原电池和氧化还原反应课件

原电池和氧化还原反应

氧化数：是指某元素的一个原子的电荷数，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。9.1.1氧化值（数）

确定氧化数的规则

⑴离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。

⑵共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的原子，两原子的形式电荷数即为它们的氧化数。

⑶单质中，元素的氧化数为零。

⑷中性分之中，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。

⑸氢的氧化数一般为+1，在金属氢化物中为-1，如。

⑹氧的氧化数一般为-2，在过氧化物中为-1，如在超氧化物中为-0.5，如在氧的氟化物中为+1或+2，如例：

9.1.2离子—电子法配平氧化还原方程式

配平原则：

(1)电荷守恒：得失电子数相等。

(2)

质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。

配平步骤：

（1）用离子式写出主要反应物和产物（气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式）。

（2）将反应分解为两个半反应式，并配平两个半反应的原子数及电荷数。（3）根据电荷守恒，以适当系数分别乘以两个半反应式，然后合并，整理，即得配平的离子方程式；有时根据需要可将其改为分子方程式。

例：配平反应方程式

①②①×2+②×5得

例：配平

解：①×5+②得①②

例：配平方程式①×3+②×2得①②

例：配平方程式①×24+②×5得①②

例：配平方程式①×5+②得①②

①×28+②×3得②①例：配平方程式

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-中性介质：左边多n个O+n个H2O，右边+2n个OH-

右边多n个O+2n个H+，左边n个H2O小结：

§

9.2电化学电池9.2.1Volta电池的构造9.2.2电解池与Faraday定律9.2.3Volta电池电动势的测定9.2.4Volta电池的最大功与Gibbs函数9.2.1Volta电池的构造Cu-Zn原电池装置氧化反应还原反应

金属导体如Cu、Zn

惰性导体如Pt、石墨棒电极‖

书写原电池符号的规则：

⑴负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示。

⑵半电池中两相界面用“”分开，同相不同物种用“，”分开，溶液、气体要注明ci，pi

。

⑶纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“，”分开。9.2.2电解池与Faraday定律原电池符号‖

例：将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示9.2.3Volta电池电动势的测定‖EMF—

电动势，可以由数字电压表或电位差计来测定。

9.2.4Volta电池的最大功与Gibbs函数

电功(J)=电量(C)电势差(V)

电池反应：

EMF—

电动势（V）

F—

法拉第常数96485（C·mol-1）

Z—

电池反应中转移的电子的物质的量化学电池与电化学分析装置化学电池：原电池和电解电池。电化学基本装置：两支电极、电源、放大与显示记录装置电位及电化学参数测量的基本原理

两大类电化学分析方法：

a.无电极反应。如电导,电泳分析法。使用惰性金属铂电极。

b.电极上有氧化还原反应发生。如库仑分析及伏安分析。电位分析原理：

E=E+-E-+EL电位测量：

E外=E测：外电位随两支电极间电位变化。

I=0

：测定过程中并没有电流流过电极。电极：参比电极：电极电位不随测定溶液和浓度变化而变化的电极。指示电极：电极电位则随测量溶液和浓度不同而变化。由电池电动势的大小可以确定待测溶液的活度（常用浓度代替）大小。

§9.3电极电势

9.3.1标准氢电极和甘汞电极

9.3.2标准电极电势

9.3.3浓度和Nernst方程式*9.3.4E-pH图

9.3.1电极电势的产生

M活泼M不活泼稀

溶解〉沉积沉积〉溶解----++++++++----++++++++--------9.3.1标准氢电极和甘汞电极

1.标准氢电极标准氢电极装置图表示为:H+H2(g)Pt

2.甘汞电极装置图

9.3.2标准电极电势和标准电动势1标准电极电势和标准电动势2电极电势的测定

⑴采用还原电势

⑵E

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

⑶E

无加和性

⑷一些电对的E

与介质的酸碱性有关酸性介质：碱性介质：3

标准电极电势表

9.3.3浓度和Nernst方程式

1Nernst方程式

2影响电极电势的因素

1.氧化型或还原型的浓度或分压

2.介质的酸碱性2.介质的酸碱性Ag

3.沉淀的生成对电极电势的影响

氧化型形成沉淀，E↓，

还原型形成沉淀，E↑，氧化型和还原型都形成沉淀，看二者的相对大小。小结：Cu氨水

4.配合物的生成对电极电势的影响

氧化型形成配合物，E↓，还原型形成配合物，E↑，氧化型和还原型都形成配合物，看的相对大小。

小结：5.弱电解质的生成对电极电势的影响

§9.4电极电势的应用9.4.1判断氧化剂、还原剂的相对强弱9.4.2判断氧化还原反应进行的方向9.4.3确定氧化还原反应进行的限度9.4.4元素电势图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9.4.1判断氧化剂、还原剂的相对强弱

9.4.2判断氧化还原反应进行的方向反应自发进行的条件为△rGm＜0∵△rGm

=–ZFEMF

即EMF

＞0反应正向自发进行

EMF

＜0反应逆向自发进行

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。例：现有含Cl-、Br-、I-的混合溶液，欲将I-氧化成I2，而Br-、Cl-不被氧化，在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中选择哪一个能符合上述要求？∵Fe3+只能把I-氧化为I2，而能把Cl-、Br-、I-氧化为相应的单质，∴应选择Fe2(SO4)3。

所以，该反应在标准态下不能向右进行。9.4.3确定氧化还原反应进行的限度

9.4.4元素电势图