氧化还原反应与电化学课件

3 氧化还原与电化学

一、实验目的

1.了解原电池的组成及其电动势的粗略测定；

2.认识浓度、介质的酸碱性对氧化还原的影响；

3．认识一些中间价态物质的氧化还原性；

4.了解电化学腐蚀的基本原理及其防止的方法。

二、实验原理

1.原电池组成和电动势

利用氧化还原反应产生电流的装置叫做原电池。

原电池负极氧化反应

正极还原反应

正负极间必须用盐桥连接。

原电池电动势应为

2.浓度、介质对电极电势和氧化还原反应的影响

（1）浓度对电极电势的影响

例如：

（2）介质的酸碱性对电极电势的影响

例如：

(a)

2Zne2Zn22CueCuEE正 - 负22ZneZn2220.059Zn/ZnZn/Znlgc(Zn)232C1O6H6eC13HOƒ1.45V3363C1O/C1C1O/C1[c(C1O)/c][c(H)/c]0.0591g6[c(C1)/c](b)

(c)

(d)

3．物质的氧化还原性

例如

4.电化学腐蚀及其防止

吸氧腐蚀阳极

阴极

差异充气腐蚀

表面处高大，为阴极；

深处低，小，为阳极。

防腐蚀可用牺牲阳极法、外加电流法、缓蚀剂法。乌洛托品（六次甲基四胺）可作钢铁在酸性介质中的缓蚀剂。

三、仪器和药品

1.仪器

直流伏特计（0~3 V）（公用）盐桥（公用）① 242MnO8H5eMn4HOƒ2244842MnO/MnMnO/Mn[c(MnO)/c][c(H)/c]0.0591g5[c(Mn)/c]422MnO2HO3eMnO(s)4OHƒMnO/MnO424244MnO/MnO[c(MnO)/c]0.0591g3[c(OH)/c]()244MnOeMnO强碱介质22444442MnO/MnOMnO/MnO4[c(MnO)/c]0.0591g[c(MnO)/c]ƒ2242PbS4HOHAcPbSO()4HO白色2422222MnO6H5HO2Mn5O8HO2FeFe2e22O2HO4e4OH222O4O/OHO/OHp/p0.0591g4[c(OH)/c]2Op2/OOH2Op2/OOH2.药品（浓度单位：）

有机化学氧化还原反应总结

一、氧化反应：有机物分子中加入O原子或脱去H原子的反应。

常见的氧化反应：

①醇的氧化 醇→醛

②醛的氧化 醛→酸

③有机物的燃烧氧化、与酸性高锰酸钾溶液的强氧化剂氧化。

④醛类及其含醛基的有机物与新制Cu（OH）2悬浊液、银氨溶液的反应

常见的氧化剂有氧气、酸性高锰酸钾、二氧化锰、臭氧、银氨溶液和新制Cu（OH）2悬浊液

a. 能被酸性KMnO4氧化的：烯、炔、二烯、油脂（含C==C的）苯的同系物、酚、醛、葡萄糖等。

b. 能被银氨溶液或新制备的Cu(OH)2悬浊液氧化的：醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。

1.高锰酸钾氧化

a.在稀、冷KMnO4（中性或碱性）溶液中生成邻二醇

b.在酸性高锰酸钾溶液中，继续氧化，双键位置发生断裂, 得到酮和羧酸的混合物，如:

炔烃与氧化剂（KMnO4或O3）反应，产物均为羧酸或CO2

2.臭氧化反应: CHR=CR＇R＂＋Ｏ３→ＲＣＨ=Ｏ+Ｒ’Ｃ=ＯＲ”

3.醛的氧化：由于醛的羰基碳上有一个氢原子，所以醛比酮容易氧化，使用弱的氧化剂都能使醛氧化。利用两者氧化性能的区别，可以很迅速的鉴别醛或酮：

a 费林试剂(Fehling)：以酒石酸盐为络合剂的碱性氢氧化铜溶液（绿色），能与醛作用，铜被还原成红色的氧化亚铜沉淀。 b 托伦斯试剂(Tollens)：硝酸银的氨溶液，与醛反应，形成银镜。

坎尼扎罗（Cannizzaro）反应 不含氢原子的醛在浓碱存在下可以发生歧化反应，即两个分子醛相互作用，其中一分子醛还原成醇，一个氧化成酸：

KMnO4OH2CH3CH2C=CHCH3CH3OHCH3CH2CCH3OCH3COOH+,,RCHONaOHCu(OH)2RCOONaCu2OOH2++++23RCHOAg(NH3)2OHRCOONH4AgOH2NH3+2+++23HCHONaOHHCOONaHCH2OH2浓+

第五章--氧化还原反应与电化学

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第五章 氧化还原反应与电化学

习题与解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。

（1）．氧化数就是某元素的一个原子在化合态时的电荷数。

答：不确切，氧化数是某元素的一个原子在化合态时的形式电荷数。

（2）．所有参比电极的电极电势皆为零。

答：错，只有氢标准氢电极的电极电势为零，其它不为零。

（3）．因为ΔrGm的值与化学反应计量方程式的写法（即参与反应物质的化学计量数）有关，因此Θ也是如此。

答：错，因电极电势的数值反映物种得失电子的倾向，这种性质应当与物

质的量无关，因此与电极反应式的写法无关。对电极反应a氧化态 + z e- = b还原态

则有abz][][lg059.0氧化态还原态；

如果电极反应为 na氧化态 + nze- = nb还原态，则有

nanbnz][][lg059.0氧化态还原态 = abz][][lg059.0氧化态还原态，与上式相同。

而是指氧化态与还原态都是单位浓度（或标准态压力）时的，因此与电

极反应方程式写法无关，也是如此。

因ΔrGm = JRTGmrln，而BBmfBmrGG,，所以ΔrGm与化

学计量数有关，故mrG也是如此，与化学反应方程式写法有关。

（4）．插入水中的铁棒，易被腐蚀的部位是水面以下较深部位。

答：错，水面下的接近水线处的铁棒容易被腐蚀。

（5）．凡是电极电势偏离平衡电极电势的现象，都称之为极化现象。

答：对。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）

（1）为了提高Fe2(SO4)3的氧化能力，可采用下列那些措施（ ① ）。

实验七 氧化还原反应与电化学

一．实验目的

1. 了解测定电极电势的原理及方法

2. 掌握用酸度计测定原电池电动势的方法

3. 了解原电池、电解池的装置及作用原理

二．实验原理

1．电极电势的测定

E(Zn2+/Zn)电极电位的测定

(-) ZnZnSO4(0.10mol·dm-3)KCl(饱和)Hg2Cl2,Hg (Pt) (+)

测测甘汞EEEEEEEEV2415.0)/ZnZn()/ZnZn(V2415.0)/ZnZn()(222

22O2Znlg216059.0ZnZnZnZncEE理论

2.浓度对电极电势的影响

对于任意一个电极反应

氧化型物质 + ze-

还原型物质

)()(lg05916.0)O/R()O/R(还原态氧化态cczEE

c(氧化态)增大或c(还原态)减小，E(O/R)变大；c(氧化态) 减小或c(还原态)增大，E(O/R)

减小。对比下面三个原电池

（1）(-) ZnZnSO4(0.10mol·dm3) ║ CuSO4(0.10mol·dm3)Cu (+)

（2）(-) ZnZnSO4(0.10mol·dm3) ║ [Cu(NH3)4]2+, NH3·H2OCu (+)

（3）(-) Zn[Zn(NH3)4]2+, NH3·H2O║ CuSO4(0.10mol·dm3)Cu (+)

电池（2）中正极的氧化态生成配离子使c(氧化态)变小，则正极的电极电势变小；（3）中负极的氧化态生成配离子使c(氧化态)变小，则负极的电极电势变小，故电动势

E3 >E1 >E2。

3．酸度对电极电势的影响

含氧酸盐的氧化性随介质溶液的酸度的增加而增强，如

OH7Cr2 e6H14OCr23272

)Cr()H()OCr(lg605916.0)/CrOCr()/CrOCr(321427232723272cccEE 在其它条件不变,只增加酸度时，)/CrOCr(3272E变大，提高了含氧酸盐的氧化能力。