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化学初中一年级上册第六章氧化还原反应的认识与运用氧化还原反应是化学学科中的重要内容，在初中一年级上册的化学课程中，也是必不可少的一章。
本文将对初中一年级上册第六章氧化还原反应的认识与运用进行论述。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质在化学反应中，电子的转移与分配所引起的相互转化。
在氧化还原反应中，一种物质失去电子称为氧化反应，而另一种物质得到电子称为还原反应。
例如，当铁和氧气发生反应时，铁失去电子转化为氧化铁，氧气得到电子转化为氧化氧。
二、氧化还原反应的表示方法氧化还原反应可以通过方程式表达出来。
方程式的左边表示还原反应，右边表示氧化反应。
例如，2Na + Cl2 → 2NaCl，表明钠发生氧化反应，氯发生还原反应。
三、氧化还原反应的实际应用1. 腐蚀反应：铁的腐蚀是一种常见的氧化还原反应。
当铁与空气中的氧气发生反应时，会生成铁(III)氧化物，即铁锈。
2. 电池反应：电池的工作原理是基于氧化还原反应的。
例如，锌-铜电池中，锌发生氧化反应，铜发生还原反应，从而产生电流。
3. 发酵反应：发酵是一种生物化学反应过程，也包含氧化还原反应。
例如，葡萄糖发酵产生乙醇的反应中，葡萄糖被氧化，生成乙醇，同时还有氧化剂参与反应。
四、氧化还原反应的学习方法1. 掌握氧化还原反应的基本概念和表示方法是学好本章内容的基础。
通过反复练习、思考，加深对概念的理解和方程式的运用能力。
2. 应用于生活实例的学习。
在学习氧化还原反应时，可以结合生活中的实际例子，例如电池、金属腐蚀等，加深对反应机理的理解。
3. 实验探究与讨论。
可以通过参加实验课程，观察和分析氧化还原反应的现象。
通过实验结果的观察和讨论，培养学生的实践能力和探究精神。
五、氧化还原反应的拓展应用1. 高级化学课程的基础。
氧化还原反应是许多高级化学知识的基础，例如电化学、配位化学等。
因此，对初中阶段的学生来说，学好氧化还原反应是为将来的学习做好准备。
2. 环境保护的应用。
第六章氧化还原反应和电极电势
氧化数：有整数、分数、正负数、零。
任何氧化还原反应保括两个半反应，即氧化半反应、还原半反应。
氧化态：氧化数较高的物质；还原态：氧化数较低的物质。
两者合称氧化还原点对，书写（I2/I-）。
氧化还原点对，就是一个半电池，一个电极。
氧化还原反应方程式配平：
1氧化数法：①氧化数值不变②原子守恒
2离子-电子法（半反应法）原则①原子守恒②电荷平衡
步骤1写成离子方程式
2再写成两个半反应
3配平半反应（原子配平、电荷配平。
不够酸性介质加H、
H2O；碱性介质加OH、H2O；中性介质左加H2O右加H+或OH-）
4合并半反应（氧得=还失。
找最小公倍数）
5离子方程式变化学方程式
6核查总反应
氢氧配平规律：
原电池：负氧正还。
盐桥：提供离子通道维持电荷平衡。
电极的种类：1金属离子电极：点对、电极符号Zn|Zn2+（c）、电极反应（氧化态的电子变还原态）|表示相界面；c注明离子浓度。
2金属难溶盐：电对AgCl/Ag；电极符号Ag|AgCl|Cl-（c）
Hg2Cl2/Hg Pt|Hg（l）|Hg2Cl2|（c）⚠️惰性电极Pt、液态（l）3氧化-还原电极：电对：Fe3+/Fe2+Pt|Fe3+（c1），Fe2+（c2）
⚠️同一相用“，”号隔开；惰性电极Pt
4气体-离子电极：电对：H+/H2 Pt|H2（p）|H+（c）
原电池符号：负极在前，正极在后。
（-）Zn|Zn2+（c1）||Cu2+（c2）|Cu（+）||表示盐桥。
第六章氧化还原反应习题6.1什么是氧化数？它与化合价有何异同点？氧化数的实验依据是什么？ 6.2举例说明什么是歧化反应？ 6.3指出下列化合物中各元素的氧化数：Fe 3O 4PbO 2Na 2O 2Na 2S 2O 3NCl 3NaHKO 2KO 3N 2O 4 6.4举例说明常见电极的类型和符号。
6.5写出5种由不同类型电极组成的原电池的符号和对应的氧化还原反应方程式。
6.6配平下列反应方程式(1) Zn ＋HNO 3(极稀)−→−Zn(NO 3)2＋NH 4NO 3＋H 2O (2) I 2＋HNO 3−→−∆HIO 3＋NO 2＋H 2O (3) Cu ＋HNO 3(稀)−→−∆Cu(NO 3)2＋NO ＋H 2O (4) P 4＋HNO 3＋H 2O −→−H 3PO 4＋NO (5) Mg ＋HNO 3(稀)−→−Mg(NO 3)2＋N 2O ＋H 2O (6) CuS ＋HNO 3(浓)−→−CuSO 4＋NO 2＋H 2O (7) As 2S 3＋HNO 3(浓)＋H 2O −→−H 3AsO 4＋H 2SO 4 (8) P 4＋NaOH ＋H 2O −→−∆NaH 2PO 2＋PH 3 (9) K 2Cr 2O 7＋KI ＋H 2SO 4−→−Cr 2(SO 4)3＋K 2SO 4＋I 2＋H 2O (10) N a 2C 2O 4＋KMnO 4＋H 2SO 4−→−MnSO 4＋K 2SO 4＋Na 2SO 4＋CO 2＋H 2O (11) H 2O 2＋KMnO 4＋H 2SO 4−→−MnSO 4＋K 2SO 4＋O 2＋H 2O (12) H 2O 2＋Cr 2(SO 4)3＋KOH −→−K 2CrO 4＋K 2SO 4＋H 2O (13) N a 2S 2O 3＋I 2−→−Na 2S 4O 6＋NaI (14) N a 2S 2O 3＋Cl 2＋NaOH −→−NaCl ＋Na 2SO 4＋H 2O (15) K 2S 2O 8＋MnSO 4＋H 2O −−→−+Ag H 2SO 4＋KMnO 4 6.7配平下列离子反应式(酸性介质)：(1) IO 3－＋I －−→−I 2 (2) Mn 2＋＋NaBiO 3−→−MnO 4－＋Bi 3＋(3) Cr 3＋＋PbO 2−→−CrO 72－＋Pb 2＋(4) C 3H 8O ＋MnO 4－−→−C 3H 6O 2＋Mn 2＋(5) HClO ＋P 4−→−Cl －＋H 3PO 4 6.8配平下列离子反应式(碱性介质)：(1) CrO 42－＋HSnO 2－−→−CrO 2－＋HSnO 3－(2) H 2O 2＋CrO 2－−→−CrO 42－(3) I 2＋H 2AsO 3－−→−AsO 43－＋I －(4) Si ＋OH －−→−SiO 32－＋H 2 (5) Br 2＋OH －−→−BrO 3－＋Br －6.9根据电极电势判断在水溶液中下列各反应的产物，并配平反应方程式。
(1) Fe ＋Cl 2−→− (2) Fe ＋Br 2−→− (3) Fe ＋I 2−→− (4) Fe ＋HCl −→− (5) FeCl 3＋Cu −→− (6) FeCl 3＋KI −→−6.10已知电极电势的绝对值是无法测量的，人们只能通过定义某些参比电极的电极电势来测量被测电极的相对电极电势。
若假设Hg 2Cl 2＋2e －＝2Hg ＋2Cl －电极反应的标准电极电势为0，则Cu /Cu 2＋E 、Zn /Zn 2＋E 变为多少？6.11已知NO 3－＋3H ＋＋2e －===HNO 2＋H 2O 反应的标准电极电势为0.94V ，水的离子积为K w ＝10－14，HNO 2的电离常数为K a ︒＝5.1×10－4。
试求下列反应在298K 时的标准电极电势。
NO 3－＋H 2O ＋2e －===NO 2－＋2OH －6.12已知盐酸、氢溴酸、氢碘酸都是强酸，通过计算说明，在298K 标准状态下Ag 能从哪种酸中置换出氢气？已知Ag/Ag ＋E ＝0.799V ，K sp ︒[AgCl ]＝1.8×10－10，K sp ︒[AgBr ]＝5.0×10－13，K sp ︒[AgI ]＝8.9×10－17。
6.13某酸性溶液含有Cl ―、Br ―、I ―离子，欲选择一种氧化剂能将其中的I ―离子氧化而不氧化Cl ―离子和Br ―离子。
试根据标准电极电势判断应选择H 2O 2、Cr 2O 72－、Fe 3＋中的哪一种？6.14已知Cu /Cu 2＋E ＝0.34V ，＋＋Cu /Cu 2E ＝0.16V ，K sp ︒[CuCl]＝2.0×10－6。
通过计算判断反应Cu 2＋＋Cu ＋2Cl －===2CuCl 在298K 、标准状态下能否自发进行，并计算反应的平衡常数K ︒和标准自由能变化∆r G m ︒。
6.15通过计算说明，能否用已知浓度的草酸(H 2C 2O 4)标定酸性溶液中KMnO 4的浓度？ 6.16为了测定CuS 的溶度积常数，设计原电池如下：正极为铜片浸泡在0.1mol ·dm－3Cu 2＋的溶液中，再通入H 2S 气体使之达饱和；负极为标准锌电极。
测得电池电动势为0.67V 。
已知Cu /Cu 2＋E ＝0.34V ，Zn /Zn 2＋E ＝－0.76V ，H 2S 的电离常数为K a1︒＝1.3×10－7，K a2︒＝7.1×10－15。
求CuS 的溶度积常数。
6.17298K 时，向1mol ·dm－3的Ag ＋溶液中滴加过量的液态汞，充分反应后测得溶液中Hg 22＋浓度为0.311mol ·dm －3，反应式为2Ag ＋＋2Hg===2Ag ＋Hg 22＋(1) 已知 Ag /Ag ＋E ＝0.799V ，求Hg/Hg 22＋E ； (2) 将反应剩余的Ag ＋和生成的Ag 全部除去，再向溶液中加入KCl 固体使Hg 22＋生成Hg 2Cl 2沉淀，并使溶液中Cl －浓度达到1mol ·dm －3。
将此溶液（正极）与标准氢电极（负极）组成原电池，测得电动势为0.280V ，试求Hg 2Cl 2的溶度积常数并写出该电池的符号；(3) 若在(2)的溶液中加入过量KCl 达饱和，再与标准氢电极组成原电池，测得电池的电动势为0.241V ，求饱和溶液中Cl －的浓度。
6.18实验室一般用MnO 2与浓盐酸反应制备氯气，试计算298K 时反应进行所需盐酸的 最低浓度。
已知＋22Mn/MnOE ＝1.23V ，－Cl /Cl2E ＝1.36V 。
设Cl 2的分压为100kPa 。
6.19已知MnO 4－＋8H ＋＋5e －===Mn 2＋＋4H 2O E ︒＝1.51VMnO 2＋4H ＋＋2e －===Mn 2＋＋2H 2O E ︒＝1.23V求反应MnO 4－＋4H ＋＋3e －===MnO 2＋2H 2O 的标准电极电势。
6.20已知＋＋Tl /Tl 3E ＝1.25V ，Tl /Tl 3＋E ＝0.72V 。
设计下列三个标准电池：(a)（－）Tl ∣Tl ＋⎢Tl 3＋∣Tl （＋）(b)（－）Tl ∣Tl ＋⎢Tl 3＋，Tl ＋∣Pt （＋）(c)（－）Tl ∣Tl 3＋⎢Tl 3＋，Tl ＋∣Pt （＋）(1) 写出每一个电池对应的电池反应式；(2) 计算每个电池的标准电动势E ︒和标准自由能变化△r G m °。
6.21根据溴的元素电势图说明，将Cl 2通入到1mol ·dm－3的KBr 溶液中，在标准酸溶液中Br －的氧化产物是什么？在标准碱溶液中Br －的氧化产物是什么？ E A ︒(V)：BrO 4－76.1BrO 3－49.1HBrO 59.1Br 207.1Br －E B ︒(V)：BrO 4－93.0BrO 3－54.0BrO －45.0Br 207.1Br －6.22MnO 2可以催化分解H 2O 2，试从相应的电极电势加以说明。
已知：MnO 2＋4H ＋＋2e －===Mn 2＋＋2H 2O E ︒＝1.23VH 2O 2＋2H ＋＋2e －===2H 2O E ︒＝1.77V O 2(g)＋2H ＋＋2e －===H 2O 2E ︒＝0.68V6.23工业上可以用电解硫酸或氢氧化钠溶液的方法制备氢气。
试计算298K 、标准状态下两种电解反应的理论分解电压。
已知：2H ＋＋2e －===2H 2E ︒＝0.00V2H 2O ＋O 2(g)＋4e －===4OH －E ︒＝1.23V6.24在下列四种条件下电解CuSO 4溶液，写出阴极和阳极上发生的电极反应，并指出溶液组成如何变化。
(1) 阴极、阳极均为铜电极； (2) 阴极为铜电极，阳极为铂电极； (3) 阴极为铂电极，阳极为铜电极； (4) 阴极、阳极均为铂电极。
习题解答6.1氧化数是化合物中某元素所带的形式电荷的数值。
化合价是表示元素能够化合或转换一价基团的数目。
在离子化合物中二者数值上可能相同，但在共价化合物中往往相差很大。
实验依据：：：：：：：6.2在Cl2+H2O==HClO+HCl中：Cl2既是反应的氧化剂，又是还原剂，这种氧化－还原反应叫做歧化反应。
6.36.4共有四种常见电极：(a)金属－金属离子电极金属置于含有同一金属离子的盐溶液中所构成的电极。
电极符号为Zn(s)|Zn2+(b)气体－离子电极这类电极的构成需要一个固体导电体，该导电固体对所接触的气体和溶液都不起作用，但它能催化气体电极反应的进行电极符号为Pt|H2(g)|H+(c)金属－金属难溶盐或氧化物－阴离子电极表面涂有该金属的难溶盐（或氧化物）的金属浸入与该盐具有相同阴离子的溶液即构成此类电极电极符号为 Ag －AgCl(s)|Cl －(d)“氧化还原”电极将惰性导电材料（铂或石墨）放于含有同一元素不同氧化数的两种离子的溶液中即构成此类电极电极符号为 Pt|Fe 3+，Fe 2+6.5 （1）（－）Pt|H 2(p atm)||Cu 2+(a mol·dm 3-)|Cu （＋）（2）（－）Pt|H 2(p )||Cl －(a mol·dm 3-)|AgCl-Ag （＋）（3）（－）Zn|Zn 2+(a mol·dm 3-)||Cl －(a mol·dm 3-)|AgCl-Ag （＋）（4）（－）Zn|Zn 2+(a mol·dm 3-)||Fe 3＋(a mol·dm 3-)，Fe 2＋(b mol·dm 3-)|Pt （＋）（5）（－）Pt|H 2(p )||Fe 3＋(a mol·dm 3-)，Fe 2＋(b mol·dm 3-)|Pt （＋）6.6(16) 4Zn ＋10HNO 3(极稀)−→−4Zn(NO 3)2＋NH 4NO 3＋3H 2O (17) I 2＋10HNO 3−→−∆2HIO 3＋10NO 2＋4H 2O (18) 3Cu ＋8HNO 3(稀)−→−∆3Cu(NO 3)2＋2NO ＋4H 2O (19) 3P 4＋20HNO 3＋8H 2O −→−12H 3PO 4＋20NO (20) 4Mg ＋10HNO 3(稀)−→−4Mg(NO 3)2＋N 2O ＋5H 2O (21) C uS ＋8HNO 3(浓)−→−CuSO 4＋4H 2O (22) A s 2S 3＋28HNO 3(浓)−→−2H 3AsO 4＋3H 2SO 4＋28NO 2＋8H 2O (23) P 4＋3NaOH ＋3H 2O −→−∆3NaH 2PO 2＋PH 3 (24) K 2Cr 2O 7＋6KI ＋7H 2SO 4−→−Cr 2(SO 4)3＋4K 2SO 4＋3I 2＋7H 2O (25) 5Na 2C 2O 4＋2KMnO 4＋3H 2SO 4−→−2MnSO 4＋K 2SO 4＋5Na 2SO 4＋10CO 2＋8H 2O (26) 5H 2O 2＋2KMnO 4＋3H 2SO 4−→−2MnSO 4＋K 2SO 4＋5O 2＋8H 2O (27) 3H 2O 2＋Cr 2(SO 4)3＋10KOH −→−2K 2CrO 4＋3K 2SO 4＋8H 2O (28) 2Na 2S 2O 3＋I 2−→−Na 2S 4O 6＋2NaI (29) N a 2S 2O 3＋4Cl 2＋10NaOH −→−8NaCl ＋2Na 2SO 4＋5H 2O(30) 5K 2S 2O 8＋2MnSO 4＋8H 2O −−→−+Ag 8H 2SO 4＋2KMnO 4＋4K 2SO 4 6.7(6) IO 3－＋5I －＋6H ＋−→−3I 2＋3H 2O (7) 2Mn 2＋＋5NaBiO 3＋14H ＋−→−2MnO 4－＋5Bi 3＋＋5Na ＋＋7H 2O (8) 2Cr 3＋＋3PbO 2＋H 2O −→−CrO 72－＋3Pb 2＋＋2H ＋(9) 5C 3H 8O ＋4MnO 4－＋12H ＋−→−5C 3H 6O 2＋4Mn 2＋＋11H 2O (10) 10HClO ＋3P 4＋18H 2O −→−10Cl －＋12H 3PO 4＋10H ＋6.8(6) 2CrO 42－＋3HSnO 2－＋H 2O −→−2CrO 2－＋3HSnO 3－＋2OH －(7) 3H 2O 2＋2CrO 2－＋2OH －−→−2CrO 42－＋4H 2O (8) I 2＋H 2AsO 3－＋4OH －−→−AsO 43－＋2I －＋3H 2O (9) Si ＋2OH －＋H 2O −→−SiO 32－＋2H 2 (10) 3Br 2＋6OH －−→−BrO 3－＋5Br －＋3H 2O 6.9 （1）2Fe ＋3Cl 2−→−2FeCl 3 （2）2Fe ＋3Br 2−→−2FeBr 3 （3）Fe ＋I 2−→−FeI 2 （4）Fe ＋2HCl −→−FeCl 2＋H 2↑ （5）2FeCl 3＋Cu −→−2FeCl 2＋CuCl 2 （6）2FeCl 3＋2KI −→−2FeCl 2＋2KCl ＋I 2 6.10 查得甘汞电极电势为＋0.2676VE ︒Cu 2+/Cu ＝0.34－0.2676＝0.072V E ︒Zn 2+/Zn ＝－0.7628－0.2676＝－1.030V 6.11 ]][NO [H ]H [lg 2059.094.0][HNO ]H [lg 2059.0232312-++++=+ϕ=ϕa K⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=--22]OH [][NO lg 2059.094.0wa K K )lg(2059.0][NO ]OH [1lg 2059.094.0222w a K K ++=-- 2ϕ要求[NO 2－]=[OH －]=1mol·dm -3则)V (02.0))10(101.5lg(2059.094.0)lg(2059.094.0214422=⨯⨯+=+=ϕ--w a K K6.12 )V (224.0)108.1lg(059.0799.010)AgCl/Ag (=⨯+=ϕ- ＞0)V (073.0)100.5lg(059.0799.013)AgBr/Ag (=⨯+=ϕ- ＞0 )V (148.0)109.8lg(059.0799.017)AgI/Ag (-=⨯+=ϕ- ＜0Ag 在HI 中可以置换氢气 6.13 查得V 776.1)O /H O H (222=ϕ 33.1)/Cr O Cr (3-272=ϕ+ V 771.0)/Fe Fe (23=ϕ++ V而V 087.1)/Br Br (-2=ϕ 535.0)/I I (2=ϕ- V )/Fe Fe (23++ϕ 介于二者之间，故Fe 3+为合适的选择性氧化剂 6.14/CuCu+E ＝2Cu /Cu 2＋E －＋＋Cu /Cu 2E ＝2⨯0.337－0.153＝0.521（V ） 对于反应Cu 2＋＋Cu ＋2Cl －===2CuCl （s ）/CuClCu 2＋E＝＋＋Cu /Cu 2E＋0.059lg ][Cu ][Cu 2++＝＋＋Cu /Cu 2E ＋0.059lg (CuCl)1sp K ＝0.153－0.059lg （1.2⨯10-6）＝0.502（V ）CuCl/CuE ＝ /Cu Cu +E ＋0.059lg[Cu ＋]＝ /Cu Cu +E ＋0.059lg (CuCl)sp K ＝0.521＋0.059lg （1.2⨯10-6）＝0.172（V ）E ＝ /CuClCu 2＋E －CuCl/Cu E ＝0.502－0.172＝0.33（V ）＞0 反应向正反应方向进行∆r G m ︒＝－zFE ＝－96500⨯0.33＝－31845J·mol -1由lgK ＝059.0 zE ＝059.033.01⨯得K ＝3.9⨯1056.156.16 设生成CuS 沉淀后，正极溶液中Cu 2＋的浓度为x mol·dm -3所组成电池为：(－)Zn|Zn 2＋（1mol·dm -3）||Cu 2+(x mol·dm -3)|Cu （＋）电池反应为：Cu 2＋＋Zn===Cu ＋Zn 2＋由][Cu ][Zn lg2059.022++-=E E 得方程：0.670＝[0.337－（－0.763）]－x 1lg 2059.0 得x ＝2.63⨯10-15 [Cu 2＋]＝2.63⨯10-15mol·dm -36.17 （1） 2Ag ＋＋2Hg===2Ag ＋Hg 22＋平衡时： 1－2×0.311=0.378 0.311 平衡常数K °=18.2378.0311.02=E °=K lg 2059.0=0.10(V) 由E °=E °(Ag +/Ag)－E °(Hg 22+/Hg) 得E °(Hg 22+/Hg)=0.799－0.10=0.789(V)（2）电池符号：（－）Pt|H 2(1.013×105)Pa|H ＋(1.0mol ·dm －3)||Cl －|Hg 2Cl 2|Hg （＋）由E =E °＋]Hg lg[2059.022+=E °＋2)Cl Hg (]Cl [lg 2059.022-sp K 0.280=0.789+2059.0lg 2)Cl Hg (122sp K 得)Cl Hg (22sp K =5.6×10－18 （3）由E =E °＋]Hg lg[2059.022+=E °＋2)Cl Hg (]Cl [lg 2059.022-sp K 0.241=0.789+2059.0lg 218]Cl [106.5--⨯]Cl [-=4.78mol ·dm －3 6.18 MnO 2＋2Cl －＋4H ＋===Cl 2＋Mn 2＋＋2H 2O常温下42Cl 2/Cl Cl /Mn MnO 42Cl 2][H ][Cl ][M n lg 059.0][H ][Cl ][M n lg 059.022222+-++-+-ϕ-ϕ=-ϕ=ϕ-+P n P n61lg 2059.036.123.1x--=≥0 解得x =5.42mol·dm 3-。
