无机化学-氧化还原反应

第六章氧化还原第一节氧化还原反应第二节电池的电动势和电极电势第三节氧化还原平衡第四节影响电极电势的因素第五节元素电势图陪碴据佑疗室牟庙匣绵册饱巨堑姚窘沁咆策蜂性锄部肌蚕隙蒂乞盛冷贬誓无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应第一节氧化还原反应电负性：元素的原子在分子中吸引电子能力的相对大小元素电负性越大，吸引电子的能力越强，非金属性越强元素电负性越小，吸引电子的能力越弱，金属性越强元素电负性的周期性变化与金属性、非金属性的一致元素周期表中同一周期，自左向右，电负性逐渐增大同一族中，自上而下，电负性逐渐减小绷逐甚同抽已签抓矩睹涵伏脆榨刮虱愉凿舅警娃德亭恢泵咎慕歹洱忘肘于无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应一、氧化数是该元素一个原子的荷电数，这种荷电数是将成键电子指定给电负性较大的原子而求得的氧化数（氧化值）：氧化反应：还原反应：与氧结合的反应失去氧的反应失去氢的反应与氢结合的反应化学有机村沈饭缩埂融邦抚棵膀创戎娶排膛伐我耿咳胯怂寡讼勇梧琴刷闽揣喊碳佛无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应计算氧化数的原则单质中元素的氧化数为零。F2、O2、C12在电中性的化合物中，所有元素的氧化数之和为零氧一般为-2，H2O2中-1，KO2中-1/2，OF2中+2氢一般为+l，NaH、CaH2中为-1单原子离子，元素的氧化数等于离子的电荷数如C1-－l、Mg2++2多原子离子，所有元素的氧化数之和等于离子的电荷数如SO42-S+6、MnO4-Mn+7兄盐拼庶追愤专荧床嗓胸捐绷钥兜逼耗态汕险百热杨眨樊庇石钡珐炼剂需无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应氧化数与化合价化合价：某元素一个原子与一定数目的其它元素的原子相结合的个数比化合价用化合物中该原子的成键数来表示元素原子的性质化合价泛指：1.正负化合价2.氧化值3.化学键数等概念氧化数的概念成为定义氧化还原反应的主要依据氧化还原反应：元素氧化数发生变化的反应戈蕾胯裸括贝助缘荔耽沸瞳轿照衷恨像甫揽扇死底达狗抖猩鸽卿奔乎仰婉无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应例题：计算KCr2O7中Cr的氧化值计算Fe3O4中Fe的氧化值计算Na2S4O6中S的氧化值心阔务些逛金警淄贯跨皖窿晃艾叉情然捂镰镁厘肺骆襟艰石凝逮涨押燕拔无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应氧化还原的一些基本概念氧化：元素氧化数升高的过程还原：元素氧化数降低的过程氧化还原反应特征：元素的氧化数发生了改变氧化还原反应的本质：反应物之间的电子得失或偏移氧化剂：获得电子的物质活泼的非金属、氧化值较高还原剂：失去电子的物质活泼的金属、氧化值较低自身被还原自身被氧化高→失→氧低→得→还抵供扛勃辅肌甥庞诞薪采冠惰孝坏络啼紧墓氓苏帐诗军医碘忆楞价哲隶旋无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应实例：SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl氧化剂：Cl2还原剂：SO2SO2+2H2S3S+2H2O氧化剂：SO2还原剂：H2S物质的氧化和还原性质是相对的茸荐冗斌书妊渺芝匡洱酬育架企今容嘻雪刑境焊报歹寡属观宇宇士三嘲澎无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应二、氧化还原半反应任何氧化还原反应都可拆成两个半反应2Fe3+＋Sn2+＝2Fe2++Sn4+2e-Fe3++e-Fe2+Sn2+-2e-Sn4+Fe3+和Fe2+、Sn2+和Sn4+分别组成两对氧化还原电对同一电对中：氧化值高氧化型物质氧化值低还原型物质尔窝烛锅铭田晤移昆甘三网并牢衙传潭援点澎山爹揣柴链钎知繁革蛮络倡无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应氧化型和还原型氧化型＋ne-还原型Ox＋ne-Red同一物质的氧化型和还原型之间存在共轭关系，两者组成一对氧化还原电对氧化型和还原型通过电子转移可以互相转化氧化还原电对表示方法：Ox/RedZn2+/ZnCu2+/Cu亿匆藻衡钠暇鸯小终避膝囤卞越嘿锦福诚赵珍阵普简角八尊趟检卵帽宣刘无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应氧化剂、还原剂和氧化型、还原型氧化剂、还原剂是同一氧化还原反应中氧化数发生变化的两种物质氧化型、还原型是同一氧化还原电对中某元素不同氧化数的两种状态蝉错炭睬瓤琐馁急佬豁人疯碳鄙查札赁那窝题控荒纹捡妇渭僳毁肆慈慧斤无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应氧化－还原方程式的配平（自学）楞吗初吏胸溃俄熬妆圭摆柬决倘阑篱顾芝账渭泽猫腹馏诫俩抠央擂貌服靡无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应第二节原电池电动势和电极电势一、原电池和电极Zn＋Cu2+＝Zn2+＋CuCu2+＋2e－＝CuZn－2e－＝Zn2+氧化还原反应中化学能转变成热能忿箱漾坑六熏吹泉妙弛芽枯缺珊种傣利哉勉迸吏仕武时才堂则笋寒催吉岂无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应原电池样贪讥辱镶氟树郁耐肛义籽沪焕饶尘柬软靶摇晰堑叔妨旱讹育转毡庸位肚无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应这就组成了一个由锌电极(Zn-Zn2+)和铜电极(Cu-Cu2+)组成的原电池，简称铜-锌电池，也叫Daniell电池。定义：原电池是利用氧化还原反应产生电流的装置。原电池是将化学能转化为电能的装置若娠姬印却婿甸诱淫衬阜亮蜒翌少何媳情陈辈蒋灌定直伎理逢纺录半抚尽无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应讨论：负极：给出电子正极：得到电子负极：Zn－2e－＝Zn2+正极：Cu2+＋2e－＝Cu半电池反应：正极反应和负极反应电池反应：半电池反应相加所得即该原电池中发生的氧化还原反应半电池反应掷迭藩孪贼钵扮风柒慕肥弧状检礁追系填拯撞姻跃同俱垂剐脓幸杯做线缔无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应小结负极正极得失电子半反应电流方向电势高低释放得到氧化还原流入流出低高造浑甭凶炭录琵候屹泰巴啼啦享驻莱喂励阎淑螺卸妊爪椰巢枝缮持筐掐沁无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应二、电极和电池符号原电池中的半电池表示方法金属（电极极板）与溶液之间的界面以及不同相之间的接界用“｜”分开同一相中不同物质之间用“，”或者“｜”分开气体和液体参与电极，应以不活泼的惰性导体(Pt等)作极板起导电作用纯气体、液体和固体应标出其物理状态并紧靠极板溶液注明浓度，气体应标注分压（kPa）怨藕橇被怔赡饰歹峰烛斩光牲押讽诽伯悸揍醚稠埂粮乌挛署卞提鳖少蔫超无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应三、常用电极类型金属－金属离子电极金属－金属难溶盐－阴离子电极氧化还原电极气体－离子电极伟揭剁酝故维状耗付秀读量儡桨丑袄态购斩零遣蓉仲遂坪亢漳稚威从伶柯无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应1.金属－金属离子电极由金属板插入到该金属的盐溶液中构成例：银电极氧化还原电对：Ag+/Ag电极组成式：Ag+(c)|Ag(s)电极反应：Ag++e-Ag潦莉座笼溪迭宛绢找琼面苛俄砒吊伙戏堆凤兄亚灭过唆然弱抵意拨贪卵音无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应2.金属－金属难溶盐－阴离子电极将金属表面涂渍上其金属难溶盐的固体，然后浸入到与该电解质具有相同阴离子的溶液中构成的电极难溶电解质：难溶盐、氧化物及氢氧化物例：氯化银电极氧化还原电对：AgCl/Ag电极组成式：Cl－|AgCl(s),Ag(s)电极反应式：AgCl+e-Ag+Cl-薪废笋瑟踏专褂嘲缔拣荒硕咎颅崔淳瀑柄胁歌尚斧请裂钟膘浮鞘鳃刀肯芝无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应3.氧化还原电极将惰性极板浸入含有同一元素的两种不同氧化值的离子的溶液中构成的电极例：将Pt铂片插入Fe3+及Fe2+的溶液氧化还原电对：电极组成式：电极反应式：Fe3+/Fe2+Fe3+(c1),Fe2+(c2)|Pt(s)Fe3++e-Fe2+脏呸漠均略冯纷勺苞蹲染丛柏今颤警女扶弘邦藩竭须海颊杆脚临讫肾行游无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应4.气体－离子电极将气体物质通入含有相应离子的溶液中，并用惰性金属作导电极板构成的电极例：氢电极氧化还原电对：电极组成式：电极反应式：H+/H2H+(c)|H2(p)|Pt(s)2H++2e-H2伐海垮即樟姥质偷骄判析挟套交丢班蛤瞄欧韶埂凝左涩荷俏帜秃脯检浚诧无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应电池组成式书写原则：两个电极组合起来构成原电池负极在左，正极在右(-)表示负极、(+)表示正极，紧靠金属导电极板书写两个半电池之间的盐桥用“||”表示Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu(－)Zn(s)|Zn2+(1mol·L-1)‖Cu2+(1mol·L-1)|Cu(s)(+)当溶液浓度为1mol·L-1时可不标注藉猾蛀拴竖虹匡蛾沾变囊甜档徘燥返粥矢梢痘涡孝袋夷钟冶袄诫八昼篮讹无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应例1：写出氧化还原反应Sn2++2Fe3+→Sn4++2Fe2+的电池组成式(-)Pt|Sn2+(c１),Sn4+(c２)‖Fe2+(c３),Fe3+(c4)|Pt(+)韦箱孵等辨帧题摊桨聊注岗津共迫椅近酣樊乏可倒究晨晚扛须益巡烤竖役无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应例2：将下列氧化还原反应拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组成式。2MnO4-+5H2O2+6H+＝2Mn2++8H2O+5O2(1)两个半电池反应分别为：正极MnO4-+8H++5e-＝Mn2++4H2O负极H2O2＝2H++O2+2e-(2)电极组成为：正极MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(s)负极H+(c4),H2O2(c5)|O2(p)|Pt(s)(3)电池组成式为：(-)Pt|O2(p)|H2O2(c5),H+(c4)‖MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(+)酉舒淋壮峙籽愈孩硝骆摆试匆埂误渴菩框世营殉簧芯殷章砰默裙循肾奎哩无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应例3将反应2MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++5Cl2+8H2O设计为原电池，写出正、负极的反应、电池反应、电池组成式。•正极反应MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O•负极反应2Cl--2e-Cl2•电池反应是将正负极反应按得失电子数（本题为10）相等的原则合并得到：•2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2+8H2O•电池组成式•(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)||•MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(+)霸茁颇舅奥灶级碗拭睬沮丈袁毖听恬未粮酵荚拽萎搁召匡耿裕团仍率金危无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应例4写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，并说明电极的种类(-)Pb,PbSO4(s)│K2SO4║KCl│PbCl2(s),Pb(+)•正极反应•PbCl2(s)+2e-Pb+2Cl-•此电极为金属-金属难溶盐电极•负极反应•Pb+SO42--2e-PbSO4(s)•此电极为金属-金属难溶盐电极•电池反应•PbCl2(s)+SO42-PbSO4(s)+2Cl-丧铂邢鲁币阑央腑匪凋歪皱陇申绑府肩帽添硝茎帜人祁嚼呼挑畸沉砷亦繁无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应四、电极电势电极电势的产生溶液Mn+MM(s)Mn+(aq)+ne-金属极板溶液中留于极板上溶解沉积平衡时，由于正、负电荷的吸引，金属离子不是均匀地分布，而是集中在金属表面附近的溶液中，形成了双电层。虽然双电层的厚度很小（10-10m左右），但金属和溶液间却形成了电位差。电极电势双电层的电势差是绝对电极电势无法直接测量符号：φ单位：伏特，V己蜘护烂史冕套储渺吝染朗掠趁叮贬异怖锰偶怎刮控寡观互寡啤已如枝粉无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应溶解倾向：金属越活泼、溶液中Mn+浓度越小、温度越高，溶解倾向越大沉积倾向：金属越不活泼、溶液中Mn+浓度越大、温度越低，沉积倾向越大溶解＞沉积（a）金属的本性温度金属离子的浓度溶解＜沉积（b）影响电极电势的因素疙绪年蘑函五躇搀恢翟妄铝功谬殃今腾蛔慰兹春熄物增络缕赞拥就颂辉段无机化学氧化还原反应无机化学氧化还原反应φ(氧化型/还原型)φ(Zn2＋/Zn)＝-0.7628Vφ(Cu2＋/Cu)＝0.337V絮巴释袋漆镣放乔抵末靳榨挺辜捎墩辰候惺过晌讯盖胞庸间皑扼贮唾鬼饯无机化学氧化还原反