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1、第八章氧化還原反應(yīng)和電極電位主講教師：席曉嵐教授第八章氧化還原反應(yīng)和電極電位第一節(jié)氧化還原反應(yīng)第二節(jié)原電池第三節(jié)電極電位第四節(jié)電極電位的Nernst方程式及影響電極電位的因素第五節(jié)電極電位及電動勢的應(yīng)用第六節(jié)電位法測定溶液的pH第七節(jié)氧化還原滴定法第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)一、氧化值二、氧化還原反應(yīng)三、氧化還原反應(yīng)式的配平一、氧化值1、氧化值的定義氧化值定義為某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。某元素在化合時(shí)，該元素一個(gè)原子失去多少電子或有多少電子向其它原子
2、偏移，則該原子的氧化值即為正多少；反之，一個(gè)原子得到多少電子或其它原子有多少電子向它偏移，則該原子的氧化值即為負(fù)多少。2、氧化值規(guī)則(1)在單質(zhì)中，元素的氧化值為零。H2O2F2FeZnAg(2)在化合物中，一般規(guī)定：H+（氫化物NaH、KH：H-）過氧化物H2O2、Na2O2：O-超氧化物KO2:OF2：O+2O2-(3)離子化合物：元素的氧化值=離子的電荷數(shù)CaCl2：Ca2+Cl-Na2S：Na+S2-共價(jià)化合物：元素的氧化值=原子的形式電荷數(shù)形式電荷數(shù)：把屬于兩原子的共用電子對指定給電負(fù)性較大的一
3、個(gè)原子后，在兩原子中留下的電荷數(shù)。HCl：H+Cl-(4)在中性分子中，各原子氧化值之和等于零；復(fù)雜離子中各原子氧化值之和等于離子的電荷數(shù)。例：求MnO4-中Mn的氧化值求KMnO4中Mn的氧化值（5）在某些化合物中，元素的氧化值可以是分?jǐn)?shù)。例：H2S4O6連四硫酸3、氧化值與化合價(jià)的區(qū)別化合價(jià)是元素相結(jié)合時(shí)的原子個(gè)數(shù)比，它只能是整數(shù)，不能是分?jǐn)?shù)；而氧化值是一種按一定規(guī)則指定的形式電荷的數(shù)值，它可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。元素的氧化值在反應(yīng)前后發(fā)生了變化的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中：原子失去電子
4、，氧化值升高氧化反應(yīng)（還原劑）原子得到電子，氧化值降低還原反應(yīng)（氧化劑）二、氧化還原反應(yīng)例在反應(yīng)中，F(xiàn)e元素的氧化值由+3降低到+2，由氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為還原態(tài)，發(fā)生還原反應(yīng)，充當(dāng)氧化劑；Sn元素的氧化值由+2升高到+4，由還原態(tài)轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)，發(fā)生氧化反應(yīng)，充當(dāng)還原劑。同種元素的不同氧化值狀態(tài)，相對而言，氧化值高的稱為氧化態(tài)，氧化值低的稱為還原態(tài)。在氧化還原反應(yīng)中，物質(zhì)的氧化態(tài)和還原態(tài)相互依存、相互轉(zhuǎn)化，也是一種共軛關(guān)系。堿+H+酸Ox：氧化態(tài)Red：還原態(tài)物質(zhì)的氧化態(tài)和還原態(tài)組成一對氧化還原電對，表示為：Ox
5、/Red例如：Fe3+/Fe2+Sn4+/Sn2+當(dāng)溶液中的介質(zhì)參與半反應(yīng)時(shí)，須將介質(zhì)寫進(jìn)相應(yīng)的氧化型或還原型：氧化還原電對表示為：MnO4-,H+/Mn2+氧化還原電對表示為：MnO4-/MnO2,OH-在氧化還原電對中，氧化態(tài)的氧化能力越強(qiáng)，其對應(yīng)的還原態(tài)的還原能力就越弱；氧化態(tài)的氧化能力越弱，其對應(yīng)的還原態(tài)的還原能力就越強(qiáng)。氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是在兩對氧化還原電對之間發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。因此，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可拆分為兩個(gè)氧化還原半反應(yīng)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。例如氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)離子電子
6、法氧化值法配平原則：在反應(yīng)中，氧化劑和還原劑得失電子數(shù)相等氧化值法的配平步驟如下：(1)寫出主要反應(yīng)物和生成物的簡化離子方程式：三、氧化還原反應(yīng)方程式的配平配平方法將氧化還原反應(yīng)分寫成兩個(gè)半反應(yīng)：一個(gè)氧化反應(yīng)，一個(gè)還原反應(yīng)：氧化反應(yīng)還原反應(yīng)(3)分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)還原反應(yīng)介質(zhì)種類反應(yīng)物中多一個(gè)O原子少一個(gè)O原子酸性介質(zhì)堿性介質(zhì)中性介質(zhì)(4)確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)，將兩個(gè)半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)系數(shù)，使其得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為一個(gè)配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式。+)(5)
7、在配平的離子方程式中補(bǔ)上不參與反應(yīng)的陽離子和陰離子，寫出相應(yīng)的化學(xué)式，就可以得到配平的氧化還原反應(yīng)方程式。例7-2用離子-電子法配平下列氧化還原反應(yīng)：解：先寫成離子反應(yīng)式：將離子反應(yīng)式分成兩個(gè)半反應(yīng)：分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：根據(jù)得、失電子數(shù)相等的原則，將兩個(gè)半反應(yīng)合并，寫出配平的離子方程式：最后寫出配平的氧化還原反應(yīng)方程式：第二節(jié)原電池一、原電池的概念二、電極的分類及組成三、原電池的組成式四、原電池的設(shè)計(jì)五、原電池的電動勢一、原電池的概念Zn實(shí)驗(yàn)：在硫酸銅溶液中插入鋅片現(xiàn)象：（1）鋅片逐漸溶解變成Zn2+進(jìn)入
8、溶液，Cu2+則還原成紅色的金屬銅從溶液中析出。（2）溶液溫度逐漸升高。CuSO4為了使反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，須將上述氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)還原反應(yīng)利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。原電池中的鹽橋是一支倒置的Ｕ型管，管中填滿了用飽和KCl(或NH4NO3)溶液和瓊脂調(diào)制成的膠凍，這樣KCl溶液不致流出，而陰、陽離子可以在其中自由移動。鹽橋的作用是構(gòu)成原電池的通路和維持溶液的電中性。原電池由兩部
