大学无机化学课件氧化-还原

E ＝+ -
(8-1)
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第8章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法
式中 E——原电池的电动势，V； + ——原电池正的平衡电势，V； - ——原电池负的平衡电势，V。 在标准状态下测得的电动势称为标准电动势(Eɵ)。
标准状态是指电池反应中的液体或固体都是纯净物， 溶液中各离子浓度为1.0 mol/L，气体的分压为100KPa。 知识窗 用电池装置把化学能直接转化为电能，从理论 上讲是完全可能的。日常用的干电池、蓄电池就属于 这一类装置，不过商业电池均不用盐桥，外壳锌皮是
SO32-
SO42-
⑶将两个半反应式配平 首先配平原子数，然后在半反应
的左边或右边加上适当电子数来配平电荷数。
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第8章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法
MnO4- + 8H+ +5e-O32- + H2O
SO42- + 2H+ + 2e-
⑷找出两个半反应方程式得失电子数目的最小公倍数 将
2. 氧化剂与还原剂
在氧化还原反应中，元素氧化数的变化是电子得失的结 果。失去电子氧化数升高的物质称为还原剂,获得电子氧化数 降低的物质称为氧化剂。氧化剂与还原剂在反应中既相互对 立，又相互依存。
物质的氧化还原性质是相对的。有时，同一物质和强氧 化剂作用，表现出还原性；而和强还原剂作用，又表现出氧 化性。例如，二氧化硫和氯气在水中的反应：
第8章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法 8.1.1 氧化还原反应
1.氧化还原反应的概念
氧化还原反应是一类物质间有电子转移（电子得失或共用 电子对偏移）的反应。其基本特征是反应前后元素的氧化数发 生了变化。

氧化型 n e 还原型
两者合称为一对氧化还原电对
常见的氧化剂
• 活泼的非金属单质：O2、Cl2 • 高价态的微粒：浓硫酸、HNO3、KMnO4、
FeCl3、H2O2、HClO
常见的还原剂
• 活泼的金属单质:Al、Zn、Fe • 某些非金属单质：C、H2 • 低价态的微粒：CO、H2S、S2-、HS-、
例： H5I O6
S2
O
2 3
S4
O
2 6
Fe3O4
I的氧化数为 7
S的氧化数为 2 氧化数为 2.5 Fe的氧化数为 8
3
二、氧化与还原
有电子得失或电子转移的反应，被称为 氧化还原反应Oxidation-Reduction Reactions 。
氧化：物质失去电子（或电子偏离）的过程 还原：物质获得电子（或电子偏向）的过程
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1：配平反应方程式
KMnO4 (aq) K2SO3(aq) 酸性溶液中 MnSO4 (aq) K2SO4 (aq)
于该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化数为
+1；只有在金属氢化物中氢的氧化数为 -1。 ④通常，氧在化合物中的氧化数为-2；
但是在过氧化物中，氧的氧化数为-1，在 氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧 化数分别为+2和+1。
⑤中性分子中，各元素原子的氧化数的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各元 素氧化数的代数和。
2MnSO4 6K2SO4 3H2O

较弱 较弱 + 还原剂 氧化剂
1.氧化还原反应自发进行的判据
E > 0 ；E(氧化剂)>E(还原剂) (1) 标准态时
只需比较E (氧化剂)和E (还原剂)大小
例1 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+ 在标准态时反应自发进行的方向
电对 E /V
2014-11-3
Pb2+/Pb -0.126V
Pb2+/Pb -0.126V
无机化学
>
Sn2+/Sn -0.136V
反应自发向右进行
1.氧化还原反应自发进行的判据
E > 0 ；E(氧化剂)>E(还原剂)
(2) 非标准态时 先根据 Nernst 方程求出 E(电对),再计算电动势E或比较E(电对) 例2 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+ 2+) c (Pb 0.0010 时反应自发进行的方向 在 = c(Sn2+) 1.0 E (Pb2+/Pb)/V E(Pb2+/Pb)/V E (Sn2+/Sn)/V < -0.126 -0.215 -0.136
c(H+) 强酸性介质 强碱性介质
酸度
HAsO2+I2+2H2O
E(H3AsO4/HAsO2) E (I2/I-) 反应 介质 方向 molL-1 V V 4.0 0.60 酸性 > 0.5355 向右 0.086 碱性 1.0×10-8 < 0.5355 向左
2014-11-3 无机化学
H3AsO4+2I-+2H+ (1) 酸性介质

确定氧化数的规则： 确定氧化数的规则： ①单质中，元素的氧化数为零。 单质中，元素的氧化数为零。 ②在单原子离子中，元素的氧化数等 在单原子离子中， 于该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化数为 在大多数化合物中， +1；只有在金属氢化物中氢的氧化数为 -1。 ； 。 ④通常，氧在化合物中的氧化数为-2； 通常，氧在化合物中的氧化数为 ； 但是在过氧化物中，氧的氧化数为 ， 但是在过氧化物中，氧的氧化数为-1，在 氟的氧化物中， 氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧 化数分别为+2和 。 化数分别为 和+1。
配平。（逆向配平） 配平。（逆向配平） 。（逆向配平
离子电子法配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物 气 离子式写出主要反应物和产物(气 写出主要反应物和产物 纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。 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 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧 写出 化的半反应 半反应。 化的半反应。 ③分别配平两个半反应方程式，等号两 分别配平两个半反应方程式， 配平两个半反应方程式 边的各种元素的原子总数各自相等且电荷 数相等。 数相等。
化简得：
−
−
− 3
3Cl 2 + 6OH = 5Cl + ClO + 3H 2 O
−
−
− 3
3Cl 2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
例3：配平方程式 ： Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH 解： Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
2+
Zn (aq) + Cu(s)