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
11氧化还原反应(二)
第十一讲氧化还原反应的规律及应用 一、教学目标 1.认识氧化还原反应的基本规律，了解判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法 2.初步学会氧化还原反应的有关规律解决实际问题，能根据氧化还原反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱 二、重点与难点 1.氧化还原反应的基本规律 2.判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法 三、教学方法与过程: （一）氧化还原反应的基本规律及作用 1、电子守恒规律 ____________电子总数（或物质的量）=__________得电子总数（或物质的量）2、表现性质规律 元素处于最高价，只有______；元素处于最低价，只有______；元素处于中间价，_____________________。 作用：判断物质的氧化性、还原性 金属单质只有__________，非金属单质大多数_______________________ [归纳与整理] 3、由强到弱规律：
较强还原性的还原剂跟较强氧化性的氧化剂反应，生成弱氧化性的氧化产物和弱还原性的还原产物 还原性：________>________ 氧化性：________>________ 作用：判断氧化还原反应在一定条件下能否发生，比较粒子氧化性或还原性强弱，选择合适的氧化剂或还原剂制备物质。 [归纳与整理] 4、反应先后规律 当有多种氧化性或多种还原性物质时， _________________________________________________________优先反应，即“强者先行”。 作用：判断氧化还原反应的先后顺序 [归纳与整理] 5、正易逆难规律 越容易失去电子的物质，失去电子后就越_________电子；越容易得到电子的物质，得到电子后就越_________电子。 [思考与交流] 如何根据氧化还原反应的规律判断物质氧化性、还原性的强弱的一般方法 [归纳与整理]
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
2019-2020年高中化学《氧化还原反应》教案11 新人教版必修1 Ⅰ、教学目标 1．掌握氧化还原反应的本质。 2．学习氧化还原反应中的概念，通过对立统一关系进行辩证唯物主义教育。 3．学习用双线桥法分析氧化还原反应。 Ⅱ、教学方法讨论分析法 Ⅲ、教学重点难点氧化还原反应中的几对概念。 Ⅳ、教学过程 通过上节课的讨论，我们知道化学反应仅仅用四类基本分类方法是不完善的，氧化还原反应仅仅用得失氧的角度定义也是很不科学的。 什么是氧化还原反应？---有化合价变化的反应是氧化还原反应。 氧化还原反应中为什么有化合价的变化呢？ 二、氧化还原反应 1．氧化还原反应的概念 〔讨论〕化合价变化的原因是什么？氧化还原反应的实质？ (1) 2Na + Cl2 === 2NaCl (2) H2 + Cl2 === 2HCl 我们可以给氧化还原反应的定义从得失氧→化合价升降→得失电子的角度下定义：凡是有电子转移（得失或偏移）的反应都是氧化还原反应。没有电子转移的反应，就是非氧化还原反应。 化合价升高，失去电子，被氧化 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 化合价降低，得到电子，被还原 2．氧化剂和还原剂 氧化剂：得到电子（或电子对偏向）的物质【所含元素化合价降低的物质】 还原剂：失去电子（或电子对偏离）的物质【所含元素化合价升高的物质】 反应中氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。
3．双线桥法（讨论） 2Na + Cl 2 === 2NaCl 氧化剂：Cl 2 还原剂：Na 用双线桥分析 H 2+ Cl 2===2HCl 4．小结网络关系： 常用的氧化剂和还原剂 氧化剂：O 2、Cl 2、HNO 3、浓H 2SO 4、KMnO 4、FeCl 3等 还原剂：Al 、Zn 、FeC 、H 2、CO 、S 、SO 2等 作 业：P12/二2、3，三 1 — 化合价降低，得到2×e —，被还原（还原反应） 发生还原反 应（被氧化）
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
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。
地球化学和地下水系统（一） 发表日期：2005年8月21日 ［美］Pierre D. Glynn等 在过去的50年间，地球化学对了解地下水系统方面做出了重要的贡献。水化学相的概念、平衡理论、对氧化还原过程的研究和放射性碳测定年龄的方法等方面取得了极大的进步。另一些水文化学的概念、工具和技术也有助于了解地下水系统的流动和运移机制，揭示一些古环境信息。根据水文化学和同位素技术，可以解释地下水补给、地下水流动和化学反应过程，提供古水文信息并对地下水流动模型进行校正。关于获得具有代表性样品、解释获得信息和采用水文化学数据建立和解释数值模型方面需要进行改进。保证野外资料和分析、解释、应用的最佳迭代方法是统计模拟方法。希望在微生物、天然有机物特征、同位素“指纹”识别和溶解气体测试、反应动力学和耦合过程方面进行深入研究。热力学方法有助于比较和了解影响地下水系统的多种物理、化学和生物过程。 一、概述 过去的50年间，随着地球化学方法的进步，对地下水系统的水文化学过程了解逐步加深，而且对影响地下水系统流动和化学特征的构造、地质、矿物和水文特征的了解也逐步加深。通过实验室实验和动力学机制研究，提供了重要的反应过程信息；随着
分析技术的进步，测试小体积样品中低浓度的化学/同位素物质成为可能；另外，随着计算机技术的发展，可以通过数值模拟来解释复杂的地下水流动/反应系统。 根据潜流带的水文地球化学数据和模拟模型解释地下水地球化学过程的文献很多。地球化学家分析了含水层中的氧化还原反应和局部均衡的概念，化学演化过程是一个或多个不可逆反应的结果。在系统的演化过程中，碳酸盐、硅酸盐、粘土、硫化物、离子交换和有机碳反应起着重要作用。地下水地球化学方面的专家也指出了重要的环境问题，如砷污染、营养元素和微量元素的转化、矿山酸性排水源和地下的微生物作用等，会影响反应速度、氧化还原过程、淡水含水层的存贮和恢复。 本文主要讨论了水文化学的主要研究领域，如：（1）从地下水系统中获取具有代表性的信息；（2）采用地下水示踪剂研究地下水流动和反应过程；（3）判断地下水的年代；（4）对地球化学过程进行数值模拟。 地下水地球化学领域涉及的内容非常广泛，如污染物的水文地质、热力学数据评价、实验和理论反应动力学、吸附过程、天然有机地球化学和微生物作用。 二、水化学相的概念 沿地下水流动通道的地球化学反应会造成沿流动方向的区域水化学成分变化。水成分图中的溶解组分的浓度等值线沿地下水流动方向呈正态分布。Back（1960,1966）给出了水化学相的定义，指出在分析水文地质和矿物成分相对均匀的含水层时，需要分析地球化学过程。 需要根据浓度、惰性元素或示踪剂对进入地下水系统的水源进行分类。惰性示踪剂沿地下水补给区的浓度随空间变化有所不同，通过含水层的示踪剂流动方向也正是地下水流向，此时，水文化学相（有时也称水文化学区）与流向平行。在一般情况下，反应物的浓度沿补给区随时间和空间的变化有所不同，可能总体上也是沿地下水流向演化。通过地球化学特征获取地下水流动和水文地质信息，需要了解含水层物质的水相反应，以及补给成分的时空分布。地下水系统的许多地球化学模型也与反应物质的不同或水文地质性质的不同有关。 通过绘制水文化学相（区）图可以得到区域含水层的流动模式，据此可以确定地下水流动方向。根据水文化学模式和根据电
2008化学高考题汇编（三）－氧化还原反应 1．（08全国Ⅱ卷）(NH 4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是( ) A．SO2、H2O、N2、NH3B．N2、SO2、H2O、NH3 C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2 解析：此题实际上是考查化学方程式的配平，(NH4)2SO4NH3＋N2＋SO2＋H2O，反应中：N： －3→0，化合价变化总数为6，S：＋6→＋4，化合价变化数为2，根据化合价升高和降低的总数相等，所以应在SO2前配3，(NH4)2SO4前面配3，NH3前面配4，H2O前面配6， 最后计算反应前后的O原子个数相等。配平后的化学方程式为：3(NH4)2SO4高温 4NH3 ↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O。 答案：C。 2．（08海南卷）锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（） A．2mol B．1 mol C．0.5mol D．0.25mol 解析：此题主要考查氧化还原反应的配平：Zn＋HNO3(稀)Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O，Zn： 0→＋2，化合价改变值为：(2－0)×1＝2，N：＋5→－3，化合价的改变值为：(5＋ 3)×1＝8，根据化合价升降总值相等得：在Zn(NO3)2前配4，NH4NO3前配1，然后根 据反应前后各元素的原子个数相等，找出其他物质的系数。配平后的化学方程式为：4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O，当生成1mol的Zn(NO3)2时，被还原的HNO3为0.25mol。 答案：D。 3．（08上海卷）下列物质中，只有氧化性、只有还原性，既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是（） A．F2、K、HCl B．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O 解析：元素具有最高价时只有氧化性，注意F2没有最高化合价，元素具有最低化合价时只有还原性，而处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。 答案：A 4.（08上海卷）已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO2NaCl＋NaClO3。 在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是( ) A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3C．NaClO、NaClO3D．NaClO3、NaClO4 解析：在已知反应中氯元素的化合价：＋1→＋5和＋1→－1，既然NaClO2也有类似的反应，即氯元素的化合价既有升高，也有降低，选项A中均降低；选项B、C与题意相符； 选项D化合价均升高，但选项C中NaClO不是最终产物。 答案：B 5．（08重庆卷）下列做法中用到物质氧化性的是（） A．明矾净化水B．纯碱除去油污 C．臭氧消毒餐具D．食醋清洗水垢 解析：臭氧能够杀菌，是由于臭氧具有强氧化性，能使细菌结构被破坏。 答案：C。
第七章 氧化还原反应和电极电势 首 页 习题解析 本章练习 本章练习答案 章后习题答案 e e (Cl 2/CI -)=1.358V, ( Ag +/Ag)=0.799 6V ，求 AgCI 的溶度积。 AgCI(s) - - Ag + + Cl -，方程式两侧各加 Ag : z e e x nE _ n( AgCl/Ag Ag /Ag ) ________ = ______________ o 0.05916V 解由电池表达式: =1.136V , ) -=(0.222-0.799 6)V/0.059 16V = -9.76 0.05916V K sp (AgCI) = 1.74 10丈0 习题解析 析 首先根据电池电动势和已知的标准电极电位，由 Nernst 方程求出 A e AgCl/Ag 。 (2) AgCI 的平衡 AgCI(s) + Ag —Ag + + Cl - + Ag AgCI 与产物Ag 组成AgCl/Ag 电对；反应物 Ag 与Ag +组成Ag +/Ag 电对。 AgCI(s)的溶度积常数为: log K sp 0.05916V 正极反应 CI 2 + 2e - T 2 Cl - , CI 2/CI e CI 2/CI + 0^V ig P CI 2 2 [Ci ] 负极反应 Ag + Cl - T AgCI(s) + e - , _ e AgCl/Ag = AgCl/Ag + 0^Ylg [Cl ] 电池反应 C| 2(g) + 2Ag T 2AgCI(s) E = Cl 2/Cl - AgCl/Ag =( e CI 2/CI + 0.05916V | F C l 2 - g 2 [Cl ]2 )-( e AgCl/Ag 0^y 」) 2 [Cl ]2 又由 e ca/ci 和P CI 2 数据带入 e AgCl/Ag e CI 2/CI —1.136 V = 1.358 V — 1.136 V = 0.222V , AgCI(s) + Ag -Ag + + CI - + Ag z e e nE * n( Agd/Ag Ag /Ag 0.05916V log K S p [TOP] 快g 、 rxFK Fxrx rx 刊r?; FXFX FK wtg 、 Krx rxrx FX rxrx rxrx FXFK w (g 、刊 FXK rxr?; rxrx 例 9-1 25C 时测得电池 (-)Ag,AgCI(s) |HCI(c) |Cl 2(100kp),Pt (+) B -?; t-?; m 、 mg 、 B-x r?; r>; r?;祕' 祕g 、前钟 的电动势为 1.136V ，已知
第七章氧化还原反应电化学基础 1、在K 2MnO 4 中，锰的氧化值为；在Na 2 S 2 O 3 中，硫的氧化值为。 在H 2SO 4 、K 2 S 2 O 8 、Na 2 S 4 O 6 中S的氧化值分别为、、。 2、在反应P 4+3OH－+3H 2 O→3H 2 PO 2 －+PH 3 中，氧化剂是，其被还原的产 物为；还原剂是，其被氧化的产物为。 3、在原电池中，E值大的电对是极，发生的是反应。E值小的电对是极，发生的是反应。E值越大的电对的氧化型物质得电子能力，其越；E值越小的电对的还原型物质失电子能力，其越。 4、已知EΘ(Ag+/Ag)=0.7991V，EΘ(Ni2+/Ni)=－0.2363V。如果设计一个银镍电池，则 电池图示为， 电池反应为， 该电池的E MF= V。 5、对于反应⑴Cl 2(g)+2Br－(aq) ?Br 2 (l)+2Cl－(aq)，⑵1/2Cl 2 (g)+Br－(aq) 1/2Br 2 (l)+Cl－(aq)。有z1/z2= ，EΘMF,1/EΘMF,2= 。 6、已知EΘ(Cu2+/Cu+)=0.1607V，EΘ(Cu2+/Cu)=0.3394V，则EΘ(Cu+/Cu)= V，铜元素的电势图为，Cu＋在水中歧化。 7、氧化还原反应进行的方向一定是电极电势大的电对的型物质做为氧化剂与电极电势小的电对的型物质做为还原剂反应，直到两电对的电势差等于零，即反应达到平衡。
8、在原电池中，流出电子的电极为，接受电子的电极为，在正极发生的是，在负极发生的是。原电池可 能转化能。 9、在FeCl 3溶液中加入足量的NaF后，又加入KI溶液时， I 2 生成，这 是由于。 10、反应2Fe3+(aq)+Cu(s) 2Fe2+(aq)+Cu2+(aq)与Fe(s)+Cu2+(aq) ?Fe2+(aq)+Cu(s)均可正向进行，其中最强的氧化剂为，最强的还原剂为。 11、下列电对的E值随溶液的pH变化的是（）。 （A）Ag＋/Ag （B）I 2 /I－ （C）BrO 3－/Br－（D）O 2 /H 2 O （E）Fe(OH) 3/ Fe(OH) 2 12、关于原电池的下列叙述中错误的是（）。 （A）盐桥中的电解质可以保持两半电池中的电荷平衡；（B）盐桥用于维持电池反应的进行； （C）盐桥中的电解质不参与化学反应； （D）电子通过盐桥流动； （E）盐桥中的电解质参与氧化还原反应。 13、下列各组离子中，能在溶液中大量共存的是（）。 （A）Fe3+和Sn2+（B）Cr 2O 7 2－和CrO 4 － （C）Fe3+和CO 3 2－（D）Fe3+和Fe2+ （E）MnO 4－和SO 4 2－
课时作业11 氧化还原反应 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(每小题4分，共48分) 1．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( ) A ．H 2还原CuO 的反应只属于还原反应 B ．置换反应都是氧化还原反应，所以3CO ＋Fe 2O 3=====高温 2Fe ＋3CO 2既是置换反应又是氧化还原反应 C ．3O 2=====电火花 2O 3是氧化还原反应 D ．复分解反应一定不是氧化还原反应 解析：氧化还原反应是一个整体，氧化反应和还原反应必然同时 发生在同一个反应中，在H 2＋CuO=====△ Cu ＋H 2O 过程中，对CuO 而言是化合价降低被还原，发生了还原反应，对H 2而言，则是化合价升高被氧化，发生了氧化反应。置换反应都是氧化还原反应，但CO 与Fe 2O 3的反应不是置换反应，所以B 错。复分解反应只是反应物互相交换成分重新组合成新的物质，没有电子转移，所以，复分解反应一定不是氧化还原反应。C 中反应前后氧元素的化合价都没变化，属于非氧化还原反应。 答案：D 2．下列对氧化还原反应的分析中不合理的是( ) A ．Mg 变成MgO 时化合价升高，失去电子，因此Mg 在该反应中被氧化了 B ．KMnO 4受热分解，Mn 元素化合价一方面升高，一方面降低，
因此Mn 元素既被氧化又被还原 C ．CuSO 4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na 2SO 4不属于氧化还原反应 D ．反应2H 2O=====通电 2H 2↑＋O 2↑，H 2O 中元素的化合价既有升高，又有降低 解析：A 中镁失去电子被氧化；B 中高锰酸钾中锰元素的化合价只有降低，没有升高，因此锰元素只被还原，没被氧化；C 中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应；D 中氧元素的化合价升高了，氢元素的化合价降低了。 答案：B 3．有首歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu 2(OH)2CO 3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3。下列有关该反应的说法正确的是( ) A ．该反应不是氧化还原反应 B ．该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应 C ．该反应中铜得电子，O 2失电子，所以是氧化还原反应 D ．该反应是氧化还原反应，变价的只有两种元素 解析：在该反应中，铜元素的化合价由0价变成＋2价，失去电子，被氧化，氧元素的化合价由0价变成－2价，得到电子，被还原，其余元素的化合价都没有发生变化。 答案：D 4．已知有反应BrO －3 ＋5Br －＋6H ＋===3Br 2＋3H 2O 。下列反应中从反应原理来看与该反应最相似的是( )