收稿日期:2000-05-26 ①US Department of Health and Human Services.Toxicological profile for uranium (Draft for public comment ),Atlanta ,G eorgia. 1997.地下水中铀的反应运移模拟 B.Merkel (德国弗莱堡工业大学地质学院,弗莱堡) 摘要:地下水中铀的反应运移模拟对地下水保护和铀矿区的恢复都很重要,因为铀是一种化 学毒害性很高的放射性元素.在地下水及水与固体之间都应考虑对流、弥散、稀释、吸附等化学相互作用.介绍了德国德累斯顿市附近的K oenigstein 矿区淋滤条件的可行性研究结果.由于反应运移模拟需占用大量的CPU 时间,所有的运行在一天内完成,但用简单的混合法进行了稀释.对于这种研究,PHREEQC 2.2证明是一个功能很强的工具.与PHREEQC 相对应的数据库WA TEQ4F 涉及到48种元素、400多种物质、300多种矿物.根据铀和镭的特性,对其作了一定的修改,以使它更具相容性和可靠性.关键词:地下水;铀;反应运移模拟. 中图分类号:P641.2;P641.3;X753 文献标识码:A 文章编号:1000-2383(2000)05-0451-05 作者简介:Broder Merkel ,男,1983年获德国慕尼黑大学博士学位,现任德国Freiberg 工业大学地质生态学院院长、水文地质主讲教授,主要从事地下水污染研究和教学工作. 0 引言 3种天然同位素(99.27%238U ,0.70%235U ,0.03%234U )的放射性元素.238U (半衰期4.9×109a )和235U (半衰期7.13×108a )是放射性衰变系列的母体,且234U 是238U 的蜕变物.铀和子体核素如镭(Ra )、钍(Th )、氡(Rn )和子氡都是放射线发射体,尤其对饮用水而言,即使它们浓度很低,高能量的α辐射也是很危险的.由于居住区空气中氡的浓度偏高,其来源和运移已经变得相当重要.但是,目前有关毒性资料证明,铀所有的毒性主要取决于它的化学特性①.因此几个国家正在讨论铀在国际标准中1×10-9～20×10-9范围内的MCL (最大污染浓度).目前美国环境保护署(EPA )建议饮用水中铀的质量分数为20×10-9,但它只考虑了铀的放射毒性,应当有所调整.相反,当前德国放射保护委员会300×10-9的建议相对EPA 的MCL (20×10-9)更不可靠. 地下水中铀的天然质量分数变化很大,可从 0.001×10-6变化到约1×10-6,这取决于不同地球 化学边界条件和铀矿物的产出条件.深部采矿和露 天采矿改变了地球化学边界条件(如氧气的供应),堆浸和铀水冶改变了p H 值,这些都危及到地下水.在地下水污染中铀的淋滤已受到特别关注.在冷战 时期(1945— 1989年),前东德是世界上第三大产铀国,在面积相当小的萨克森州和图林根州就有几个采矿和选矿区.因此恢复这些目前废弃的矿区是德国一项重要而费用昂贵的工作.危害最大的是邻近德累斯顿市(图1)的K oenigstein 深矿,该区砂岩卷积前缘的铀矿床已用常规法和一种特殊的原位硫酸淋滤法进行了开采.此矿区埋藏于上森诺曼阶(Cenomanian )的砂岩中,上覆土仑阶(Turonian )砂岩,其中含有为有效隔水层的Plaener 2Mergel 夹层. 图2为4号含水层中穿过采铀区的示意横剖面.自K oenigstein 作为一个常规的深矿开采以来,4 号含水层完全被疏干,3号含水层也在一定程度上 被疏干.该矿1990年停止采矿,但由于淋滤区仍有大量的硫酸,故以60m 3/h 的抽水使矿区保持无水.抽出的水经过处理后排入易北河(Elbe ).总体上考虑了以下措施来恢复矿区:(1)自然衰减法(不采取任何措施);(2)增强型自然衰减法(在隧道和矿井中填入 第25卷第5期 地球科学———中国地质大学学报 Vol.25 No.52000年9月 Earth Science — Journal of China University of G eosciences Sep. 2000
第十一章氧化还原平衡与氧化还原滴定法 一、选择题 1．在一个氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势值相差越大，则下列描述该氧化还原反应中正确的是（） A．反应速度越大 B．反应速度越小 C．反应能自发进行 D．反应不能自发进行 2．在电极反应S 2O32－＋2e SO42－中，下列叙述正确的是（） A．S2O32－是正极，SO42－是负极 B．S2O32－被氧化，SO42－被还原 C．S2O32－是氧化剂，SO42－是还原剂 D．S2O32－是氧化型，SO42－是还原型 3．将反应：Fe2++ Ag+ = Fe3+ + Ag组成原电池，下列表示符号正确的是（） A．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag B．Cu|Fe2+，Fe3+||Ag+|Fe C．Ag|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag D．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Cu 4．有一原电池：Pt|Fe2+，Fe3+||Ce4+，Ce3+|Pt，则该电池的反应是（） A．Ce3+＋ Fe3+ Fe2+＋Ce4+ B．Ce4+ ＋ e Ce3+ C．Fe2+ ＋Ce4+ Ce3+＋ Fe3+ D．Ce3+＋ Fe2+ Fe ＋Ce4+ 5．在2KMnO 4 + 16HCl 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl +8H2O的反应中，还原产物是下面的哪一种（）。 A．Cl2 B．H2O C．KCl D．MnCl2 6．Na2S2O3与I2的反应，应在下列哪一种溶液中进行（） A．强酸性 B．强碱性 C．中性或弱酸性 D．12mol·L-1 HCl中 7．在S4O62－离子中S的氧化数是( ) A．2 B．2.5 C．+2.5 D．+4 8．间接碘量法中，应选择的指示剂和加入时间是（） A．I2液（滴定开始前） B．I2液（近终点时） C．淀粉溶液（滴定开始前） D．淀粉溶液（近终点时） 9．用Na2C2O4标定KMnO4溶液浓度时，指示剂是（） A．Na2C2O4溶液 B．KMnO4溶液 C． I2液 D．淀粉溶液 10．用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的浓度，滴定方式采用（） A．直接滴定法 B．间接滴定法 C．返滴定法 D．永停滴定法
第七章还原反应 1 解释下列名词 Lindlar催化剂；活性中心；毒剂；抑制剂；钯黑；Raney Ni; 2 非均相催化氢化反应的基本过程有哪几个？影响多相催化氢化的主要因素有哪些？ 3 结合反应实例说明烷氧基铝还原反应的特点、机理和应用范围？ 4化学还原剂分哪几类？各类1-2个例子。 5 比较LiAlH4与NaBH4在应用范围反应条件及产物后处理方面的异同？ 6 举例说明下列人名反应 Clemmensen 还原；Wolff-黄鸣龙还原；Rosenmund反应 7 举例说明用硼烷为还原剂对烯烃进行硼氢化反应时的反应方向与结构的关系？ 8 完成下列反应 CH=CH-CHO O2N (i-PrO)3Al (2) (3) O LiAlH CH=CH-COCH3Hg-Zn (4) CH3COCOOEt Hg-Zn HCl (5)COONa Li/NH 3 (1)
O (CH 2)4COOH 2)4COOH H 2NNH 2/KOH (6) COOH NO 2Fe,HCl (8) NO 2 CH 3 CH 3Fe,HCl (9) C Cl O Ph (10) N N H 3C NO Zn,HOAc (11) COOH COOH LiAlH 4 (12) H 3C H 3C C O CH 3 4(13) C 6H 5COCH 3 (14) NO 2 NO 2 24(7)
C6H5COCH3 (15) 1 解释下列名词 Lindlar催化剂：将钯黑和铂黑吸附在载体上称载体钯或载体铂。如果选用硫酸钡为载体，因为硫酸钡是一种催化剂毒剂，具有抑制催化氢化反应活性的作用，这种部分中毒的催化剂称Lindlar催化剂。 活性中心：反应物在催化剂表面的吸附不是均匀的，而是吸附在某些特定的部位即所谓活性中心上。活性中心是指在催化剂表面晶格上一些具有很高活性的特定部位，可为原子、离子，也可为由若干个原子有规则排列而组成的一个小区域。只有当作用物分子的结构与活性中心的结构之间有一定的几何对应关系时，才可能发生化学吸附。表现出催化剂活性。 毒剂：在催化剂的制备或氢化反应过程中，由于引入少量杂质，使催化剂的活性大大降低或完全丧失，并难以恢复到原有活性，这种现象称为催化剂中毒；如仅使其活性在某一方面受到抑制，经过适当活化处理可以再生，这种现象称为阻化。使催化剂中毒的物质称为毒剂，使催化剂阻化的物质称抑制剂。 钯黑：是一种氢化还原催化剂。钯和铂的水溶性盐类经还原而得的极细金属粉末，呈黑色，称为钯黑或铂黑。 Raney Ni:Raney 镍又称活性镍，为最常用的氢化催化剂，系具有多孔海绵状结构的金属镍微粒。在中性和弱碱性条件下，可用于炔键、烯键、硝基、氰基、羰基、芳杂环和芳稠环的氢化及碳-卤键、碳-硫键的氢解。在酸性条件下活性较低，如pH＜3时则活性消失。对苯环及羧酸基的催化活性较弱，对酯及酰胺几
2019-2020年高考化学专题复习-第六章-氧化还原反应教案
2019-2020年高考化学专题复习第六章氧化还原反应教案 一、教学基本要求 1、氧化还原反应与原电池 掌握氧化值的概念，掌握离子 电子法配平；了解原电池、氧化还原电对、半反应、电极反应、电池反应、电池符号（最简单的）等基本概念。 2、电极电势 理解双电层理论；掌握标准电极电势的概念； 熟悉标准氢电极、参比电极和甘汞电极；会用 标准电极电势表。 3、影响电极电势的因素 掌握能斯脱方程；掌握酸度、沉淀的生成、 配合物的生成对电极电势的影响。 4、电极电势的应用 会用电极电势判断氧化剂(或还原剂)的相对强弱；会计算氧化还原反应的平衡常数；会判断氧化还原反应进行的方向；会应用元素的标准电极电势图判断某一物质能否发生歧化反应，并会计算相应电对的电极电势。 二、学时分配: 讲授 学时数(5.0) 内容
1．氧化还原反应与 原电池 1.0 2．电极电势 1.0 3．影响电极电势的 因素 1.5 4．电极电势的应用 1.5 三、教学内容 §6.1 氧化还原反应与原电池 6.1.1 基本概念 参加反应的物质之间有电子的得失或偏移的一类反应称为氧化还原反应。 例如： Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu (电子的得失) H 2(g)+ Cl 2 (g)=HCl(g)（电子的偏移） 一、氧化数（值） 1．氧化数 1970年纯粹和应用化学国际联合会(IUPAC)确定:氧化数是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负性更大的原子而求得。 2．定氧化值的几条规则如下: （1）在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离子所带的电荷数。 （2）在多原子分子中,所有原子的氧化数代数和
第七章氧化还原反应电化学基础 [教学要求] 1．熟悉氧化还原反应的基本概念，能熟练地配平氧化反应方程式。 2．了解原电池的基本概念和电池电动势的概念。 3．掌握电极电势的概念及其影响因素、Nernst方程式及其有关的简单计算、电极电势的应用。 4．掌握元素电势图及其应用。 [教学重点] 1．电极电势的概念，以及浓度、沉淀、酸度等对电极电势的影响。 2．电极电势的应用。 3．元素电势图及其运用。 [教学难点] 电极电势的应用。 [教学时数]10学时 [主要内容] 1．氧化还原反应的实质，氧化值，氧化还原方程式配平。 2．原电池，电极电势（电极电势的概念，标准电极电势及其测定，能斯特方程式，影响电极电势的因素）。 3．电极电势的应用：判断氧化还原反应的方向和氧化剂还原剂的强弱，判断氧化还原反应进行的程度。 4．元素电势图及其运用。 [教学内容] §7.1 氧化还原反应的基本概念 7.1.1 氧化值 氧化值：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负性更大的原子而求得的。 确定氧化值的规则：
①单质中，元素的氧化值为零。 ②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为-1。 ④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF 2 和O 2F 2中，氧的氧化值分别为+2和+1。 ⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。 例： K 2Cr 2O 7 Cr 为+6 Fe 3O 4 中，Fe 为+8/3 Na 2S 2O 3中，S 为+2 Na 2S 4O 6中，平均为2.5 (2个S 为0, 二个S 为+5) 但 CrO 5中Cr 为+6，而不习惯认为10。 7.1.2 氧化还原反应方程式的配平 配平原则： ① 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 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分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。 ③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。 ④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方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。 例：配平下列反应方程式 423424KMnO (aq)K SO (aq)MnSO (aq)K SO (aq)+????→+酸性溶液中
第八章氧化还原反应 8.1 基本概念 8.1.1 氧化数 一、定义 1970年，国际纯化学和应用化学联合会对氧化数的明确定义：“某元素一个原子的荷电数。这种荷电数的计算是假设每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得”。例HCl, H2O 二、氧化数的确定 1．离子型化合物：氧化数＝“离子电荷” 2．共价化合物：氧化数＝“形式电荷数” 3．规定：(1)单质中，元素氧化数＝0。(2)氧化物中O(-Ⅱ)； 过氧化物中O(-Ⅰ)；OF2中O(+Ⅱ)。(3)一般H (+Ⅰ)，活泼 金属氢化物中H(-Ⅰ)。 4．结构未知的化合物中，按下法计算： 分子或离子的总电荷数＝各元素氧化数的代数和。 分子的总电荷数＝0 K2Cr2O7----Cr(+6)，Fe3O4----Fe(+8/3)，Na2S2O3----S(+2)，C2H2----C(-1) 氧化数是按一定规则指定的形式电荷的数值，可以是正、负数；可以是整数、分数或零。 8.1.2 氧化和还原的定义 一、基本概念
氧化还原反应：有氧化数发生变化的反应。 非氧化还原反应：没有发生氧化数变化的反应。 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 氧化还原反应的实质是元素原子间形式电荷发生偏移(或原子得失电子)，元素氧化数发生改变。在氧化还原反应中如果物质中某元素原子： 氧化数物质反应过程中反应类型 降低氧化剂被还原还原反应 升高还原剂被氧化氧化反应 氧化剂、还原剂为具体的物质，而氧化还原是指反应过程，它们都通过氧化数的改变来认定。在氧化还原反应中，氧化和还原是同时发生的。 二、氧化还原反应的类型 (1) 一般氧化还原反应 2KMnO4 + 5K2SO3+ 3H2SO4(稀)＝2MnSO4 + 6K2SO4+ 3H2O (2) 自身氧化—还原反应 2NaNO3 2NaNO2 +O2↑ 一个化合物中的不同元素的氧化数既有升高的又有降低 (3) 歧化反应 3I2 + 6NaOH NaIO3 + 5NaI + 3H2O 若一种物质，同一元素的氧化数既有升高又有降低的反应 8.2氧化还原方程式的配平 注意两点：(1)氧化数守恒----氧化数变化相等。(2)原子守恒----
第六章氧化还原反应 作业 1. 求下列划线元素的氧化值： H2O2K2Cr2O7NH4+Na2S2O3 N2H4Mn2O7MnO42-S8Cu2O Pb3O4N2O I2O5OF2BaO2 2. 判断下列反应哪些是氧化还原反应，是氧化还原反应的，指出哪些元素被氧化，哪些被还原？哪些物质是氧化剂，哪些是还原剂？ (1)CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O (2)Cl2 + H2O = HClO + HCl (3)SnCl2 + HgCl2 = Hg + SnCl4 (4)2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 (5)Cu2(OH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O (6)2KI + Br2 = 2KBr + I2 (7)HgI2 + 2I- = HgI42- (8)2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 (9)KClO3 + 6HCl = 3Cl2 + KCl + 3H2O (10)2O3 = 3O2 3. 下列物质哪些只能作氧化剂，哪些只能作还原剂，哪些既能作氧化剂又能作还原剂？ H2S H2SO4H2SO3Fe Fe3+Fe2+H2O2F2
Cl- 4. 配平下列反应式（其中（2）、（4）、（10）、（11）、（12）用离子电子法）： (11)KIO3 + KI + H2SO4→ I2 + K2SO4 + H2O 5 KI + KIO3 + 3 H2SO4 = 3 H2O + I2 + 3 K2SO4 (12)H2O2 + KMnO4 + H2SO4→ MnSO4 + O2 + K2SO4 4KMnO4+4H2O2+6H2SO4----2K2SO4+4MnSO4+7O2+10H2O (13)FeS2 + O2→Fe3O4 + SO2 (14)Na2S2O3 + I2 →Na2S4O6 + NaI (15)KClO3→KClO4 + KCl (16) C + H2SO4→CO2 + SO2 + H2O (17)Mg + HNO3→Mg(NO3)2 + N2O (18)Zn + HNO3→Zn(NO3)2 + NH4NO3 (19)CuS + HNO3→CuSO4 + NO2 + H2O (20)Sn2+ + O2→Sn4+ (21)Fe2+ + NO3-→ Fe3+ + NO2 (22)H2O2+ KI→ I2 + KOH 5. 判断下列各组中哪一种物质是最强的氧化剂，哪一种是最强的还原剂： (1)HClO/Cl2Cl2/C l-S/S2- (2)MnO4-/MnO42-MnO4-/Mn2+MnO4-/MnO2 (3)Sn2+/Sn Pb2+/Pb Ni2+/Ni
第7章氧化还原反应电化学基础 一、单选题 1. 下列电对中，Eθ值最小的是： A: Ag+/Ag； B: AgCl/Ag； C: AgBr/Ag； D: AgI/Ag 2. Eθ(Cu2+/Cu+)=0.158V，Eθ(Cu+/Cu)=0.522V，则反应 2 Cu+ Cu2+ + Cu的Kθ为： A: 6.93×10-7； B: 1.98×1012； C: 1.4×106； D: 4.8×10-13 3. 已知Eθ（Cl2/ Cl-）= +1.36V，在下列电极反应中标准电极电势为+1.36V 的电极反应是： A: Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl- - 2e- = Cl2 C: 1/2 Cl2+e- = Cl- D: 都是 4. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是： A: K2Cr2O7 B: PbO2 C: O2 D: FeCl3 5. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl- C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H2 6. 为防止配制的SnCl2 溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：A: 加入Sn 粒 B:. 加Fe 屑 C: 通入H2 D: 均可
7. 反应Zn (s) + 2H+ → Zn 2++ H2 (g)的平衡常数是多少？ A: 2×10-33 B: 1×10-13 C: 7×10-12 D: 5×10 26 二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”） 1. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快 2．由于Eθ（Cu+/Cu）= +0.52V , Eθ（I2/ I-）= +0.536V , 故Cu+ 和I2不能发生氧化还原反应。 3．氢的电极电势是零。 4．计算在非标准状态下进行氧化还原反应的平衡常数，必须先算出非标准电动势。 5．FeCl3，KMnO4和H2O2是常见的氧化剂，当溶液中[H+]增大时，它们的氧化能力 都增加。 三、填空题 1. 根据Eθ(PbO2/PbSO4) >Eθ(MnO4-/Mn2+) >Eθ(Sn4+/Sn2+)，可以判断在组成电对的六种物质中，氧化性最强的是，还原性最强的是。 2. 随着溶液的pH值增加，下列电对 Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4- /MnO42-的E值将分别、、。 3. 用电对MnO4-/Mn2+，Cl2/Cl-组成的原电池，其正极反应为 ，负极反应为，电池的电动势等于，
渗透性反应墙（PRB） 一、渗透反应墙技术简述 从广义上来讲，PRB是一种在原位对污染的羽状体进行拦截、阻断和补救的污染处理技术。它将特定反应介质安装在地面以下，通过生物或非生物作用将其中的污染物转化为环境可接受的形式，但不破坏地下水流动性和改变地下水的水文地质Ⅲ。PRB主要由透水的反应介质组成。通常置于地下水污染羽状体的下游，与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种．污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时，产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应。使水中污染物能够得以去除，在PRB下游流出处理后的净化水。它要求捕捉污染羽状体的污染物的“走向”．即把可渗透反应墙安装在含有此污染物羽状体地下水走向的下游地带含水层。从而使污染物顺利进入可渗透反应墙装置与反应材料进行有效接触．使其污染物能转化为环境可接受的另一种形式．实现使污染物浓度达到环境标准的目标?。此法可去除地下水溶解的有机物、金属、放射性物质及其他的污染物质。可渗透反应墙示意图如图所示： 二、渗透反应墙技术的分析 PRB技术简单的讲就是在被污染的地下水流动方向建一个选择性的透过“屏障”，使得地下水在通过这个“屏障”时，水中的污染物被反应墙内的填充介质吸附、氧化还原或者降解。因受到地下水流和开沟槽的深度限制，目前该技术多用于有地下水流的饱和污染层的修复． 1、PRB的修复机理 ①物理作用 通过反应材料的高吸附性，去除地下水中的污染组分，常用的活性材料有活性炭、泥煤、氧化物和沸石类。 ②化学作用 通过改变地下环境的一些条件和反应材料的溶解，使地下水中的污染组份发生化学反应，产生沉淀、气体或生成其他的形式，从而达到去除的目的。 ③生物作用 通过反应材料作为微生物电子受体，并供其生长繁殖所需的能量和营养元素，增强地下水
第六章 氧化还原反应 一、选择题 1. 对于一个氧化还原反应，下列各组中正确的关系式应是…………………… （ ） (A) m r G ?＞0； E ＜0；K ＜1 (B) m r G ?＞0； E ＞0；K ＞1 (C) m r G ?＜0； E ＜0；K ＞1 (D) m r G ?＜0； E ＞0；K ＜1 2. 在-272O Cr + I - + H + ?→? Cr 3+ + I 2 + H 2O 反应式中，配平后各物种的化学计量数从左至右依次为……………………………………………………………………… （ ） (A) 1，3，14，2，12 1，7 (B) 2，6，28，4，3，14 (C) 1，6，14，2，3，7 (D) 2，3，28，4，121，14 3. 常用的三种甘汞电极，即(1) 饱和甘汞电极 (2) 摩尔甘汞电极 (3) 0.1 mol ·dm -3 甘汞电极，其电极反应为：Hg 2Cl 2(s) + 2e - = 2Hg(l) + 2Cl -(aq)，在25℃ 时三种甘汞电极的 ?的大小次序 为…………………………………………………………………… （ ） (A) 1?＞ 2?＞ 3? (B) 2?＞ 1?＞ 3? (C) 3?＞ 2?＞ 1? (D) 1?＝ 2?＝ 3? 二、填空题 4. 已知： ?(Cl 2/Cl -) = 1.36 V ， ?(O 2/H 2O) = 1.23 V ，但电解NaCl 水溶液的石墨阳极放出的是氯而不是氧。事实上只产生痕量氧，这是由于 。 5. 在298K ，101.3kPa 的条件下，在酸性溶液中， ?(H +/H 2)为_____________V ；在碱性溶液中， ?(H 2O/H 2，OH -)为__________________________________V 。 6. 有下列几种物种：I -、NH 3·H 2O 、CN - 和 S 2- ； (1) 当________________存在时，Ag + 的氧化能力最强； (2) 当________________存在时，Ag 的还原能力最强。 (K sp (AgI) = 8.51 ? 10-17，K sp (Ag 2S) = 6.69 ? 10-50， K 稳(Ag(NH 3)+ 2) = 1.1 ? 107， K 稳(Ag(CN)- 2) = 1.3 ? 1021 ) 三、计算题 7. 用计算说明酸性条件下([H 3O +] = 1.0 mol ·dm -3)，Ag 能把FeCl 3水溶液中的Fe 3+还原成Fe 2+的原因。写出相应方程式，计算相应平衡常数。 ?(Ag +/Ag) = 0.80 V ?(Fe 3+/Fe 2+) = 0.771 V K SP (AgCl) = 1.77 ? 10-10 四、问答题 8. 在碱性溶液中，多硫化物离子-2 S x 与-3BrO 离子起氧化—还原反应，产物为-24SO 和Br - 离子。在反应中，所消耗的-3BrO 离子与OH - 离子之比为2:3。试求x 值，并写出离子方程式。
第十一章氧化还原反应 §本章摘要§1.原电池 原电池电极电势和电动势 2.氧化还原反应方程式的配平 电极反应式的配平氧化还原方程式的配平 3.电池反应的热力学 电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对 E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数 4.化学电源 化学电源 5.分解电压和超电压 分解电压和超电压 6.和电极电势有关的图示 电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图 1 4 1 的 (1) 片上，进入溶随着上述过程的进行，左池中过剩，显正电性，阻 －+ 2 e 过剩， 阻碍电子从左向右移动，阻碍反应+ 2 e - Cu 不能持续
(2) 的溶液中，构成锌电极。这 接触时，有两种过程可能发生： Zn ----+ 2 e + 2 e --- Zn - 电极来说，一般认为是锌片上留下负电荷而进入溶液。和 Zn - 电极的电极电势。 溶液均处于标准态时，这个 表 表示。电极电势 至此，我们定义了电极电势和，电池的电和电池的电动势可以测得，这将在物理 值的测定中仍有一些值必须组成一个电路， 值的参比电极。测出由待测电极和参比电极组成的原电池的电动势E, 值，就可以计算出待测电极的电极电 (1 ) 1.013Pa
原电池的电动势 表示电极中极板与溶液之间的 动势为电池的标准电动势， 大的电极为正极，故电 所以，电池反应 ] = 1 。
[ KCl ] = 1。其 而求得。 , 离子共存的溶液中， 物质。如, 值增大的顺序从上到下排列。
-即得，正极的电极反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应。在电池反应中，正极的 反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应： 正极的氧化型 是氧化剂，它被还原成其还原型 其氧化型 。 值越大表示氧化型物质越容易被还原。这种电极电势被称为‘还原电势’ 第十一章 氧化还原反应 §本章摘要§ 1.原电池 原电池 电极电势和电动势 2.氧化还原反应方程式的配平 电极反应式的配平 氧化还原方程式的配平 3.电池反应的热力学 电动势 和电池反应的关系 电动势和电池反应的关系 浓度对 E 和 的影响 (Nernst 方程) 水溶液中离子的热力学函数 4.化学电源 化学电源 5.分解电压和超电压 分解电压和超电压 6.和电极电势有关的图示 电势 - pH 图 元素电势图 自由能 - 氧化数图
第六章 氧化还原滴定法习题 补充题1.配平下列氧化还原反应方程式 ①+--++H I O Cr 2 72O H Cr 22+ ②+--++H I BrO 3O H Br I 22++- ③+--++H O C MnO 2424 O H CO Mn 222+↑++ ④+--++H Cl ClO 3O H Cl 2+ ⑤O H Ce HAsO 242+++++++H Ce AsO H 34 补充题2.写出下列电对电位的Nernst 方程式 ①e O S 2264+--2322O S ②e H AsO H 2243+++O H HAsO 222+ ③e H O Cr 614272+++-O H Cr 2372++ 补充题 3. 条件电位与标准电极电位有何区别？它有何含义？影响条件电位的主要因素有哪些？ P124 1.已知)534.0()159.0(2//2 2V V I I Cu Cu θ θ??-++?，但是Cu 2+却能将I -氧化为I 2，为什么？ P124 2. 计算pH=2.0，含有未配合的EDTA 浓度为0.10mol/L 时，++23/Fe Fe 电对的条件 电位（忽略离子强度的影响）。并判断此条件下下列反应的方向。（已知771.023/=+ + θ?Fe Fe ，534.02/2 =- θ?I I ，pH=2.0时，51.13lg )(=H Y α，32.14lg 2=- FeY K ，1.25lg =- FeY K ） 2Fe 3+ + 2I -2+ + I 2 （提示：①计算该条件下游离的[Y 4-]；②计算铁离子副反应系数)(EDTA Fe α；③计算' /23θ?+ + Fe Fe ,并判断反应进行的方向） P124 4.在25℃，1mol/LHCl 溶液中，用Fe 3+标准溶液滴定Sn 2+液，计算：①滴定反应的平衡常数并判断该反应是否完全；②化学计量点的电极电位；③滴定突跃电位范围，请问可选用哪种氧化还原指示剂指示终点？（已知V V Sn Sn Fe Fe 14.070.02423//==++++’ ’ ，θθ??） P126 5.用K 2Cr 2O 7标定Na 2S 2O 3溶液时，称取0.5012g 基准K 2Cr 2O 7，用水溶解并稀释至100.0ml ，取出20.00ml ，加入H 2S04及KI 溶液，用待标定的Na 2S 2O 3溶液滴定至终点
第十章 氧化还原反应 电化学基础 4.有一电池：Pt|H 2(50.7kPa)|H +(0.50 mol ?L -1)||Sn 4+(0.70 mol ?L -1),Sn 2+ (0.50 mol ?L -1)|Pt (1)写出半电池反应； (2)写出电池反应； (3)计算电池的电动势E ； (4)E ＝0时，保持p(H 2)、c(H +)不变的情况下，c(Sn 2+)/ c(Sn 4+)是多少？ 解： (1)负极反应： +-2H (g)2H (aq)+2e ? 正极反应： 4+-2+Sn (aq)+2e Sn (aq)? (2)电池反应： 4+2++2Sn (aq)+ H (g)Sn (aq) +2H (aq)? (3) 422 //E=Sn Sn H H ??+++- 4222242 //()/()/(lg )[lg ]2()/2(()/)Sn Sn H H p H p RT c Sn c RT F c Sn c F c H c θθθθ??++++++=--- 2242()/()/(0.1539lg )[0.00lg ]2()/2(()/) p H p RT c Sn c RT F c Sn c F c H c θθθθ+++=--- 20.7050.7/100(0.1539lg )[0.00lg ]20.5020.50 RT RT F F =--- =0.1539-0.07310.1535RT RT F F + =0.1539+0.0804RT F 若T=298K ，则E=0.1586V (4) 24()/00.1539lg 0.15352()/RT c Sn c RT F c Sn c F θθ++=-+ 2[(0.15390.1535)/()]24()=10() RT RT F F c Sn c Sn +++ 若T ＝298K ，则240.0592()0.1630=lg 2()c Sn c Sn ++，2-24() =3.2110() c Sn c Sn ++?
水岩作用研究现状及趋势 水岩作用是指：水、热液和岩石在岩石固相线以下的温度、压力范围内进行的各种化学反应和物理化学作用。它是一种基本的地球化学作用，导致了化学元素、同位素在岩石与水之问重新分配，是元素活化、迁移及整个地球化学质量平衡过程的一种潜在因素。因此，它并不局限于某一种地质过程，而是广泛地存在于地壳乃至上地幔中。在水岩作用中，基本的地球化学、物理化学方式有：①流体对固相的溶解淋滤和交代，②固液两相间的同位索交换，③氧化一还原，④流体、地下水中的元素在固相表面的吸附，⑤流体、地下水流经细孔隙岩石时发生的渗滤分异。以上①、②两项在热液活动中有着广泛的意义。 水岩作用的主要地球化学特点如下：①水岩作用以流体、地下水和岩石之间存在的化学或同位素的不平衡为前提，并且是一个非平衡的地球化学过程②水岩作用的地球化学效应，与同一体系中诸矿物或元素问的差异行为有关，这种差异是元素选择性迁移、栝化及矿物间同位素非平衡现象的原因，⑤水岩作用是一个与时间有很大关系的过程，尤其是一些受局部性、暂时性热源控制的水岩作用，表现得更为明显。 由于上述原因，水岩作用研究的一个关键问题，就是阐明整个过程的动力学效应。地球化学动力学理论是水岩作用地球化学研究的主要理论工具，在今后的一段时间内将是地球化学理论的一个重要发展方向。
水岩作用对各种地质构造、工程施工都有很重要的影响，目前，主要研究以下几个方面： 1、低温地热系统水岩作用的实验研究。用水——岩反应实验模拟了开采条件下天然地热水的化学组分，研究开采引起的水化学性质改变的主要控制因素和过程，认为其机理通常是储层中水岩反应的重新整。实验结果揭示出储层中水岩比发生了局部变化，从理论上找到了地热水资源开发中的水动力学过程和水化学过程的结合点，在实践找到到了调节、控制和改良水质的技术途径和方法。 2、红层泥岩水岩作用特征研究。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强，遇水易软化、塑变，抗风化能力弱，易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低，并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有，结构面遇水泥化导致楔形体失稳，泥岩塑性变形引起边坡蠕变，同时红层还具有很强的崩解性，边坡开挖后发生崩解等现象。 3、滑坡体水岩作用机制与变形机理研究。水岩作用对滑坡形成与发展具有非常重要的影响。从水岩作用的材料力学效应、水力学效应、化学效应及地震效应4个方面对某滑坡体的水岩作用机制进行了分析，其中前3种作用机制对滑坡体的变形演化与复活关系最为密切。在此基础上，对滑坡体变形机理进行了综合分析。分析认为，滑坡发育的基本条件有软硬相间的有利地层结构、地质构造条件等；滑坡发育的诱发因素有降雨、水库蓄水及人类活动等。 4、人工回灌条件下的水岩作用研究。人工回灌过程中所发生的
第六章氧化还原反应 一、教学基本要求 1、氧化还原反应与原电池 掌握氧化值的概念，掌握离子 电子法配平；了解原电池、氧化还原电对、半反应、电极反应、电池反应、电池符号（最简单的）等基本概念。 2、电极电势 理解双电层理论；掌握标准电极电势的概念；熟悉标准氢电极、参比电 极和甘汞电极；会用标准电极电势表。 3、影响电极电势的因素 掌握能斯脱方程；掌握酸度、沉淀的生成、配合物的生成对电极电势的 影响。 4、电极电势的应用 会用电极电势判断氧化剂(或还原剂)的相对强弱；会计算氧化还原反应的平衡常数；会判断氧化还原反应进行的方向；会应用元素的标准电极电势图判断某一物质能否发生歧化反应，并会计算相应电对的电极电势。 二、学时分配: 讲授内容学时数(5.0) 1．氧化还原反应与原电池 1.0 2．电极电势 1.0 3．影响电极电势的因素 1.5 4．电极电势的应用 1.5 三、教学内容 §6.1 氧化还原反应与原电池 6.1.1 基本概念 参加反应的物质之间有电子的得失或偏移的一类反应称为氧化还原反应。 例如： Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu (电子的得失) H2(g)+ Cl2(g)=HCl(g)（电子的偏移） 一、氧化数（值） 1．氧化数 1970年纯粹和应用化学国际联合会(IUPAC)确定:氧化数是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负性更大的原子而求得。 2．定氧化值的几条规则如下: （1）在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离子所带的电荷数。 （2）在多原子分子中,所有原子的氧化数代数和为零；在多原子离子中,所有元素的氧化数的代数和等于该离子所带的电荷数。 （3）含氢大多数化合物中氢的氧化数为+1，但在金属氢化物中,氢的氧化值为-1。 （4）氧在一般化合物中的氧化数为-2；在过氧化物中为-1；在超氧化物（KO2）中
第十一章氧化还原反应 一、选择题 11.1 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：（） (A) K2Cr2O7 ；(B) PbO2；(C) O2；(D) FeCl3 11.2 为防止配制的SnCl2 溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：（） (A) 加入Sn 粒；(B) 加Fe 屑；(C)通入H2；( D) 均可 11.3下列各组物质能够在标准状态下能够共存的是（） （A），Cu （B），（C），（D）， （已知：，，，， ） 答案：D、A、B 11.4 某氧化剂YO(OH)2+中元素Y的价态为+5，如果还原7.16×10-4molYO(OH)2+溶液使Y 至较低价态，则需用0.066mol.dm-3的NaSO3溶液26.98ml。还原产物中Y元素的氧化态为（A）-2 (B)-1 (C) 0 (D) +1 11.5已知电极反应ClO3-+6H++6e-＝Cl-+3H2O的△r Gmθ=-839.6KJ.mol-1,则Eθ（ClO3-/Cl-）值为 （A）1.45 V (B)0.73V (C) 2.90V (D) -1.45V 11.6 使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E值增加的是 （A）Cu++2e-＝Cu (B)I2+2e-＝2I-(C) 2H++2e-＝H2(D) Fe3++e-＝Fe2+ 11.7 将有关离子浓度增大5倍，E值保持不变的电极反应是 （A）Zn2++2e-＝2HCl (B)2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+ (C) Ag++Cl-＝AgCl (D) 2Hg2++Sn2+＝Hg22++Sn4+ 11.8 将下列反应设计成原池时，不用惰性电极的是 （A）H2+Cl2＝2HCl (B)2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+ (C) Ag++Cl-＝AgCl (D) 2Hg2++Sn2+＝Hg22++Sn4+ 11.9 下列氧化还原电对在Eθ值最大的是 （A）Ag+/Ag (B)AgCl/Ag (C) AgBr/Ag (D) AgI/Ag 11.10已知Eθ（Zn2+/Zn）=-0.76V，下列原电池反应的电动势为0.46V，则氢电极溶液中的PH为Zn+2H+(a mol.dm-3)＝Zn2+(1 mol.dm-3)+H2(1.013×105) （A）10.2 (B) 2.5 (C) 3.0 (D) 5.1 11.11 以惰性电极电解一段时间后，PH增大的溶液是 （A）HCl (B) H2SO4(C) Na2SO4(D) NaHSO4
第七章氧化还原反应电化学基础 一、教学基本要求 1、掌握氧化值，氧化，还原，氧化还原反应，原电池，标准电极电势，标准氢电极，甘汞电极，元素电势图等基本概念。 2、掌握氧化—还原方程式的配平方法。 3、熟练掌握能斯特方程的相关计算，能运用其讨论离子浓度对电极电势的影响。 4、熟练掌握电极电势的应用。 5、掌握元素电势图及其应用。 二、内容要点 本章以原电池作为讨论氧化还原反应的物理模型，重点讨论标准电极电势的概念以及影响电极电势的因素。同时将氧化还原反应与原电池电动势联系起来，判断反应进行的方向和限度。 (一)、氧化还原反应的基本概念。 氧化还原反应是一类有电子转移（或得失）的反应。 1、氧化值 （1）氧化值是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的电子指定给电负性更大的原子而求得的。在化合物分子中，氧化值是元素的电荷数或形式电荷数。 （2）氧化值的确定规则： A 在单质中，元素的氧化值为零。
B 在单原子离子中，等于离子所带的电荷数。 C 大多数化合物中，氢的氧化值为+1：只有在金属氢化物（NaOH,CaH 2 ）中，氢的氧化值为—1。 D 通常，氧的氧化值为—2，但是在H 2O 2 ,NaO 2 ,BaO 2 等过氧化物中，其氧化值为— 1，在氧的氟化物中，如OF 2和O 2 F 2 中，氧的氧化值分别为+2，+1。 E 所有氟化物中，氟的氧化值为—1。 F 碱金属和碱土金属在化合物中的氧化值为+1和+2。 G 在中性分子中，各元素氧化值的代数和为零。在多原子离子中，各元素氧化值的代数和等于离子所带电荷数。 2.还原剂和氧化剂： 在氧化还原反应中，失电子的物质是还原剂，即电子给予体。其本身被氧化，其元素氧化值升高；得电子的物质是氧化剂，即电子接受体，其本身被还原，其元素氧化值降低。 3.电对： 氧化还原反应是由还原剂被氧化和氧化剂被还原这两个“半反应”组成。在“半反应”中同一元素高氧化值的物种被称为氧化型，低氧化值的物种被称为还原型，氧化型与还原型组成“电对”，“电对”与“半反应”是相互对应的。 4.氧化还原反应方程式的配平。 配平原则 ①方程式两边各种元素的原子总数必须各自相等，各物种的电荷数之代数和必须相等。 ②反应中氧化剂和还原剂的得失电子数相等。