海南大學(xué)學(xué)生試驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)課程：無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) B學(xué)院：材料與化工學(xué)院班級(jí)：材料科學(xué)與工程理科實(shí)驗(yàn)班姓名：袁丹學(xué)號(hào)：20 日期：實(shí)驗(yàn)名稱：氧化還原平衡與電化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。2、掌握介質(zhì)酸堿性、濃度對(duì)電極電勢(shì)及氧化還原反應(yīng)的影響。3、了解還原性和氧化性的相對(duì)性。4、了解原電池的組成及工作原理，學(xué)習(xí)原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移或偏移。氧化 劑在反應(yīng)中得到電子被還原，元素的氧化值減?。贿€原劑在反應(yīng)中失 去電子被氧化，元素的與氧化值增大。物質(zhì)氧化還原能力的大小可以 根據(jù)對(duì)應(yīng)的電極電勢(shì)的大小來判斷。電極電勢(shì)越大，電對(duì)中氧化型的 氧化能力越強(qiáng)；電

2、極電勢(shì)越小，電對(duì)中還原型的還原能力越強(qiáng)。根據(jù)電極電勢(shì)的大小可以判斷氧化還原反應(yīng)的方向。當(dāng)氧化劑電 對(duì)的電極電勢(shì)大于還原劑電對(duì)的電極電勢(shì)時(shí)，即LM - Li.L I.'時(shí)，反應(yīng)自發(fā)向正向進(jìn)行由電極的能斯特方程式可以看出濃度對(duì)氧化還原反應(yīng)的電極電勢(shì)的影響,&0. 0592 ,貞重化型）溶液的pH也會(huì)影響某些電對(duì)的電極電勢(shì)或氧化還原反應(yīng)的方向介質(zhì)的酸堿性也會(huì)影響某些氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物，如MnO在酸性、 中性、堿性介質(zhì)中的還原產(chǎn)物分別為 Mn2+ MnO環(huán)口 MnO。一種元素(如O由多種氧化態(tài)時(shí)，氧化態(tài)居中的物質(zhì)(如 H2O2 一般既可作為還原劑，又可作為氧化劑。三、儀器與試劑儀器：試

3、管、燒杯。試劑：CuSO4 L-l ), KI (L-1 ), CCI4, KMnO4 L-l ), H2SO (2mol L-l ), NaOH6mol/L ), Na2SO(L), KIO3( L), NaOH(2mol/L), FeCI3( L), KBrL),SnCI2 (L), KSCN L), H2O(3% , ZnSO( 1mol/L ), CuSO( 1mol/L)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、濃度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響取1支試管，加入10滴L CuSO4溶液，10滴L KI溶液，觀察現(xiàn) 象。再加入10滴CCl4,充分振搖，觀察CCl4層顏色，記錄現(xiàn)象并寫 出反應(yīng)方程式。反應(yīng)試劑圖片L Cu

4、SO4溶液(淺藍(lán)色)L KI溶液(無色)CCl4 (無色)L CuSO4溶液與-L KI溶液混合現(xiàn)象：反應(yīng)生成棕黃色沉淀反應(yīng)方程式：2CuSO+ 4KI=2Cul J + I 2 + 2K2SO現(xiàn)象解釋：丄二的還原性大于C的還原性，因此發(fā)生氧化還原反應(yīng)生 成" -J為白色沉淀，吸附_呈現(xiàn)棕黃色。再加入10滴CCI4,充分振搖，現(xiàn)象：溶液分層，上層為橙黃色， 下層為紫紅色且有白色沉淀。如圖所示 解釋：碘單質(zhì)在四氯化碳中呈紫色2、介質(zhì)酸堿性對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響（1）對(duì)產(chǎn)物的影響取3支試管，分別加入2滴L KMnO溶液。在第一支中加入3滴 2mol/L H2SO溶液，第二支中加入6滴蒸餾水

5、，第三支中加入6滴6moI/L NaOH溶液，然后分別向三支試管中逐滴滴加 L NazSO溶液，振搖并觀 察三支試管中的現(xiàn)象。 反應(yīng)試劑：L KM nO溶液（紫紅色）2moI/L H 2SQ溶液（無色）蒸餾水（無色）6mol/L NaOH溶液（無色）L NazSO溶液反應(yīng)現(xiàn)象，原理及方程式 2moI/L H2SO溶液與L KMnO溶液混合，后加入L NazSO溶液現(xiàn)象：紫紅色褪去，溶液變?yōu)闊o色。反應(yīng)方程式：2KMnO+ 5NqSO + 3HSQ=K2SQ + 2MnSO+ 5NaSO + 3H0 解釋：高錳酸鉀的氧化性大于 也暫|,且缸暫的還原性大于M2在 酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使高錳酸

6、鉀變成硫酸錳，顏色褪去。 L KMnQ溶液與蒸餾水混合，再加入 NqSQ溶液。 現(xiàn)象：溶液由紫紅色變?yōu)辄S色，且有黑色沉淀生成。反應(yīng)方程式：2KMnQ+ 3Na ?SQ + H 2Q=3NSQ + 2KQH + 2MnQ J 解釋：在中性條件下，其反應(yīng)生成 MnQ,為黑色沉淀 L KMnQ溶液與6mol/L NaQH溶液混合，再加入 NaSQ溶液 現(xiàn)象： 溶液由紫紅色變?yōu)槟G色。反應(yīng)方程式:2KMnQ+ NazSQ + 2NaQH二N2SQ + aMnQ+ Na?MnQ+ H2Q 解釋：在堿性條件下，高錳酸鉀和硫酸鈉反應(yīng)，高錳酸鉀為氧化劑， 硫酸鈉為還原劑。生成錳酸鉀溶液呈墨綠綜上所述：溶液的酸

7、堿度對(duì)生成的產(chǎn)物有巨大影響。（2）對(duì)反應(yīng)方向的影響取1支試管，加入10滴L KI溶液和23滴L KIQ3溶液，混勻后 觀察現(xiàn)象。再加入幾滴2mol/L HSQ溶液，觀察現(xiàn)象。在逐滴滴加2mol/L NaQH溶液使溶液呈堿性，觀察現(xiàn)象。解釋上述現(xiàn)象，并寫出反應(yīng)方程 式。反應(yīng)試劑L KI溶液（無色）L KIQ 3溶液（無色）2mol/L H 2SQ溶液（無色）2mol/L NaQH 溶液（無色） L KI溶液和L KIO3溶液，混勻后。 現(xiàn)象：無明顯變化，溶液無色 加入2mol/L H 2SO溶液現(xiàn)象:溶液有無色變?yōu)樽攸S色，且有棕色沉淀生成。方程式：5KI + KIO 3 + 3H 2SC4=3H

8、O + 31 2 + 3K ?SQ解釋：I 和山 發(fā)生在酸性條件下發(fā)生 歸中反應(yīng)生成丄.，碘微溶與 水，其水溶液呈棕黃色。 加2mol/L NaOH溶液現(xiàn)象： 沉淀溶解，溶液變?yōu)榈S色?；瘜W(xué)方程式：312 + 6NaOH=5Nal + NaO + 3H 2O解釋：在堿性條件下發(fā)生 歧化反應(yīng)生成I和II'.，因此沉淀溶解。3、利用電極電勢(shì)判斷氧化還原反應(yīng)的方向取1支試管，加入10滴L KI溶液和2滴L FeCb溶液，搖勻后, 加入6滴CCl4，充分振搖，觀察CCl4層顏色，記錄現(xiàn)象并寫出化學(xué)反 應(yīng)方程式。 實(shí)驗(yàn)試劑L KI溶液（無色）L FeCl 3溶液（黃色）CCl 4溶液（無色） 實(shí)

9、驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象：溶液分層，下層為紫紅色，上層為橙紅色。方程式：2FeCb + 2KI=2FeCI 2 + 2KCI + I 2解釋：常見離子還原性順序:>>：>Br- >Cl- >F-，丄二 的還原性大于 代；的還原性，反應(yīng)可以發(fā)生。 丨2溶于 CCb顯紫 色。以L KBr溶液代替L KI溶液進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，觀察 CCb層顏色， 記錄現(xiàn)象并寫下反應(yīng)方程式。 實(shí)驗(yàn)試劑L KBr溶液（無色）L FeCl 3溶液（黃色）CCk溶液（無色） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象：溶液分層，上層為淡黃色，下層為無色方程式：KBr不與FeCb反應(yīng)解釋：還原產(chǎn)物的還原性大于還原劑 的還原性，故而不能反 應(yīng)

10、。查出相應(yīng)電對(duì)的電極電勢(shì)的大小并比較，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明電 極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)方向之間的關(guān)系。電極電勢(shì)越大，電對(duì)中氧化劑的養(yǎng)化能力越強(qiáng)；電極電勢(shì)越小，電對(duì) 中還原劑的還原能力越強(qiáng)。4、利用電極電勢(shì)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的順序取1支試管，加入10滴L FeCI 3溶液和4滴L KMnO溶液，搖勻 后再逐滴滴加L SnCb溶液，并不斷振搖，至KMnC溶液剛一褪色（SnCb 溶液不能過量），加入1滴L KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。繼續(xù)滴加 L SnCl2 溶液，觀察溶液顏色變化。查出相應(yīng)電對(duì)的電極電勢(shì)的大小并比較， 解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。實(shí)驗(yàn)試劑L FeCI 3 （黃色）L KM nO溶液（紫

11、紅色）L Sn CI2溶液（無色）L KSCN （無色）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) FeCl3溶液和KMn4溶液搖勻后再加入SnCb溶液至KMnC溶液剛一褪 色，如圖所示?，F(xiàn)象：溶液由紫紅色變?yōu)辄S色化學(xué)方程式：4MnO 4址詈如門二+22 -=5： +51+4|+11卜；0解釋：電極電勢(shì)越大，則氧化性越強(qiáng)。高錳酸鉀的氧化性大于氯化鐵 的氧化性，故而還原劑SnCb與先與髙錳酸鉀反應(yīng)剩下氯化鐵顯黃色 再加入KSCr溶液現(xiàn)象：溶液由黃色變?yōu)檠t色方程式：Fe3+3SCN=Fe（SCN）解釋：Fe'+和SCN結(jié)合形成血紅色絡(luò)合物再逐滴加入SnCL現(xiàn)象：血紅色褪去，溶液變?yōu)闊o色方程式：SnCL+2FeCL二SnC

12、L+2FeCL解釋：氯化鐵具有較強(qiáng)的氧化性，氯化錫具有較強(qiáng)的還原性，S n2+把Fe3+還原為Fe2+，溶液接近無色。五、思考題1何種介質(zhì)中KMnO4勺氧化性最強(qiáng)？不同介質(zhì)中它的還原性產(chǎn)物分別是什么？答：在酸性條件下KMnO4勺氧化性最強(qiáng)。在酸性條件下還原產(chǎn)物為刖在中性條件下還原產(chǎn)物為在堿性條件下還原產(chǎn)物為卜2、如何判斷氧化還原反應(yīng)的方向？如何判斷氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱？ 答：根據(jù)電極電勢(shì)判斷，電極電勢(shì)越大，電對(duì)中的氧化型的氧化能力 越強(qiáng)，還原型的還原能力越弱。電極電勢(shì)越小，電對(duì)中的氧化型的氧 化能力越弱，還原型的還原能力越強(qiáng)。3、將銅片插入盛有CuSO溶液的燒杯中，銀片插入盛有 AgNO容液的 燒杯中，若加氨水到 CuSO 溶液中，電池的電動(dòng)勢(shì)將如何變化？若加