第四章 氧化還原反應(yīng)

1、第四章第四章 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)4.1 氧化還原反應(yīng)的基本概念氧化還原反應(yīng)的基本概念一一 氧化數(shù)氧化數(shù)1 定義：氧化數(shù)是某一元素一個原子的荷電數(shù)，該荷電數(shù)是假設(shè)定義：氧化數(shù)是某一元素一個原子的荷電數(shù)，該荷電數(shù)是假設(shè) 把每個化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得。把每個化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得。 2 確定氧化數(shù)的四條原則確定氧化數(shù)的四條原則A 單質(zhì)中元素原子的氧化數(shù)為單質(zhì)中元素原子的氧化數(shù)為0例：例：O2，O的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為0。B 簡單離子，元素原子的氧化數(shù)等于離子所帶的電荷數(shù)。簡單離子，元素原子的氧化數(shù)等于離子所帶的電荷數(shù)。例：例：Cu2+、Na+、Cl-、S2

2、-它們的氧化數(shù)依次為：它們的氧化數(shù)依次為：+2、+1、-1、-2C 大多數(shù)化合物中，大多數(shù)化合物中，H的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為+1；金屬氫化物中，；金屬氫化物中，H的氧的氧 化數(shù)為化數(shù)為-1。通常通常O氧化數(shù)為氧化數(shù)為-2，例外：，例外：H2O2、Na2O2中，中，O的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為-1；氧的氟化物：氧的氟化物：OF2、O2F2中，中，O的氧化數(shù)分別為的氧化數(shù)分別為+2，+1。所有的氟化物中，所有的氟化物中，F(xiàn)的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為-1。A、A元素的氧化數(shù)分別為元素的氧化數(shù)分別為+1、+2。D 中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和等于中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和等于0。例例1 計算計

3、算Na2SO4、Na2S4O6、Na2S2O8、Na2S2O3中中S的氧化數(shù)。的氧化數(shù)。氧化數(shù)和化合價是兩個不同的概念。氧化數(shù)和化合價是兩個不同的概念。例如：例如：CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3中中C的氧化數(shù)分別為：的氧化數(shù)分別為：C的化合價為：的化合價為：氧化數(shù)可以是正、負(fù)，也可以是分?jǐn)?shù)，化合價只能是整數(shù)。氧化數(shù)可以是正、負(fù)，也可以是分?jǐn)?shù)，化合價只能是整數(shù)。二二 氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)氧化劑：電子的接收體，氧化數(shù)降低。氧化劑：電子的接收體，氧化數(shù)降低。還原劑：電子的給予體，氧化數(shù)升高。還原劑：電子的給予體，氧化數(shù)升高。還原反應(yīng)：氧化

4、數(shù)降低的反應(yīng)。還原反應(yīng)：氧化數(shù)降低的反應(yīng)。氧化反應(yīng)：氧化數(shù)升高的反應(yīng)。氧化反應(yīng)：氧化數(shù)升高的反應(yīng)。例：例：Zn+Cu2+Cu+Zn2+三三 氧化還原電對氧化還原電對例：例：Zn+Cu2+Cu+Zn2+氧化劑的還原反應(yīng)：氧化劑的還原反應(yīng)：Cu2+2e Cu還原劑的氧化反應(yīng)：還原劑的氧化反應(yīng)：Zn-2eZn2+ (Zn2+2eZn)氧化型物質(zhì)氧化型物質(zhì)/還原型物質(zhì)構(gòu)成氧化還原電對，任何一個半反應(yīng)均可還原型物質(zhì)構(gòu)成氧化還原電對，任何一個半反應(yīng)均可表示為：表示為：氧化型+ne 還原型Cu2+/CuZn2+/Zn四四 氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)方程式的配平1 氧化數(shù)法氧化數(shù)法配平原則配平原則:

5、(1)元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原子氧化數(shù)降元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原子氧化數(shù)降 低的總數(shù)。低的總數(shù)。(2)反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等。反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等。配平步驟配平步驟:(1)寫出未配平的反應(yīng)方程式。寫出未配平的反應(yīng)方程式。Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO+H2O(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子氧化數(shù)升高值。找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子氧化數(shù)升高值。Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO+H2O0+5+2+2+2-3(3)(3)找出氧化數(shù)升高值與氧化數(shù)降低值的最小公倍數(shù)，將各變找出氧化數(shù)升高值與氧化數(shù)降低值的最小公倍數(shù)，將各變 化值分別乘以相應(yīng)的系

6、數(shù)。化值分別乘以相應(yīng)的系數(shù)。3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O0+5+2+2(+2)*3(-3)*2(4)觀察法配平氧化數(shù)未發(fā)生變化的各元素原子。觀察法配平氧化數(shù)未發(fā)生變化的各元素原子。2 離子離子-電子法電子法配平原則配平原則:(1)氧化劑得電子總數(shù)氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)還原劑失電子總數(shù)(2)反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等。反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等。配平步驟配平步驟:(1)寫出未配平的離子反應(yīng)方程式。寫出未配平的離子反應(yīng)方程式。KMnO4+K2SO3+H2SO4 MnSO4+K2SO4+H2OMnO4-+SO3 2-Mn2+SO4 2-(2)將反應(yīng)分解為兩個

7、半反應(yīng)。將反應(yīng)分解為兩個半反應(yīng)。MnO4-Mn2+SO3 2-SO4 2-(3)配平兩個半反應(yīng)式。既要使方程式兩邊相同元素的原子總數(shù)配平兩個半反應(yīng)式。既要使方程式兩邊相同元素的原子總數(shù)相等，而且兩邊的凈電荷數(shù)也要相等。方法是首先配平原子數(shù)，相等，而且兩邊的凈電荷數(shù)也要相等。方法是首先配平原子數(shù)，然后加上或減去適當(dāng)電子數(shù)來配平電荷數(shù)。然后加上或減去適當(dāng)電子數(shù)來配平電荷數(shù)。MnO4-+8H +5eMn2+4H2OSO3 2- + H2O-2e SO4 2- + 2H+(4)找出兩個半反應(yīng)式得失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)，將兩個半找出兩個半反應(yīng)式得失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)，將兩個半反應(yīng)式中各項乘以相應(yīng)系數(shù)，

8、然后將二者結(jié)合，消去電子，反應(yīng)式中各項乘以相應(yīng)系數(shù)，然后將二者結(jié)合，消去電子，得到配平的離子方程式，再改寫成分子方程式。得到配平的離子方程式，再改寫成分子方程式。MnO4-+8H + +5e Mn2+4H2OSO3 2- + H2O-2e SO4 2- + 2H+*2*5+2MnO4-+5SO3 2- +6H+ 2Mn2+5SO4 2- +3H2O2KMnO4+5K2SO3 +3H2SO4 2MnSO4+6K2SO4 +3H2O不同介質(zhì)條件下，配平氧原子的經(jīng)驗規(guī)則：不同介質(zhì)條件下，配平氧原子的經(jīng)驗規(guī)則：介質(zhì)條件介質(zhì)條件反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式左邊左邊右邊右邊O原子數(shù)原子數(shù)配平時應(yīng)加入配平時應(yīng)加入的

9、物質(zhì)的物質(zhì)生成物生成物酸性酸性多多H+H2O少少H2OH+堿性堿性多多H2OOH-少少OH-H2O中性中性多多H2OOH-少少H2OH+練習(xí)：用離子練習(xí)：用離子-電子法配平下列反應(yīng)方程式：電子法配平下列反應(yīng)方程式：3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-3Cl-+2FeO4 2- +5H2OMnO4-+H2O2 Mn2+O2+H2OH+As2S3+HNO3H3AsO4+H2SO4+NO答案：答案：ClO-+Fe(OH)3Cl-+FeO4 2-OH-2MnO4-+5H2O2 +6H+ 2Mn2+5O2+8H2O3As2S3+28HNO3 +4H2O 6H3AsO4+9H2SO4+28NOAs2S3

10、+20H2O 28e2H3AsO4+3H2SO4+28H+HNO3 +3H+ +3e NO+2H2O4.2 原電池原電池觀察到：檢流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)觀察到：檢流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電子從電子從Zn極流向極流向Cu極。極。原電池：能使氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生原電池：能使氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生 電流的裝置。電流的裝置。正極：電子流入的電極正極：電子流入的電極負(fù)極：電子流出的電極負(fù)極：電子流出的電極負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：Zn-2eZn-2e ZnZn2+2+正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：CuCu2+2+2e+2e CuCu電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： CuCu2+2+Zn+Zn Cu+ZnCu+Zn2+2+電池圖解：

11、電池圖解：（-）Pt Fe3+ (0.1molL-1) ，F(xiàn)e2+Cl- (2.0molL-1 ) Cl2，Pt（+）（-）Zn Zn2+(C1)Cu2+(C2) Cu（+）書寫注意事項：書寫注意事項：A 書寫次序：負(fù)極寫左邊，正極寫右邊。書寫次序：負(fù)極寫左邊，正極寫右邊。B 代表兩相界面；代表兩相界面； 表示鹽橋。表示鹽橋。C 若電極反應(yīng)中無金屬導(dǎo)體，需用惰性電極若電極反應(yīng)中無金屬導(dǎo)體，需用惰性電極Pt或或C；若有氣體、若有氣體、 液體或固體參加電極反應(yīng)，如液體或固體參加電極反應(yīng)，如Cl2(g),H2(g),I2(s),應(yīng)寫在惰性應(yīng)寫在惰性 電極一側(cè)。電極一側(cè)。練習(xí)：寫出下列氧化還原反應(yīng)的電

12、池圖解。練習(xí)：寫出下列氧化還原反應(yīng)的電池圖解。2Fe2+(1.0molL-1)+Cl2(100kPa)2Fe3+(0.1 0molL-1)+2Cl-(2. 0molL-1)Hg2Cl2(s)+Sn2+(1.0molL-1)Sn4+(1.0molL-1)+2Hg(l)+2Cl-(1.0molL-1)（-）Pt Sn2+ ，Sn4+Cl- Hg2Cl2 (s) ，Hg(l)，Pt（+）二二 原電池的電動勢原電池的電動勢(E)在原電池中，用電位計所測得的正極和負(fù)極之間的電勢差，在原電池中，用電位計所測得的正極和負(fù)極之間的電勢差，叫做原電池的電動勢。叫做原電池的電動勢。符號：符號：E單位：單位：V標(biāo)準(zhǔn)

13、電動勢標(biāo)準(zhǔn)電動勢(E )：在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下測定的原電池的電動勢。在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下測定的原電池的電動勢。4.3 電極電勢電極電勢一一 電極電勢的產(chǎn)生電極電勢的產(chǎn)生 M-ne-Mn+同時：同時： Mn+ne-M當(dāng)把金屬浸入其鹽溶液中，會發(fā)生：當(dāng)把金屬浸入其鹽溶液中，會發(fā)生：當(dāng)溶解和沉積過程平衡時，若金屬溶解當(dāng)溶解和沉積過程平衡時，若金屬溶解的傾向大于沉積的傾向，金屬表面帶負(fù)的傾向大于沉積的傾向，金屬表面帶負(fù)電荷，溶液帶正電荷。在金屬與其鹽溶電荷，溶液帶正電荷。在金屬與其鹽溶液之間產(chǎn)生電勢差，這種電勢差稱為該液之間產(chǎn)生電勢差，這種電勢差稱為該金屬的平衡電極電勢，簡稱電極電勢。金屬的平衡電極電勢，簡稱電極電勢。符

14、號：符號：E(Mn+/M)說明說明:(1)電極電勢是強度性質(zhì)，不具有加和性。電極電勢是強度性質(zhì)，不具有加和性。Zn2+2e Zn E(Zn2+/Zn)= -0.763V2Zn2+4e 2Zn E(Zn2+/Zn)= -0.763V(2)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(E )在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下測定的電對的電極電勢。在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下測定的電對的電極電勢。(3)電極電勢除與物質(zhì)本性有關(guān)外，還與體系的溫度、濃度等外界電極電勢除與物質(zhì)本性有關(guān)外，還與體系的溫度、濃度等外界 條件有關(guān)。條件有關(guān)。二二 電極電勢的確定電極電勢的確定1 標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：2H+2e H2(g)E (H+/H2) =0.0VC

15、(H+)=1.0molL-1P(H2)=100kPa2 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的測定標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的測定E =E (+)-E (-)例如：測定例如：測定Zn極的極的E 測定測定E =0.7626V,則則E (Zn2+/Zn)=-0.7626V測定測定Cu電極的電極的E ，組成如下電池：，組成如下電池：（-）Pt,H2(g) H+(C )Cu2+(C ) Cu（+）E =E (Cu2+/Cu)-E (H+/H2)=0.340V E (Cu2+/Cu)=0.340V三三 電極電勢的電極電勢的Nernst方程方程對于任一電極反應(yīng)：氧化型對于任一電極反應(yīng)：氧化型+ne 還原型還原型ln還原型氧化型zFRTEE當(dāng)當(dāng)

16、T=298.15K,F=96485JV-1 mol-1,R=8.314J mol -1K-1時時0592. 0303. 2FRTlg0592. 0還原型氧化型zEE說明說明:(1)Nernst方程中的濃度為相對濃度方程中的濃度為相對濃度(C/C ),若有氣體參加電若有氣體參加電 極反應(yīng)，則用相對分壓極反應(yīng)，則用相對分壓(P/P )表示，電極反應(yīng)中的固體、表示，電極反應(yīng)中的固體、 液體不列入方程式。液體不列入方程式。(2) 在電極反應(yīng)中，若除了氧化型、還原型物質(zhì)外，還有其它物質(zhì)在電極反應(yīng)中，若除了氧化型、還原型物質(zhì)外，還有其它物質(zhì) 參加電極反應(yīng)，則其濃度也要列入?yún)⒓与姌O反應(yīng)，則其濃度也要列入Ne

17、rnst方程式。方程式。練習(xí)：寫出下列電極反應(yīng)的練習(xí)：寫出下列電極反應(yīng)的Nernst方程式。方程式。Ag+e AgCl2+2e 2Cl-O2+4H+4e 2H2OMnO4-+8H+5e Mn2+4H2O例例1 已知下列電極反應(yīng)已知下列電極反應(yīng): MnO4-+8H+5e Mn2+4H2O E (MnO4- / Mn2+)=1.51V， 計算當(dāng)計算當(dāng)C(MnO4-)=C(Mn2+)=1.0molL-1 C(H+)=10molL-1 E (MnO4- / Mn2+)=?解：解：E (MnO4- / Mn2+) =E (MnO4- / Mn2+) +/ )(/ )(/ )(lg50592. 0284C

18、MnCCHCCMnOC=1.51V+810lg50592. 0=1.60V說明：含氧酸鹽在酸性介質(zhì)中氧化性增強。說明：含氧酸鹽在酸性介質(zhì)中氧化性增強。例例2 計算計算298K下，下，P(O2)=100kPa,C(OH-)=0.10molL-1時的時的E(O2/OH-)0.46V例例3 298K時，在時，在Fe3+、Fe2+的混合溶液中加入的混合溶液中加入NaOH時有時有Fe(OH)3、Fe(OH)2 沉淀生成，假設(shè)無其它反應(yīng)發(fā)生，當(dāng)沉淀反應(yīng)達到平衡時，保持沉淀生成，假設(shè)無其它反應(yīng)發(fā)生，當(dāng)沉淀反應(yīng)達到平衡時，保持C(OH-) =1. 0molL-1 ，求求E(Fe3+/Fe2+)為多少？為多少？

19、已知已知Ksp (Fe(OH)3)=2.7910-39 , Ksp (Fe(OH)2)=4.8710-17 E (Fe3+/Fe2+)=0.771V解：電極反應(yīng)：解：電極反應(yīng)：Fe3+e Fe2+求求C(Fe3+)和和C(Fe2+):Fe2+2OH- Fe(OH)2 Ksp =C(Fe2+)C(OH-)2 C(Fe2+)= Ksp (Fe(OH)2 )Fe3+3OH- Fe(OH)3 Ksp =C(Fe3+)C(OH-)3 C(Fe3+)= Ksp (Fe(OH)3 )E (Fe3+/ Fe2+) =E (Fe3+/ Fe2+) +)()(lg0592. 023OHFeKOHFeKspspE

20、(Fe3+/ Fe2+) =E (Fe3+/ Fe2+) +/ )(/ )(lg0592. 023CFeCCFeC= -0.55V上述計算結(jié)果，當(dāng)上述計算結(jié)果，當(dāng)C(OH-)=1. 0molL-1 時時E(Fe3+/Fe2+)= -0.55V為下列電對的為下列電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：Fe(OH)3+e Fe(OH)2+OH- E (Fe(OH)3/Fe(OH)2)=E (Fe3+/Fe2+)+)()(lg0592. 023OHFeKOHFeKspsp= -0.55VE (Cu2+/ CuI) =E (Cu2+/ Cu+) +)(1lg0592. 0CuIKsp例例4 已知電極反應(yīng)已知

21、電極反應(yīng)2H+2e H2(g)，E =0.0V , ,向體系中加入向體系中加入NaOAcNaOAc, ,使得使得C(HOAc) =C(NaOAc)= =1. 0molL-1 ，P(H2)=P ，求求E(H+/H2)。解：解：E (H+/H2)=E (H+/H2) +PHPCHC/ )(/ )(lg20592. 022=0.0592lgC(H+)()()()(NaOAcCHOAcCHOAcKHCa=1.810-5molL-1 E (H+/H2)= -0.28V2HOAc+2e 2OAc- + H2(g) E =-0.28V 四四 電極電勢的應(yīng)用電極電勢的應(yīng)用1 1 在原電池中的應(yīng)用：在原電池中的

22、應(yīng)用： 判斷正負(fù)極判斷正負(fù)極 正極：正極：E E大的電對；大的電對； 負(fù)極：負(fù)極：E E小的電對。小的電對。例例5 5：用以下二電極組成原電池：用以下二電極組成原電池：(1) (1) ZnZnZnZn2+2+（1.0mol1.0mol. .L L-1-1) ) (2) ZnZn(2) ZnZn2+2+(0.001mol(0.001mol. .L L-1-1) ) 判斷正、負(fù)極，計算電動勢。判斷正、負(fù)極，計算電動勢。E E2 2(Zn(Zn2+2+/Zn)=/Zn)=E E1 1(Zn(Zn2+2+/Zn)=/Zn)=E E=-0.7626V=-0.7626V 可見可見:(1):(1)為正極為正

23、極, , (2) (2)為負(fù)極為負(fù)極, ,其電動勢為其電動勢為: : E E = =E E+ +- -E E- -= =E E1 1- -E E2 2=0.089V=0.089V這種電池稱為濃差電池，電動勢太小。這種電池稱為濃差電池，電動勢太小。001. 0lg20592. 0E= -0.851V解：解：(2) 計算電動勢計算電動勢E = = E+ +- - E- -2 在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用 氧化劑與還原劑的相對強弱；氧化劑與還原劑的相對強弱；(2)計算弱電解質(zhì)的電離常數(shù)和難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。計算弱電解質(zhì)的電離常數(shù)和難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。(3)氧化還原反應(yīng)進行的方

24、向；氧化還原反應(yīng)進行的方向；(4)氧化還原反應(yīng)進行的程度。氧化還原反應(yīng)進行的程度。(1)氧化劑與還原劑的相對強弱氧化劑與還原劑的相對強弱已知下列電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：已知下列電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：氧化能力從強到弱：氧化能力從強到弱：MnO4-Cl2Cu2+H+Fe2+Zn2+還原能力從強到弱：還原能力從強到弱：ZnFeH2CuCl-Mn2+規(guī)律：規(guī)律：E 越大，電對的氧化型物質(zhì)的氧化能力越強，還原型物質(zhì)越大，電對的氧化型物質(zhì)的氧化能力越強，還原型物質(zhì) 的還原能力越弱；的還原能力越弱； E 越小，電對的還原型物質(zhì)的還原能力越強，氧化型物質(zhì)越小，電對的還原型物質(zhì)的還原能力越強，氧化型物質(zhì) 的氧化能力越

25、弱。的氧化能力越弱。(2) 書書108頁例頁例4.14，4.15(3) 判斷氧化還原反應(yīng)進行的方向判斷氧化還原反應(yīng)進行的方向?qū)τ谝粋€氧化還原反應(yīng)：對于一個氧化還原反應(yīng)： rGm= -zFE 其中，其中，z：電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)； F： 96485JV-1 mol-1,rGm 0，反應(yīng)向正向進行反應(yīng)向正向進行rGm =0，E=0，處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài)rGm 0，E0， E(氧化劑氧化劑) E(還原劑還原劑) ，氧化還原反應(yīng)可以正向進行。氧化還原反應(yīng)可以正向進行。書書110頁例頁例4.16說明：說明：經(jīng)驗規(guī)則：經(jīng)驗規(guī)則： E 0.2V，反應(yīng)正向進行。反應(yīng)正向進行。 E

26、 -0.2V，反應(yīng)逆向進行。反應(yīng)逆向進行。 -0.2VE 0.2V，反應(yīng)即可能正向進行，也可能逆向。反應(yīng)即可能正向進行，也可能逆向。但是，我們要求用但是，我們要求用E來判斷，只有當(dāng)反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，才用來判斷，只有當(dāng)反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，才用E 來判斷。來判斷。例例6 實驗室常用實驗室常用MnO2與濃與濃HCl反應(yīng)制取反應(yīng)制取Cl2，反應(yīng)為：反應(yīng)為：MnO2(s)+4H+2Cl- Mn2+Cl2(g)+2H2O(l)。(1)反應(yīng)若在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下進行，反應(yīng)進行的方向？反應(yīng)若在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下進行，反應(yīng)進行的方向？(2)若用濃若用濃HCl(C(HCl)=12.0molL-1 )進行反應(yīng)，其它物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，進行反

27、應(yīng)，其它物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，反應(yīng)進行的方向？反應(yīng)進行的方向？已知：已知：E (MnO2 / Mn2+)=1.23V; E (Cl2 / Cl-)=1.36V解解: (1)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下： E =E (MnO2 / Mn2+)- E (Cl2 / Cl-)=1.23V-1.36V=-0.13V 0，反應(yīng)正向進行反應(yīng)正向進行思考題：現(xiàn)有思考題：現(xiàn)有Cl-、Br-、I-的混合溶液，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，欲使的混合溶液，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，欲使I-氧化為氧化為I2，而而Cl-、Br-不氧化，在常用的氧化劑不氧化，在常用的氧化劑Fe2(SO4)3和和KMnO4中應(yīng)中應(yīng)選擇哪種氧化劑？選擇哪種氧化劑？已知：已知： E (I2

28、/ I-)=0.5355V E (Br2 / Br-)=1.065V E (Cl2 / Cl-)=1.36V E (Fe3+ / Fe2+)=0.771V E (MnO4 -/Mn2+)=1.51V (4) lg K =- rGm /2.303RTrGm = -zFE lg K = zFE /2.303RT當(dāng)當(dāng)T=298.15K, F=96485JV-1 mol-1, R=8.314J mol -1K-1時時0592. 0303. 2FRT lg K = z E /0.0592K 只與只與E 有關(guān)，且有關(guān)，且E 越大，越大， K 越大，正反應(yīng)進行的程度越大。越大，正反應(yīng)進行的程度越大。例例7

29、計算下列反應(yīng)：計算下列反應(yīng)：Ag+Fe2+Ag+Fe3+(1)在在298.15K時的平衡常數(shù)時的平衡常數(shù)K ？(2)如果反應(yīng)開始時如果反應(yīng)開始時C(Ag+)=1.0molL-1，C(Fe2+)=0.1mol L-1，求求達平衡時達平衡時Fe3+的濃度。的濃度。 解：查表解：查表 E (Fe3+ / Fe2+)=0.771V； E (Ag+ / Ag)=0.7991V(1) E = E+ - E - = E (Ag+ / Ag) - E (Fe3+ / Fe2+) =0.7991V-0.771V=0.0281Vlg K = z E /0.0592=0.475K =2.99(2) 設(shè)平衡時設(shè)平衡時

30、C(Fe3+)=xmolL-1Ag+Fe2+Ag+Fe3+起始濃度起始濃度/molL-1 1.0 0.1 0平衡濃度平衡濃度/molL-1 1.0-x 0.1-x x99. 2)1 . 0)(0 . 1 (xxxKX=0.073平衡時平衡時C(Fe3+)=0.073molL-1五五 元素電勢圖元素電勢圖氧在酸性和堿性介質(zhì)中元素電勢圖：氧在酸性和堿性介質(zhì)中元素電勢圖：EA/V(A：C(H+)=1.0molL-1)EB/V(B：C(OH-)=1.0molL-1)O2H2O2H2O0.6951.7631.229O2HO2-OH-0.0760.8670.401應(yīng)用：應(yīng)用：1 判斷歧化反應(yīng)能否發(fā)生判斷歧

31、化反應(yīng)能否發(fā)生歧化反應(yīng)：自身氧化還原反應(yīng)，例如：歧化反應(yīng)：自身氧化還原反應(yīng)，例如：Cu+Cu2+Cu規(guī)則：規(guī)則：ABCE 左左 E 右右 E右右 E左左 ，可以發(fā)生歧化反應(yīng)，即，可以發(fā)生歧化反應(yīng)，即BA+CE右右 E左左 ，不可以發(fā)生歧化反應(yīng)，但其逆反應(yīng)可以發(fā)生，不可以發(fā)生歧化反應(yīng)，但其逆反應(yīng)可以發(fā)生， 即即A+C B。例例8 已知氯在酸性條件下的元素電勢圖，判斷氯的哪些物種可以已知氯在酸性條件下的元素電勢圖，判斷氯的哪些物種可以 發(fā)生歧化反應(yīng)？發(fā)生歧化反應(yīng)？ClO4-ClO3-HClO2HClOCl2Cl-1.3451.191.051.641.631.361.122 計算某電對的計算某電對的

32、E 值。值。計算公式：計算公式：ABCE 1 E 2 z1z2DE3 z3E zE (A/D)=zzzz332211EEE例例9 已知碘在酸性介質(zhì)中的電勢圖：已知碘在酸性介質(zhì)中的電勢圖：EA : H5IO6IO3-HIOI2I-?1.701.130.53451.19求：求：E (HIO/I2)=? E (IO3-/I-)=? 試分析用淀粉碘化鉀試紙檢查試分析用淀粉碘化鉀試紙檢查有無有無Cl2，可能發(fā)生的現(xiàn)象。可能發(fā)生的現(xiàn)象。解：解：E (IO3-/I2)=VIHIOE19. 151)/(413. 12E (HIO/I2)=1.43VE (IO3-/I-)=V08. 1615345. 0519.

33、 13 判斷物質(zhì)的氧化還原行為判斷物質(zhì)的氧化還原行為Fe3+Fe2+Fe0.771-0.44已知已知Fe在酸性介質(zhì)中的元素電勢圖：在酸性介質(zhì)中的元素電勢圖：A Fe與與H+反應(yīng)：已知反應(yīng)：已知E (H+/H2)=0.0V，反應(yīng)產(chǎn)物為反應(yīng)產(chǎn)物為 Fe2+B 在酸性介質(zhì)中，在酸性介質(zhì)中，E (O2/H2O)=1.229V， 所以所以Fe2+不穩(wěn)定，易被氧化為不穩(wěn)定，易被氧化為Fe3+。C E 右右 E 左左 ，F(xiàn)e2+在酸性介質(zhì)中不會發(fā)生歧化反應(yīng)，但其逆反應(yīng)可以發(fā)在酸性介質(zhì)中不會發(fā)生歧化反應(yīng)，但其逆反應(yīng)可以發(fā) 生：生：Fe3+FeFe2+。一一 填空填空1 在在H2SO4、Na2S2O3、Na2S

34、4O6中中S的氧化數(shù)分別為：的氧化數(shù)分別為：2 在原電池中，電子流出的一極為在原電池中，電子流出的一極為極，接受電子的電極為極，接受電子的電極為極，在極，在 正極發(fā)生正極發(fā)生反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，原電池可將反應(yīng)，原電池可將能轉(zhuǎn)變?yōu)槟苻D(zhuǎn)變?yōu)槟?。能? 在原電池中，在原電池中， E 大的電對為大的電對為極，極， E 小的電對為小的電對為極；極； E 越大，越大，電對的氧化型物種電對的氧化型物種能力越強，能力越強，E 越小，電對的還原型物種越小，電對的還原型物種能力越強。能力越強。4 E (Ag+/Ag)、 E (I2/I-)、 E (BrO3-/Br -)、 E (O2/H2O)、 E

35、 (Fe(OH)3/Fe(OH)2)的的E 值隨溶液的值隨溶液的pH值變化的是值變化的是5 已知反應(yīng)：已知反應(yīng)：Cl2(g)+2Br -(aq)Br2(l)+2Cl-(aq) 1/2Cl2(g)+Br -(aq)1/2Br2(l)+Cl-(aq)則：則：z1/z2=_ E1/E2=_ rGm1 / rGm2 =_ lgK1 /lgK2 =_6 反應(yīng)反應(yīng)2MnO4-(aq)+10Br (aq)+16H+(aq) 2Mn2+(aq)+5Br2(l)+8H2O(l)的的電池符號電池符號 為為。二二 選擇題選擇題1 在下列反應(yīng)中在下列反應(yīng)中CO不作還原劑的是不作還原劑的是A CO與金屬氧化物反應(yīng)制備金

36、屬單質(zhì)；與金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)；B CO在空氣中燃燒；在空氣中燃燒；C CO形成配合物形成配合物Fe(CO)5D CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)2 下列各組物質(zhì)可能共存的是下列各組物質(zhì)可能共存的是A Cu2+、 Fe2+、 Sn4+、Ag； B Cu2+、 Ag+、 Fe2+、FeC Fe3+、 Fe、 Cu2+、Ag； D Fe3+、 I-、 Sn4+、Fe2+3 通常配制通常配制FeSO4溶液時加入少量鐵釘，其原因與下列溶液時加入少量鐵釘，其原因與下列個反應(yīng)無關(guān)。個反應(yīng)無關(guān)。A O2(g)+4H+(aq)+4e 2H2O(l) B Fe3+(aq)+e Fe2+(aq)C Fe(s)+2Fe3+(aq) 3Fe2+(aq) D Fe3+3e Fe4 2HgCl2(aq)+SnCl2(aq) SnCl4(aq)+Hg2Cl2(s)的的E =0.476V，E (Sn4+/Sn2+)=0.154V，則則E (HgCl2/Hg2Cl2)=VA 0.322V B 0.784V C 0.798V D 0.630V5 已知已知E (Pb2+/Pb)=-0.126V，Ksp (PbCl2)=1.6*10-5，則則E (PbCl2/Pb)=A 0.268V B -0.41V C -0.268V D -0.016V6 已知已知E (Cu2+/C