第十章 还原反应

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 ϕϕ+++- 若T=298K ，则E=0.1586V (4) 24()/00.1539lg 0.15352()/RT c Sn c RT F c Sn c Fθθ++=-+ 若T ＝298K ，则240.0592()0.1630=lg 2()c Sn c Sn ++，2-24() =3.2110()c Sn c Sn ++⨯ 5.求下列原电池的电动势，写出电池反应。

(1) Zn|Zn 2+(0.010 mol ⋅L -1)||Fe 3+(0.0010 mol ⋅L -1)|Fe(2) Zn|Zn 2+(0.10 mol ⋅L -1)||Cu 2+(0.010 mol ⋅L -1)|Cu(3) Pt|Fe 3+(0.10 mol ⋅L -1), Fe 2+(0.010mol ⋅L -1)|Cl -(2.0mol ⋅L -1)||Cl 2(p θ) |Pt(4) Fe|Fe 2+(0.010 mol ⋅L -1)||Ni 2+(0.10 mol ⋅L -1)|Ni(5) Ag|Ag +(0.010 mol ⋅L -1)||Ag +(0.10 mol ⋅L -1)|Ag解：(1) Fe 3+(aq)+Zn(s)Fe 2+(aq)+Zn 2+(aq)(2) Cu 2+(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn 2+(aq)(3)Cl 2(g)+ Fe 2+(aq)2Cl -(aq)+ Fe 3+(aq)(4) Ni 2+(aq)+Fe(s)Ni(s) +Fe 2+(aq)(5)8.计算25o C ，p(O 2)=101.325kPa 时，在中性溶液中ϕ(O 2/OH -)值。

第十章氧化还原反应和氧化还原滴定法一、内容提要（一）本章重点本章的重点是氧化还原反应的概念；电极电位概念及其应用；氧化还原滴定。

1．氧化还原反应（1）氧化还原反应氧化还原反应是一类反应物之间有电子交换的反应，其特征是反应物元素的氧化数发生了变化。

一个氧化还原反应由氧化反应和还原反应两个半反应（也叫电极反应）组成，其中物质失去电子的反应是氧化反应，物质得到电子的反应是还原反应。

（2）氧化数不同元素的原子在组成分子时，由于元素的电负性不同，分子中的电荷分布则会不均匀。

氧化数为某元素的原子所具有的形式电荷数。

形式电荷数是假设把每个键中的电子指定给电负性大的原子而求得。

规定单质中的元素的氧化数为零，氢元素和氧元素的氧化数一般情况下分别为+1和-2。

电负性较大的元素的氧化数为负值，电负性较小的元素的氧化数为正值。

在化合物的分子中的各元素的氧化数的代数和为零。

这些规则可以计算复杂化合物分子或离子中各元素的氧化数。

（3）氧化剂和还原剂在氧化还原反应中得到电子的物质是氧化剂，失去电子的物质是还原剂，反应中氧化剂中的元素的氧化数降低，还原剂中的元素的氧化数升高，并且氧化剂的氧化数降低的总数等于还原剂的氧化数升高的总数。

（4）氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平必须满足两个原则：一是反应前后物质是守恒的；二是反应中氧化剂和还原剂的氧化数的变化的代数和为零。

常用两种方法进行：a. 氧化数法：配平的原则是反应中氧化剂中元素氧化数降低的总数等于还原剂中元素氧化数升高的总数。

b. 离子电子法：配平的原则是氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。

此法用于配平在溶液中进行的氧化还原反应。

（5）氧化还原电对氧化剂或还原剂各自在反应中与其相应的还原产物或氧化产物所构成的物质对应关系称为氧化还原电对，氧化还原电对中元素氧化数高的物质称为氧化态，氧化数低的物质形态称为还原态。

电对表示为：氧化态/还原态。

2．原电池和电极电位（1）原电池在一定的装置中可以使氧化还原反应的两个半反应在不同的空间位置反应，从而使电子的交换通过外电路完成，将化学能转换为电能。

第10章土壤氧化还原反应10.1基本概念 (1)10.2土壤物质的氧化还原过程 (6)10.3土壤氧化还原状况的生态影响及其调节 (13)[本章提要]土壤中的许多化学和生物化学反应都具有氧化还原特征，因此氧化还原反应是发生在土壤（尤其土壤溶液）中的普遍现象，也是土壤的重要化学性质。

氧化还原作用始终存在于岩石风化和土壤形成发育过程中，对土壤物质的剖面迁移，土壤微生物活性和有机质转化，养分转化及生物有效性，渍水土壤中有毒物质的形成和积累，以及污染土壤中污染物质的转化与迁移等都有深刻影响。

在农林业生产、湿地管理、环境保护等工作中，往往要用到土壤氧化还原反应的有关知识。

10.1基本概念10.1.1氧化还原体系土壤中有多种氧化物质和还原物质共存，氧化还原反应就发生在这些物质之间。

氧化反应实质上是失去电子的反应，还原反应则是得到电子的反应。

实际上，氧化反应和还原反应是同时进行的，属于一个反应过程的两个方面。

电子受体（氧化剂）接受电子后，从氧化态转变为还原态；电子供体（还原剂）供出电子后，则从还原态转变为氧化态。

因此，氧化还原反应的通式可表示为氧化态 + ne还原态（10—1）土壤中存在着多种有机和无机的氧化还原物质（氧化剂和还原剂），在不同条件下他们参与氧化还原过程的情况也不相同。

参加土壤氧化还原反应的物质，除了土壤空气和土壤溶液中的氧以外，还有许多具可变价态的元素，包括C、N、S、Fe、Mn、Cu等；在污染土壤中还可能有As、Se、Cr、Hg、Pb等。

种类繁多的氧化还原物质构成了不同的氧化还原体系（redox system）。

土壤中主要的氧化还原体系如表10—1。

表10—1 土壤中主要的氧化还原体系10.1.2氧化还原指标10.1.2.1强度指标 1、氧化还原电位（Eh ）氧化还原电位（redox potential ）是长期惯用的氧化还原强度指标，它可以被理解为物质（原子、离子、分子）提供或接受电子的趋向或能力。

第10章氧化还原反应习题一、单选题1. 下列电对中，φθ值最小的是：（）A: Ag+/Ag；B: AgCl/Ag；C: AgBr/Ag；D: AgI/Ag2.φθ(Cu2+/Cu+)=0.158V，φθ(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: 4.8×10-133. 已知φθ（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- = Cl2C: 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: PbO2C: O2D: FeCl35. 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- = H26. 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H2D: 均可7.下列哪一反应设计出来的电池不需要用到惰性电极?（）A H2 + Cl2→ 2HCl(aq)B Ce4+ + Fe2+→ Ce3+ + Fe3+C Ag+ + Cl-→ AgCl(s)D 2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl-→ Hg2Cl2(s) + Sn4+8. 在0.10mol/L NaCl溶液中，φθ(H+/H2)的值为：( )A 0.000VB -0.828VC -0.414VD -0.059V9. 奈斯特方程式φ = φ°+ 0.059n lg[氧化型][还原型]计算MnO4-/Mn2+的电极电势φ，下列叙述不正确的是A. 温度应为298KB. H+浓度的变化对φ的影响比Mn2+浓度变化的影响大.C. φ和得失电子数无关.D. MnO4-浓度增大时φ增大10. 电池反应为：2Fe2+(1mol·L-1)+I2 = 2Fe3+(0.0001mol·L-1)+2I- (0.0001mol·L-1)原电池符号正确的是A.(-)Fe│Fe2+(1mol·L-1)，Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1)，I2│Pt(+)B.(-)Pt│Fe2+(1mol·L-1)，Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1)│I2(s)(+)C.(-)Pt│Fe2+(1mol·L-1)，Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1)，I2│Pt(+)D.(-)Pt│I2，I-(0.0001mol·L-1)‖Fe2+(1mol·L-1)，Fe3+(0.0001mol·L-1)│Pt(+)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φθ（Cu+/Cu）= +0.52V , φθ（I2/ I-）= +0.536V , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。

初中化学还原反应教案
主题：还原反应
年级：初中
课时：1课时
教学目标：
1. 了解还原反应的概念和特点；
2. 能够观察和描述还原反应的现象；
3. 掌握还原反应的基本原理和常见实验操作方法。

教学内容：
1. 什么是还原反应？
2. 还原反应的特点和实验现象；
3. 还原反应的原理和实验操作。

教学准备：
1. 实验器材：试管、试管夹、瓶塞；
2. 实验药品：铜(II)氯化物溶液、氢气、铁片、氯气等；
3. 实验记录表。

教学过程：
1. 引入：通过介绍昨天我们学过的氧化反应，引入还原反应的概念，并让学生思考还原反应与氧化反应的关系。

2. 实验操作：让学生观察实验现象，例如将铁片加入铜(II)氯化物溶液中，观察铁片表面的变化。

3. 实验分析：引导学生总结实验现象，解释还原反应的特点和原理。

4. 实验总结：让学生总结还原反应的特点和实验操作方法，并填写实验记录表。

5. 拓展练习：让学生进一步了解还原反应的应用，例如生产氢气、铁质锈蚀等现象。

6. 总结提升：通过讨论和总结，让学生加深对还原反应的理解，巩固知识点。

教学反思：通过这堂课的学习，学生对还原反应有了初步的了解，但还需要进一步的巩固和拓展。

教师需要根据学生的实际情况，调整教学方式和内容，以提高学生的学习效果。

土壤学课程教案课程编号：_____________________章节名称及内容：土壤氧化还原反应所在课程顺序号：第16个教案一授课学时与时长：O学时授课教师：王聪课程类型：学类核心课一、教学目标1、了解土壤氧化还原体系二、教学内容1、土壤中的氧化还原体系2、土壤氧化还原电位三、教学重点四、教学难点五、教学方法六、教学过程开始课堂讲授前播放一段相关的视频或则提出与本次课程相关的几个问题进行提问并讲解上次课堂留下的问题和作业，然后开始进行课堂讲授，讲授过程穿插问题提问，本次课程结束时布置作业或则留下几个问题进行下次课堂的提问主要内容10.1土壤中的氧化还原体系10.2土壤氧化还原电位10.1土壤中的氧化还原体系土壤中同一物质可区分为氧化态（剂）和还原态（剂），构成相应的氧化还原体系。

土壤空气中02是主要氧化剂，在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如N03—、Fe3+、Mn4+、S042一等。

土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂，在土壤缺02条件下，将氧化物转化为还原态。

土壤中氧化还原体系分为无机体系和有机体系。

无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。

«3-710.2土壤氧化还原电位由于氧化态物质和还原态物质的浓度关系而产生的电位称为氧化还原电位（Eh）0单位为伏（V）和毫伏（mV）。

氧化态物质和还原态物质的浓度直接受土壤通气性强弱的控制，所以氧化还原电位的高低是土壤通气性好坏的标志。

影响土壤氧化还原电位的因素1、土壤的通气性土壤通气状态直接影响土壤中氧的浓度，在通气良好的土壤中氧浓度较高，En值高。

在排水不良的土壤中，通气空隙减少，02的浓度降低，再加上微生物消耗氧，Eh下降，所以对于同一土壤，Eh可以作为土壤通气状况的相对指标。

2、土壤中易分解的有机质土壤中许多易分解的有机质可作为微生物需要的养分和能量的来源。

在嫌气分解的过程中，微生物夺取有机质中所含的氧，形成多种还原性的物质。

第十章氧化还原反应 Redox reactions第一节氧化反应和还原反应 Oxidation and reduction学习目标 Learning objectives：∙根据氧原子或氢原子的转移，阐释什么是氧化还原反应？∙根据电子的转移，阐释什么是氧化还原反应？∙什么是半反应方程式？大纲参考：3.2.4氧化还原反应 Redox reactions“Redox”这个词是氧化还原反应的简写。

从传统角度讲，氧化还原反应指的是有氧气参加的反应。

例如，在下述反应中：铜被氧化为氧化铜。

反应中的氧气称为氧化剂。

氧化反应的逆反应-还原反应指的是移除氧的反应。

例如，在下述反应中：氧化铜被还原，氢气是还原剂。

通常采用氢气移除氧元素，因此有氢气参加的反应称为还原反应。

例如，在下述反应中：氯气被还原，原因在于加入了氢气。

还原反应的逆反应，即移除氢元素的反应也称为氧化反应。

科学探索 How Science Works氧化还原反应 Redox reactions将许多明显无关的氧化还原反应配平，这些例子很好地证明了大量的观察现象可利用科学理论进行解释。

学习建议 Study tip记住采用加电子的方式而非减电子的方式书写半反应方程式。

电子的得失：氧化还原反应 Gaining and losing electrons: redox reactions如果我们描述上述反应中电子的得失，那么我们可以得到一个整体概念。

当某物质被氧化，这种物质失去电子；而当某物质被还原，这种物质得到电子。

由于氧化还原反应通常涉及到电子的转移，因此氧化还原反应也称为电子转移的反应。

通过将氧化还原反应分割成两个半反应方程式，我们可以看到电子的得失。

半反应方程式 Half equations例1 Example 1让我们再看看铜和氧气反应生成氧化铜的方程式：氧化铜是一种离子化合物，因此我们可以采用（Cu2+ + O2-）（代替CuO）的配平符号方程式显示氧化铜中的离子：接下来，我们看看铜。

初二化学还原反应教案一、教学目标。

1. 知识与技能，学生能够了解还原反应的基本概念，掌握还原反应的特征和条件，了解还原反应在生活中的应用，并能够运用所学知识解决实际问题。

2. 过程与方法，通过实验、讨论和练习等多种教学方法，引导学生探究还原反应的规律，培养学生的观察、实验设计和问题解决能力。

3. 情感态度，培养学生对化学实验的兴趣和好奇心，培养学生的团队合作精神和实验守则意识。

二、教学重点和难点。

1. 教学重点，还原反应的定义、特征和条件。

2. 教学难点，还原反应的应用与解决实际问题。

三、教学过程。

1. 导入新课。

教师通过引入一些生活中的例子，如金属生锈、火焰变色等，引起学生对还原反应的兴趣和好奇心。

然后通过提问引导学生了解还原反应的基本概念，如，什么是还原反应？还原反应有哪些特征？还原反应的条件是什么？2. 学习新知识。

通过实验和讨论，引导学生探究还原反应的特征和条件。

学生在实验中观察金属与非金属氧化物的反应，了解还原反应的过程和特征。

通过讨论，学生了解还原反应的条件，如温度、催化剂等因素对还原反应的影响。

3. 拓展应用。

通过生活中的例子，如金属生锈、火焰变色等，引导学生认识还原反应在生活中的应用，并与学生一起探讨还原反应在生活中的意义和作用。

4. 练习巩固。

设计一些练习题，让学生巩固所学知识，如，下列哪些是还原反应？还原反应的条件有哪些？还原反应在生活中有哪些应用？5. 总结提高。

通过总结，让学生对还原反应的概念、特征、条件和应用有一个清晰的认识，引导学生思考还原反应在生活中的意义和作用，培养学生的实际运用能力。

四、教学反思。

本节课通过引入生活中的例子，引起学生的兴趣和好奇心，通过实验和讨论，引导学生探究还原反应的特征和条件，通过生活中的例子，让学生了解还原反应在生活中的应用，培养学生的实际运用能力。

在教学过程中，学生积极参与，思维活跃，达到了预期的教学目标。

但是在教学中，需要更加注重培养学生的实际运用能力，引导学生运用所学知识解决实际问题。