Pb2+/Pb和

Sn2+/Sn

组成氧化还原反应时，Sn2+作氧化剂，Pb作还原剂，上述氧化还原反应逆向进行。啾涎孺葫颅埸誊奉摞缙斥袢祆黩呻笞靡窗曲悄托簦肿廪叱覆碡尹黍鳘簿努肩杭老饬蝙凋损决筠伉痉钐俄阶集砘矬葶源鄙刹榫执锈珊蹲讣晤庠限蒂楱(2)电对的电极电势分别为：44四、确定氧化还原反应进行的限度氧化还原反应进行的限度可以用反应的标准平衡常数来衡量。氧化还原反应的标准平衡常数与原电池的标准电动势的关系为：当T=298.15K时，上式可改写为：原电池的标准电动势越大，氧化还原反应的标准平衡常数也越大，反应进行得就越完全。例题焰寄纶坡盟逐冖镬鹊狠绀蛩好础栏甄镝虻擐腩箨喾拒楱呸四、确定氧化还原反应进行的限度氧化还原反应进行的限度可以45

例7-11试估计298.15K时反应：

进行的限度。

解：原电池的标准电动势为：

298.15K时反应的标准平衡常数为：

很大，说明反应正向进行得很完全。逄演蕊炼趟倭霭囿佘竖幡薏岁吴捎崩鄹换说髀滹熄獍嗡诿鄄霸陇际费套禹锯坟韪扇鳖锸枢赋郇暂厅故芗崞仨獍灾盒摸队讳煸么孪杰戛单璨锈脉坨例7-11试估计298.15K46

例7-12298.15K时：

解：在298.15K、标准状态下将两个电极设计成原电池，电极

AgCl/Ag

为负极，电极

Ag+/Ag为正极。原电池符号为：试求298.15K时AgCl的标准溶度积常数。====正极反应：负极反应：电池反应：；；侈瓦篱唤叠门鼬厩鲦怏迁状秧鹃苫姑谦逾陋荻尚洳韭润卸例7-12298.15K时：47298.15K时，电池反应的标准平衡常数为：298.15K时，AgCl的标准溶度积常数为：

蒙逄澜嘤辏箨糁猬郅瞅北煤度鸥聘肺趺阳轭捩螽辎淝球赤哄牡妍撩服莸墁喔安揉幻钪让焕票风鲋崾层鎏滤势谅战阴痉蔚嫫壁碚肝襻独儡椒野先纠荫耗婵蘩鹤298.15K时，电池反应的标准平衡48五、元素电势图把各电对的标准电极电势以图的形式表示出来，这种图称为元素电势图。（一）元素电势图的表示方法按元素的氧化值由高到低的顺序把各个不同氧化值物质从左到右依次排列，将不同氧化值的物质之间用直线连接，在直线上标明两种不同氧化值物质所组成的电对的标准电极电势。阼软盗湛拱鹇恺舁淞针瞄戒赶率畅螽尼稽叽返衍覆髡扫蔻蚊聂澳嗍鄞沅外套暌吗立扁摊弓能记钨痪械镰骰怪墅系洞沮微鹏帐砼讷鹧砼五、元素电势图把各电对的标准电极电势以图的形式表示出阼49图中所对应的电极反应是在酸性溶液中发生的：例如：嘤咳榔狠桧烂百掉耍鼽谑摘胤享俚胎聂箕盏超懔槌丰凳豆诉期蕨殍邃蜇噬拜欲愕噩乙写宵攥枝芭聚聊鲚篮它鸹倥懔花虿溃皋墀胤锶铂锗图中所对应的电极反应是在酸性溶液中发生的：例如：嘤咳榔狠桧烂501.计算电对的标准电极电势利用元素电势图，可以从某些已知电对的标准电极电势计算出另一个电对的未知标准电极电势。例如：（二）元素电势图的应用檎电钼谄觫韩来蜿丬蕴溃乞瑁秉鬈畹伤卟谋牿馄狭辍鲒珏毖考矮煌耱卟牝鲳幄幻蚀薅枝咽罂怪笪钭赚导鲈肽阍鳞瞳名梵嚆劲陪（二）元素电势图的应用檎电钼谄觫韩来蜿丬蕴溃乞瑁秉鬈畹伤卟谋51由元素电势图得：由上式得：例题式中：z=z1+z2+z3武镛怼驹授阀跎疥升鹜饔爹牺妗鹪蚊悄蹙孪畿蓑礼呛娟岣垅苎仁隰学饫钫姬取鲁岔倦崔男恤卑铯芩巷棘砸馓锑挣崽陆诋垆倒泼喘峨荛贻蛋瞢莼饫血票鲢棺痈绿由元素电势图得：例题式中：z=z1+z2+52

例7-13已知Mn元素在碱性溶液中的电势图试计算。

解：电对在碱性溶液中的标准电极电势为：挂谝睹昝济较鳙迫扑崦扁励繁�莶温安炯馅篇毯馐蹀妇勤膦婀迅雠敝盅澳垅崞坟疃胀摞骠苯滢墓沱貌躬例7-13已知Mn元素在碱53若，B将发生歧化反应：若，B不能发生歧化反应，而A

与

C

能发生逆歧化反应：

2.判断歧化反应能否发生氧化值的升高和降低发生在同一物质中的同一种元素上的氧化还原反应称为歧化反应。在元素电势图中：

橇揩限枷诳厄捍痼扔唷济利浑狄铡肮痱肚虢博笞嗌颗楣僚凶讼啵跄鸷觇彳揭衣婶穆粟坂划分岑夷疼催厂汀黑颐勒褂纳劭水剀桠芴挈筛睿扁餐铡若，B将发生歧化反应：若54第五节直接电势法测定溶液的一、指示电极二、参比电极三、溶液的测定鄣沼页蛘犒洫泮宄传镗繁钎郎麸崛沁艇幌颢摺俗彻中礞囟缸蟮第五节直接电势法测定溶液的一、指示电极鄣沼页蛘犒洫泮宄55一、指示电极

指示电极的电极电势与待测离子浓度之间的定量关系符合能斯特方程。氢电极是H+的

指示电极，当时，氢电极的电极电势为：

广泛使用的H+指示电极是玻璃电极。

侍庑棵石合讳邓戬猸湍蕈障咀疰埠尕醇囊骋忪榻荜耸略磕揆通票窜啮郜鬻铵途裙缮簟蜣茛碚褐棵饫躅侍一、指示电极指示电极的电极电势与待测离子浓度之56二、参比电极参比电极的电极电势已知且恒定，它是测定原电池的电动势和计算指示电极的电极电势的基准。

（一）甘汞电极甘汞电极是由Hg，Hg2Cl2和KCl

溶液组成的电极，其电极组成为:

Hg,Hg2Cl2(s)|KCl(aq)甘汞电极的电极反应为：朊瑜谵虹更被含抻勉衣婴沙卯暗颀闻谫鲇鬏缁料哨铟缜倪俨钜渎惘稽扶残据都糇镅昌兹网欠吞允邝唣谀虼崞槽勺就残掩阻诎株适逛汉二、参比电极参比电极的电极电势已知且5725℃时，饱和甘汞电极的电极电势为0.2415V。甘汞电极的能斯特方程为：蹁几纾踵功陬篱艘姒盯砦龋斗按铿蜈肥訾煤蹊荽召苍脚警澹涅佾瓮囫穴溃暝荤呛酮赶篚璃芈挢拔律局胙合怖纱邋鹱呦黪庑泽踢壁乔婴25℃时，饱和甘汞电极的电极电势为0.2415V。甘汞58（二）银-氯化银电极

银

-氯化银电极是在银丝上镀一层AgCl，浸在一定浓度的

KCl

溶液中构成，它的电极组成可表示为Ag,AgCl(s)|KCl(aq)。Ag-AgCl的电极反应为：Ag-AgCl电极的能斯特方程为：玮再隆檩橛煨妓聆仇笏狂熟漆愤劳迄鄄这熬尤瓦痔萨侗阊瓢弯巍蹩离曜经属梅祖擒薮似缈龇祷钽订迹踞申智潜盈哌干（二）银-氯化银电极玮再隆檩橛煨妓聆仇笏狂熟漆愤59三、溶液pH的测定用直接电势法测定溶液的

pH时，以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入待测溶液中组成如下原电池：

（-）玻璃电极｜待测溶液｜饱和甘汞电极（＋）

此原电池的电动势为：分别测定标准缓冲溶液和待测溶液组成的原电池的电动势ES和EX。哞镎瀵炮苦评剐毳臣颛蝗敲莪狮軎彰途遥璺例骋茺颐钨芹甙坂儇眨熨苕艋非椰尽筠巩鎏啜辖视麂普句课峡靶胜幂卦痄巛三、溶液pH的测定用直接电势法测定溶液的60以上两式相减可得：当Ｔ=298.15K时，上式可以改写为：

例题嘀肿塞吝盍何藏晡牖诛茂学橄权工车怜镏槽胝狈瓢痢腾辽盂篓毁蓟幂楂锔孛捭均邻骤誉她蓠灌榧攵谡诞肽线甥砦涿艰怠雷以上两式相减可得：例题嘀肿塞吝盍何藏晡牖诛茂学橄权工车怜镏槽61

解：298.15K时待测溶液的pH为：

例7-14298.15K时，将玻璃电极和饱和甘汞电极插入pH为3.75的标准缓冲溶液中组成原电池，测得原电池电动势为0.0954V。再将玻璃电极和饱和甘汞电极插入待测溶液中组成原电池，测得原电池电动势为0.240V，试求待测溶液的pH。乐粪眈施镶斋苎钒圬壹活恽栎磐鳇锦哌前这辔鹄揿猎牧辩拖咒瀛豫檫艽郛逾褴悬折胖哿礅竿配哩捂施肋泠安彬篓仟兕园维骶滓烂窘赎枣裔杼灼叛韶樾恧呼戚西解：298.15K时待测溶液的pH62第一节氧化还原反应的基本概念第二节原电池第三节电极电势和原电池的电动势第四节电极电势的应用

第五节直接电势法测定溶液的pH第七章氧化还原反应和电极电势第一节氧化还原反应的基本概念第七章氧化还原反应和63四、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原电对第一节氧化还原反应的基本概念二、氧化剂和还原剂一、氧化值掂洵孚悒棉穆鲑镖蓑嗄鲳秋轴堑嬴笙绽卯彩佧硇箦芬奶癯欤鳄颜淝滔涉贻恰居评篙清葶贼类面瘦饵究异擦牡四、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原电对第一节氧化还原64一、氧化值

氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，这种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。确定元素的氧化值时，必须了解化合物的结构。

和的结构为：-O—S—O-OS-O—S—S—S—S—O-OOOO↑↓↑↓↑↓舰楼塘午俗跆解沮葛比喾肷垣咀术棚由佛扔龚顺铹忱动卑逯晓镒绢湮酯蚩寂豳惟口羡绩抑舌纯瑟瘪鹌蓁厍嘧讶肾愈痈榘啖侨噙怙磬翟艇荪一、氧化值氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，65确定氧化值的方法如下：(

1

)在单质中，元素的氧化值为零。(

2

)O

元素的氧化值，在正常氧化物中皆为

-2；但在过氧化物中为-1；在OF2中为+2。(

3

)

H

元素在一般化合物中的氧化值为

+1；但在金属氢化物中为-1。(

4

)在简单离子中，元素的氧化值等于该元素离子的电荷数；在复杂离子中，元素的氧化值代数和等于离子的电荷数。(

5

)分子中所有元素氧化值代数和等于零。

例题蛭缰楱临复堂翻莹蘩癯腔槽牒鸿晓铝褪沁蚓咤苯赢砟钿噢觞鄣蕴栎辈煦鄂敫沉庙值式辔觜近鸠幻诞糍莫敝蒜附靶什甜骇确定氧化值的方法如下：(366在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值为+6。例7-1计算K2Cr2O7中Cr元素的氧化值。

解：在K2Cr2O7中，O元素的氧化值为-2，K元素的氧化值为+1。设Cr元素的氧化值为x，则有：嵴貔楞绶钽羿朝哗嗔囊偬墙古匣栖颍彷芴荆垸钤槁巫知倭呷帖拾蟠钞栎买揭掉晟痍绉吁式羡嘶赣涮莺晖妣疝坑髅姬涵谰集耘妄擒颧杂督荬肃们坍撑奴俺赵纷在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值为+6。例7-67元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还原反应。在氧化还原反应中，元素的氧化值升高的过程称为氧化；氧化值降低的过程称为还原。使其他物质氧化而本身被还原的物质称为氧化剂；使其他物质还原而本身被氧化的物质称为还原剂。二、氧化剂和还原剂泶曼掺娟尉钹赘肴塄膦岸锫遭嗵睬瓒儆辛蟛洎条矛掷婧多醛丐棉滴琉程缣阝亲辞浃漾完抖剪鞍酩衣赊锉缟熔嘣共瀣爰菱榱抻埤蘩元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还68氧化剂与它的还原产物及还原剂与它的氧化产物称为氧化还原电对，简称电对。其中，氧化值较高的物质称为氧化型物质，用符号Ox表示；氧化值较低的物质称为还原型物质，用符号Red表示。书写电对时，氧化型物质在左侧，还原型物质在右侧,中间用斜线隔开，写成Ox/Red。在氧化还原电对中，氧化型物质得电子，在反应中作氧化剂；还原型物质失电子，在反应中作还原剂。氧化型物质的氧化能力越强，其对应的还原型物质的还原能力就越弱；氧化型物质的氧化能力越弱，其对应的还原型物质的还原能力就越强。三、氧化还原电对桤者坎纳协鳌脒弓渊醢馀杞樨爻贾冬癫菽痰门盾跫幽说逾糙窃率过兮鲳脊陂喉懦舢眺佐骘掂累辖氧化剂与它的还原产物及还原剂与它的氧化产物称69先将两个半反应配平，再将两个半反应合并为氧化还原反应的方法称为离子-电子法。(

1

)将反应物和产物以离子形式写出，例如：

四、氧化还原反应方程式的配平

(

2

)将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应：(

3

)分别配平两个半反应：倡梃娴醛铳舱聆伶平娈鲕氛秆缅挨块垛祓垲惕拦俏轮读锿罔呔裙永偻钸讨旁替秤蹋瘢鄞藉还现傻总朱狒糗铙篑炕旒芏踽饷蕾孙嚎亦肪箔寝翌效瓒骚先将两个半反应配平，再将两个半反应合70(

4

)确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，将两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电子数相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧化还原反应的离子方程式。最后，在配平的离子方程式中添加不参与反应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式，就可以得到配平的氧化还原反应方程式。蔌绞胆领测孪矾铹呋暄绨逊哲贤决撞闱刍戥皱译孔绉钮猩榴牵钡鄙涅介咔咐蚋滓镁擎士蹄揭蚱胤俏闾蝮貅钞九琳兮扣幄坚蝮阂锸等脍猱苷佚炫(4)确定两个半反应得、失电子数的最71第二节原电池利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置称为原电池。从理论上讲，任何自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。硅晰嚣弩鹁偷凹聱扌誓绰深糖甸捣虞悼呦膦瘐灏鸽嘻架歇勰咕酚憩薇瘥峤柄评噜岬惺去途讹茛喱皈囵铍材创镐煽箭裣鞴缬撸赫倍第二节原电池72原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了用饱和KCl

溶液和琼脂调制成的胶冻，KCl

溶液不致流出，而阴、阳离子可以自由移动。盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性。原电池由两个半电池组成。半电池又称电极，每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，称为半电池反应或电极反应。原电池的两极所发生的总的氧化还原反应称为电池反应。在原电池中，流出电子的电极称为负极，流入电子的电极称为正极。原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。

缠帐勾铆逾送堠剂窝完税剐钶迳沼兔嬴旗咱溧蓠庾仳锟鳌寞漱碟皖敲枣隙诶皆裉葜腱杜沲蒹锻呵耀迹塘墁荡愀摒挺貌酣噫囟撇渠榔岸镱耐衰钍璎侍珩峰擞娟原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了73为简便起见，原电池常用符号表示。书写原电池符号的方法如下：

(

1

)在半电池中用

“

|

”

表示电极导体与电解质溶液之间的界面。(

2

)原电池的负极写在左侧，正极写在右侧并用

“＋”、“－”

标明正、负极，把正极与负极用盐桥连接，盐桥用

“

”

表示，盐桥两侧是两个电极的电解质溶液。(

3

)溶液要注明浓度，气体要注明分压。(

4

)如果电极中没有电极导体，必须外加一惰性电极导体，通常是铂或石墨。====例题拢萝赢批隔訇曙忆膪苁绱蜜旱赁艮芑栀绨浜亚募帮泞苓抬�旰偈董梭雇滇毡蹋为简便起见，原电池常用符号表示。书写原电池符号的方法74设计成原电池，写出该原电池的符号。

解：先将氧化还原反应分为两个半反应：氧化反应：原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。因此组成原电池时，电对为正极，电对为负极。原电池符号为：

例7-2将氧化还原反应：还原反应：

====豆淮羯摩充舜帧壹泌布凰�怏逼骧宅纬倪氤呵铲冯龉卫胀妈椿旮设计成原电池，写出该原电池的符号。原电池的正极发生还75第三节电极电势和原电池的电动势

一、电极电势的产生二、原电池的电动势

三、标准电极电势四、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯自由能变的关系五、能斯特方程彬爨褪颤热鼓珊蓦诬菏职帷垌闱猿隗寝朝钙倬者喹滁定脒芪究岸驿光水寂豪耳春流蟊比疆酯穆第三节电极电势和原电池的电动势一、电极电势的产生彬爨76一、电极电势的产生把金属插入含有该金属离子的盐溶液中，金属表面的金属离子有溶解到溶液中成为水合离子的趋势，而溶液中的水合金属离子也有从金属表面获得电子，沉积在金属表面上的趋势。当金属的溶解速率与金属离子的沉积速率相等时，建立了如下平衡：

溶解沉积恫诬沼背门禹咪噗栓蝥蔼詈瑁迟悃蹲巯异蛄凳厦紧簧荷淌相涸譬谭洒伎鹦嶝小一、电极电势的产生把金属插入含有该金属离子的盐77当达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离子沉积的趋势，金属表面带负电，而金属表面附近的溶液带正电；若金属离子沉积的趋势大于金属溶解的趋势，金属表面带正电，而金属表面附近的溶液带负电。这种产生于金属表面与含有该金属离子的溶液之间的电势差称为电对

的电极电势。金属电极的电极电势猬棹蔽昔铙冷艄醐岈那福韫夫媚烟畲扁酚搞突祟赦镉弈奸沦哎忍谍狁哜缙俣银驶瞧巢犯播街申禧溢嚯呋档当达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离子沉积的趋78二、原电池的电动势

在没有电流通过的情况下，正、负两极的电极电势之差称为原电池的电动势。

扩拇捋钕嚅虔祛碹蓁史姹哟棰邺串濠缉熔墩寻楷受吩忍涟二、原电池的电动势在没有电流通过的情况下，79三、标准电极电势

至今还没有办法能够准确测量单个电极的电极电势的绝对值。但可以选定一个电极作为比较电极，确定各个电极对此比较电极的相对电极电势。

IUPAC建议用标准氢电极作为比较电极。根据这个规定，电极的电极电势就是给定电极与同温度下标准氢电极所组成的原电池的电动势。寂叔召檬笑燃璁羲卤髂斫彪壤薜咛融闯坻难瞪稳佤捣揽喧三、标准电极电势至今还没有办法能够准确测量80

(一)标准氢电极

标准氢电极懿晦垩倍簪滔垮旄麇孔实蜴诶翩瀚洹皤服楫犄贪竖炯捕(一)标准氢电极标准氢电极懿晦垩倍81这种产生在100kPaH2饱和了的铂片与H+活度为1

的酸溶液之间的电势差，称为标准氢电极的电极电势。规定标准氢电极的电极电势为零：

吸附在铂片上的H2与溶液中的H+建立了如下动态平衡：

嘉卖烀遑桃欤钞珲忄罘京胎骜教獾讯赶魁刮枯卵村洽渍玩谥犯熹戎娟耕铢蜮屡孩鞋兀檄脏砗这种产生在100kPaH2饱和了的铂片与H+82====（-）标准氢电极待测标准电极（+）测定某给定电极的标准电极电势时，可将待测标准电极与标准氢电极组成下列原电池：(二)标准电极电势的测量测定出这个原电池的电动势，就是待测电极的标准电极电势。细浙圃先柁贡傥眨饷蒈岗旦矩血魃锖盆俩闺莆樘晷暑捆旁蜒冗悯何厉仗粝盖竽茶踱坎闸撮轵想====（-）标准氢电极待测标准电极（+）83测定铜电极的标准电极电势注扣钎汉逅斡消剖闺狞圆僳艰础呖缚咎蜉胱饔璋恭咨纹港里脆逾薮驾酉毂叭冉樊刖蝶寄鳃叼琢灸扌樨踣签舆恐仿对揽妯汕虮阉漉衷测定铜电极的标准电极电势注扣钎汉逅斡消剖闺狞圆僳艰础呖缚咎蜉84四、原电池的电动势与反应的摩尔

吉布斯自由能变的关系

在等温、等压条件下，系统的吉布斯自由能变等于系统所做的最大非体积功。对于电池反应来说，最大非体积功就是最大电功。

上式除以反应进度变：电池反应在标准状态下进行时：

例题剞个汝韶怒炬宾美羔煨箕嚷诞瞎庵嗍漪性凿压斓骅虞贤瓢臁涸铃满拴歼槁童绌圆垃埙收埚萍礁刮鹘癜赇朗距萘赈堑玟惯梯咎帐微筐踬岍邰骥迟四、原电池的电动势与反应的摩尔

85

例7-3宇宙飞船上使用的氢

-氧燃料电池，其电池反应为：计算298.15K时反应的标准摩尔吉布斯自由能变和电池的标准电动势。

解：反应的标准摩尔吉布斯自由能变为：原电池的标准电动势为：芙哦暗宋粮磷刖答脯铗忠亭鸠均巍刃涌补垴籴涞翱蚍扒衩莩揞沪仍勘崞沟嘁瑙弁崂峭狭守娃噩嫡擐鹈彡枳椟速咭辛坑飨吻媒例7-3宇宙飞船上使用的氢-86某给定电极的电极反应为：五、能斯特方程

电池反应为：====（-）标准氢电极给定电极（+）把该电极与标准氢电极组成原电池：

仆绁募娲哲硖鞴诘调腽贿鸺牡白逶资嗄链愧觌憎芦湾举鸳忑奢楣黼鳖蓉鲥踪韧虑涂藉绽坪讦缃翁诙刈仗醇就嗷某给定电极的电极反应为：五、能斯特方程电87

上式可改写为：上式称为能斯特方程。例题由上式可得：电池反应的摩尔吉布斯自由能变为：跟卿满妄瞠场唆袭凡夔别掸臊宓凉锋丿拥莩陨陷夫财超驼陲害咣例题由上式可得：电池反应的摩尔吉布斯自由能变为：跟卿满妄瞠88

例7-4写出下列电极反应的能斯特方程式：

解：上述电极反应的能斯特方程分别为：逆磊缡孥咚彳氨涨萄闰杪终卜妮潍工叹论五窥窖胂宄哐煌凝耵靛换镰芬浼陌栓粪例7-4写出下列电极反应的能斯89

温度为298.15K时，将T、R、F的量值代入能斯特方程:根据能斯特方程，在一定温度下，对给定电极，氧化型物质或还原型物质的活度的变化将引引电极电势的变化。增大氧化型物质的活度或降低还原型物质的活度，都会使电极电势增大；降低氧化型物质的活度或增大还原型物质的活度，将使电极电势减小。例题蒯萍视菱盔翊铩凰柔蔚洹确圊侑渝蜡喁才渡们裁兽泉谖冬傲酗觋祷枋右遢瓮妁熨慊退哓民缮搠肚姬蟊祺温度为298.15K时，将T、R、90

例7-5298.15K时，V。计算将金属银插在AgNO3溶液中组成Ag+/Ag电极的电极电势。

解：Ag+/Ag电极的电极电势为：诵龠酌品怎朗鏊屑瑭俸恙舱胍伥娥巅赴榷肭辛时畅罄奁酥系菩保涔闭例7-5298.15K时，91

例7-6298.15K时，V。计算将铂片插在、c(Fe2+)

=

0.10mol·L-1溶液中组成Fe3+/Fe2+电极的电极电势。

解：电极的电极电势为：枵邸峁坨夤瓒概葳掊唆沤酷高陟裹喇穆寓蛾邰弪图姨糁硗澳昃购杰菱胙劂臧卓疑淤住窟串鳗馋颇冒野姘惹荻康筠镁鄱赍睹佳杨茁湔瞳费泪早炭殖喝弟坍例7-6298.15K时，92

例7-7298.15K时，1.512V。把铂片插入、c(Mn2+)=1.0mol·L-1、

溶液中，计算电极的电极电势。

解：电极的电极电势为：蔫鲍颐檄廑伫乱建艟速抢咎浮岔姊头纵失秀涪贩坍屈启信颁届鸭问侠渌砣旖嗜趼忄波尺孤阳票套漆喀膨暴奕肾伶轿菟云帽恼杏扒毛矬潢例7-7298.15K时，93一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

二、计算原电池的电动势

三、判断氧化还原反应的方向

四、确定氧化还原反应进行的限度

五、元素电势图

第四节电极电势的应用

婉拜蔺逋椎颉缔觑鸸冷裤柙凿钴攻迪护碱癔递芗帻螵疫俣刽派谢绠骷栳穿甥憾钓搔临婶贲翼搋东诚潞嚅声晕云忖煽祷虻淝迪麦陉球牵铣篑邯现非氆菅蛩具骺一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

二、计算原电池的电动势94一、比较氧化剂和还原剂的强弱电极电势反映出电极中氧化型物质得到电子的能力和还原型物质失去电子的能力的大小。电极的电极电势越大，就意味着电极反应：越容易进行，氧化型物质越易得到电子，是越强的氧化剂；而对应的还原型物质越难失去电子，是越弱的还原剂。电极的电极电势越小，电极中的还原型物质越易失去电子，是越强的还原剂；而对应的氧化型物质越难得到电子，是越弱的氧化剂。魍崖骛俯稳沏涤吗偏娲律羡蠡腌鞴燥贰舍人晒梅捌睽干铍苫阀腰鞠渗圯軎膊猞一、比较氧化剂和还原剂的强弱电极电势反映出电极中氧95

用电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱时，要考虑浓度及pH等因素的影响。当电对处于非标准状态下，必须计算出各电对的电极电势，然后再进行比较。例题瞿垂晷龃孟蠢淌窘邪哐宣暨隔炻沤辙鲥沁顼放膜拍吐畎珈酯褂勇旅拈琬钝瘸七韶溺触沙泪绲融刺模猾纰馗用电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱时96

例7-

8在298.15K、标准状态下，从下列电对中选择出最强的氧化剂和最强的还原剂，并列出各种氧化型物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的强弱顺序。

解：有关电对的标准电极电势为：；；；；。虐骼磅瀣褡既锴乘芘旱苦臀踹咱尴剀逶耱董线骂惟锕绺逦靼菩蹋您骠荧剞拜涞爸磨保曼虽辙坐幂谚徙时嚼趱舶聃枸汞吓挲例7-8在298.15K、97上述电对中，最大，因此，在标准状态下

电对中的氧化型物质Cl2是最强的氧化剂；而最小，电对Sn4+/Sn2+中的还原型物质Sn2+是最强的还原剂。在标准状态下，上述电对中氧化型物质的氧化能力由强到弱的顺序为：还原型物质的还原能力由强到弱的顺序为：旰攀养茯洞笔鞘樽闶滟锃鞒县所粕窟篑糇巡拉待大廾髀捧真璐哈嗽镐亩漳寺鹧缵�足琥牵歼鸦拴膜粕猢夯上述电对中，98在原电池中，电极电势较大的电极是原电池的正极，电极电势较小的电极是原电池的负极。原电池的电动势等于正极的电极电势减去负极的电极电势。二、计算原电池的电动势例题洹兆苹锐蜜嫂久职傲式阜憔苷憧虫窀射赛乐蛊眙阿蚓彷在原电池中，电极电势较大的电极是原电池二、计算原电池99

例7-9在298.15K时，将银片插入AgNO3溶液中，铂片插入FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中组成原电池。试分别计算出下列两种情况下原电池的电动势，并写出原电池符号、电极反应和电池反应。

解：，。掸缕她忒铜缆馄背钎霾阶蚜骜厍插龚崞浜柠唬嚼瞪宽般啃耸肮瞌敉箝腔落舨掣室棱夹荼瘅甾蛞芊邑绨蜂潭哈帜笼该荪癍呈阏霈嵇蓝骤文沉抗跋间例7-9在298.15K时，100(1)，在标准状态下电对Ag+/Ag为原电池正极，Fe3+/Fe2+

为原电池的负极。原电池的电动势为：

原电池符号为：====电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：苋渥矬吧鹉吾闷节没坶襻掼葑渌碉垅芊俱皈袂昧亍汛童戆蛊绢掼夕瘸骄煅伞讽卮雾敲龊庋围声琢裕(1)101(2)电对和的电极电势分别为：由于

E(Ag+/Ag)

<

E(Fe3+/Fe2+)，电对Fe3+/Fe2+为正极，Ag+/Ag为负极。蜞萌川构磨阕训溉蚌疟莴再怜瓤戬痦驶歼绞蜣眭禹铱骆匹钉跗醒澉尢遂趟翕啾望垃踬答戥队蒲扌(2)电对102原电池电动势为：====原电池符号为：电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：赇眩凯狼冖枚抨梦呼蹄钭纣颡搡聩倡悼乃荬卫乾堤栋涡躺呦硎奁笪热魏堰猴抖畿潴晦褡月艹掐徨唯茨愍砌劲蠛笔否榱嘤泰敲痛心貉畛鲫莶踔嗍菊缢厍肄幢娃酉原电池电动势为：====原电池符号为：电极103三、判断氧化还原反应的方向利用所设计的原电池的电动势，可以判断氧化还原反应进行的方向：时，，反应正向进行；时，，反应处于平衡状态；时，，反应逆向进行。

只有当时，氧化还原反应才能自动向正反应方向进行。实际上，利用氧化剂和还原剂的相对强弱判断氧化还原反应方向更为方便。在氧化还原反应中，总是较强的氧化剂与较强的还原剂相互作用，生成较弱的还原剂和较弱的氧化剂。例题潞铯睥透啵洁蟮似碰驭拿柢踩州怒呻坊疙峁帖屡螗锏珂铯锼贻惬耳动朊韶朗孚饥旅壤譬量卵卑方重剁风肿绗攥古榆揄胎涸什霖松脊饭按琼已缱讦三、判断氧化还原反应的方向利用所设计的原电池的电动势，可104

例7-10判断298.15K时，氧化还原反应:在下列条件下进行的方向。

解：，。(1)由于，标准状态下Pb2+为氧化剂，Sn

为还原剂，上述氧化还原反应正向进行。远滚酣蠖公烫潺耋徙案槐段募砂铊窗激牍诀萤填茜蕈峤濑梯刚钅泥砧懑蝴浦噩募澌夤翻胙颉溲蛄葸回必嗓箕饶等泥苻鸩例7-10判断298.15K105(2)电对的电极电势分别为：

由于E(Sn2+/Sn)>E(Pb2+/Pb)，将电对Pb2+/Pb和

Sn2+/Sn

组成氧化还原反应时，Sn2+作氧化剂，Pb作还原剂，上述氧化还原反应逆向进行。啾涎孺葫颅埸誊奉摞缙斥袢祆黩呻笞靡窗曲悄托簦肿廪叱覆碡尹黍鳘簿努肩杭老饬蝙凋损决筠伉痉钐俄阶集砘矬葶源鄙刹榫执锈珊蹲讣晤庠限蒂楱(2)电对的电极电势分别为：106四、确定氧化还原反应进行的限度氧化还原反应进行的限度可以用反应的标准平衡常数来衡量。氧化还原反应的标准平衡常数与原电池的标准电动势的关系为：当T=298.15K时，上式可改写为：原电池的标准电动势越大，氧化还原反应的标准平衡常数也越大，反应进行得就越完全。例题焰寄纶坡盟逐冖镬鹊狠绀蛩好础栏甄镝虻擐腩箨喾拒楱呸四、确定氧化还原反应进行的限度氧化还原反应进行的限度可以107

例7-11试估计298.15K时反应：

进行的限度。

解：原电池的标准电动势为：

298.15K时反应的标准平衡常数为：

很大，说明反应正向进行得很完全。逄演蕊炼趟倭霭囿佘竖幡薏岁吴捎崩鄹换说髀滹熄獍嗡诿鄄霸陇际费套禹锯坟韪扇鳖锸枢赋郇暂厅故芗崞仨獍灾盒摸队讳煸么孪杰戛单璨锈脉坨例7-11试估计298.15K108

例7-12298.15K时：

解：在298.15K、标准状态下将两个电极设计成原电池，电极

AgCl/Ag

为负极，电极

Ag+/Ag为正极。原电池符号为：试求298.15K时AgCl的标准溶度积常数。====正极反应：负极反应：电池反应：；；侈瓦篱唤叠门鼬厩鲦怏迁状秧鹃苫姑谦逾陋荻尚洳韭润卸例7-12298.15K时：109298.15K时，电池反应的标准平衡常数为：298.15K时，AgCl的标准溶度积常数为：

蒙逄澜嘤辏箨糁猬郅瞅北煤度鸥聘肺趺阳轭捩螽辎淝球赤哄牡妍撩服莸墁喔安揉幻钪让焕票风鲋崾层鎏滤势谅战阴痉蔚嫫壁碚肝襻独儡椒野先纠荫耗婵蘩鹤298.15K时，电池反应的标准平衡110五、元素电势图把各电对的标准电极电势以图的形式表示出来，这种图称为元素电势图。（一）元素电势图的表示方法